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解決這幾點難點，石墨烯將成防腐涂料領(lǐng)域的“明日之子”！

2021-04-23 15:33:37 作者：涂料市場來源：涂料市場分享至：

石墨烯，本存在于自然界，哪怕是鉛筆在紙上輕輕一劃也可能形成。這種以sp?雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料，從發(fā)現(xiàn)至今僅過了幾十年，卻由于優(yōu)異的光學、電學、力學特性，成為學界公認的革命性材料。

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在涂料行業(yè)，石墨烯被重點應用于防腐涂料領(lǐng)域，作為“改變21世紀的神奇材料”，它能夠成為防腐涂料領(lǐng)域的“明日之子”嗎？答案是肯定的，近日，投資15億的深圳首個石墨烯產(chǎn)業(yè)園項目就正式揭牌，未來，園區(qū)將在石墨烯原料制備、石墨烯涂料、石墨烯基復合材料方面開展廣泛研究。

石墨烯是什么

既然這個涂料界的“明日之子”有著如此巨大的發(fā)展?jié)摿Γ敲此降资呛畏缴袷ツ兀课覀円黄饋砹私庀率∈┦鞘郎献畋〉姆栏g材料，可用于金屬防護，有關(guān)石墨烯在防腐領(lǐng)域的研究吸引了世界各國研究者的關(guān)注。大量的研究結(jié)果表明，石墨烯超大的比表面積、優(yōu)良的阻隔性、高的化學穩(wěn)定性及良好的導電性等性能，對于防腐涂料綜合性能具有較強的提升作用，如增強涂層對基材的附著力，提升涂料的耐磨性和防腐性，同時具有環(huán)保安全、無二次污染等特性。

2010年開始，歐美日韓等國家和地區(qū)陸續(xù)投入發(fā)展，與此同時，我國也在進行同步研發(fā)，部分研究已處于世界頂尖行列。2014年，我國開始實施《石墨烯材料的名次術(shù)語與定義》，成為國際首個明確石墨烯關(guān)鍵名詞術(shù)語和定義標準的國家。目前，全球已發(fā)表7萬余篇石墨烯論文、2萬余項石墨烯專利，其論文發(fā)表及專利申請仍保持上升態(tài)勢。

涂料領(lǐng)域，石墨烯未來可期

作為“新材料之王”，石墨烯的性能堪稱神奇：它是最薄的材料，因為它僅有一個原子層；它是強度最大的材料，理論上強度比鋼強韌200倍；它是導電性最好的材料，電導率是銀的1.6倍；它是導熱性最好的材料，熱導率是銅的13倍。其所具備的各種突出的物理、化學性質(zhì)也引起了涂料領(lǐng)域的科研院所、涂料企業(yè)等從業(yè)人員的普遍關(guān)注：帶有大量含含氧基團的功能化石墨烯，它能否與樹脂、高分子材料的結(jié)合力強，及其適合作補強材料或功能化材料，成為一種功能性添加填料。

石墨烯需要解決的技術(shù)難點

石墨烯宏量可控制備技術(shù)：規(guī)模化制備石墨烯時確保品質(zhì)穩(wěn)定可控；石墨烯分散技術(shù)：如何保持石墨烯穩(wěn)定均勻分散狀態(tài)；石墨烯功能化技術(shù)：針對不同應用領(lǐng)域，改變石墨烯結(jié)構(gòu)性質(zhì)，實現(xiàn)石墨烯材料導電性等特性參數(shù)可控。

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信和新材料股份有限公司成立于1995年，是一家專業(yè)從事涂料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與涂裝服務(wù)的國家級高新技術(shù)企業(yè)。公司目前具有年30萬噸產(chǎn)能的泉州與蘇州兩個涂料生產(chǎn)基地，有泉州、蘇州兩個涂料研發(fā)中心，能為廣大用戶提供應用在船舶橋梁、軍工裝備、核電工業(yè)、石化防腐、電氣設(shè)備、建筑工程、機械裝備等多個國民經(jīng)濟領(lǐng)域的涂料產(chǎn)品。

作為國內(nèi)新興的技術(shù)導向型涂料企業(yè)，信和新材料一直走科技創(chuàng)新之路：開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)防腐防火涂料，成功應用于泉州灣跨海大橋，填補跨海大橋使用國內(nèi)涂料品牌空白；研發(fā)的系列核電涂料，成功應用于巴基斯坦恰希瑪與卡拉奇、江蘇田灣、廣西防城港、遼寧紅沿河等十多個核電站，打破了外資品牌長期以來的市場壟斷。

近年來，隨著石墨烯材料科學的持續(xù)發(fā)展，信和新材料為解決設(shè)施設(shè)備在高鹽、高濕度、嚴重污染工業(yè)環(huán)境下的長效腐蝕難題，率先使用這一新材料，為石墨烯材料應用于涂料端取得了突破性的成就，并成功推出GrapheneZn鋅烯望技術(shù)。鋅烯望技術(shù)使用含鋅粉、特種填料和專有的石墨烯涂料技術(shù)，利用石墨烯二維片層結(jié)構(gòu)的高效屏蔽作用，大幅提高涂料的防腐蝕性能，并賦予涂抹優(yōu)異的力學性能使涂膜更為堅韌。

難點突破

1. 通過引進技術(shù)，優(yōu)化工藝，建立了易分散涂料用石墨烯粉體生產(chǎn)線，解決了大部分石墨烯粉體分散穩(wěn)定困難，無法在涂料中穩(wěn)定，貯存過程中極易沉淀和析出的問題。2. 采用雙親結(jié)構(gòu)共聚物分散劑制備穩(wěn)定的石墨烯分散體，既含有陰離子又含有陽離子的雙親結(jié)構(gòu)高分子量嵌段共聚物分散劑的兩種錨定基團能夠同時和石墨烯粉體表面的羧基、環(huán)氧基或氨基形成穩(wěn)定錨定結(jié)構(gòu)，其高分子溶劑化鏈段通過足夠大的空間位阻阻止石墨烯粉體的絮凝和團聚，從而獲得貯存穩(wěn)定的石墨烯分散體。3. 采用復配石墨烯片層定向劑使石墨烯在涂料成膜過程中定向形成致密屏蔽層來提高涂料的屏蔽作用，實現(xiàn)石墨烯片層在涂料中的均勻分布與定向。

（本項目專用石墨烯掃描及透射圖片）

GrapheneZn鋅烯望技術(shù)極大限度增強環(huán)氧富鋅涂料中鋅粉的利用率，使石墨烯鋅粉底漆耐鹽霧時間達到10000h，超出傳統(tǒng)富鋅涂料十倍以上。此外還具備超長的耐久性能，在對涂層干膜厚度高達250μm經(jīng)冷熱循環(huán)10次（-20℃-25℃-70℃）測試中表明，GrapheneZn鋅烯望技術(shù)有著優(yōu)異的高干膜抗開裂性。

GrapheneZn鋅烯望技術(shù)采用復配定向劑使石墨烯在涂料成膜過程中定向形成致密屏蔽層來提高涂料的屏蔽作用，與鋅粉完美結(jié)合，涂層集屏蔽、陰極防護、抑制作用為一體，極大程度延緩腐蝕介質(zhì)滲透，相比于國外同類產(chǎn)品與傳統(tǒng)富鋅涂料，鋅烯望技術(shù)更將長效防護能力發(fā)揮到極致，將后期維護成本降至最低。