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        石墨烯防腐涂料
        来源:www.dong120.com 发布时间:2022/7/16 14:47:20

          石墨烯是十年前才被正式发现的新材料,是迄今为止人类发现的最薄最硬的物质,它的结构非常紧密和严整,轻度和韧性是普通刚性材料难以企及的。

          石墨烯广泛和独特的性能展现了其在金属材料防腐领域的巨大潜力。


          首先,石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层,阻止扩散渗透的进行;

          其次,石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性,不论是在高温条件下(可高达1500℃),还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定。

          另外,石墨烯良好的导电、导热性能对金属服役的环境提供了有利条件。石墨烯还是目前为止最薄的材料,其对基底金属的影响可以忽略不计。同时还兼具高的强度和良好的摩擦学性能,不仅能提高导电性或耐盐雾性能, 还能进一步降低涂层厚度, 增加对基材的附着力,提升涂料的耐磨性。 


          在常用的环氧防腐涂料的基础上通过添加石墨烯制备的新型涂料不仅具有环氧富锌涂料的阴极?;ばв?、 玻璃鳞片涂料的屏蔽效应, 更具有韧性好、 附着力强、 耐水性好、 硬度高等特点, 其防腐性能超过现有的重防腐涂料, 可广泛应用于海洋工程、 交通运输、 大型工业设备及市政工程设施等领域的涂装?;?。

          用石墨烯制备涂料来提高金属耐腐蚀性方面的潜能,在铜和镍的表面涂上石墨烯的试验证明,用化学气相沉积培育时,铜的腐蚀速度减慢7倍,这 是在加氧硫酸钠(Na2SO4)溶液中与裸铜相比的情况。

          镍的腐蚀速度慢4倍。这些发现说明石墨烯是已知最薄防腐蚀涂层。因此,石墨烯将成为最理想的防腐涂层。


          石墨烯涂料性能主要表现在:

          1.阴极?;ば阅芮?br />
          石墨烯共轭结构使其具有很高的电子迁移率,添加在锌粉涂料中,保证了锌粉之间的良好的导电性,同时与经过喷砂、抛丸处理过钢铁基材保持充分的电化学接触,形成导电网络。

          腐蚀发生时锌离子作为载流子向阴极的石墨烯表面迁移,金属锌颗粒表面形成不溶性锌盐沉积物的概率减低,锌粉能能持久发挥作用,锌粉也被充分利用,提供更佳的电化学?;?。

          同时我们采用纯度更高的锌粉,将锌粉中的铅、铁、镉、及锌的氧化合物降到最低,更加有利于发挥出阴极?;ば阅?。

          2.片状屏蔽效应

          由于石墨烯是一个片状的结构,能在涂层中形成迷宫效应,其他屏蔽填料:铝粉、云母粉、玻璃鳞片与石墨烯是无法比的。

          能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散,大大延长了外界腐蚀物质到达钢铁基的通道。
          同时其小尺寸效应,石墨烯可以填充到涂层的缺陷当中,减少涂层孔隙率,增强涂层致密性,进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。

          其良好的屏蔽性延缓了金属锌电化学腐蚀消耗,使金属锌能持续地发挥阴极?;さ淖饔?。

          3.机械性能好

          石墨烯层与层之间有良好的润滑作用,其片层结构可以将涂层分割成许多小区间,能够有效地降低涂层内部应力,消耗断裂能量,进而提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。

          石墨烯锌粉涂料依据涂料检测中心的结论:性能优于80%锌含量的富锌涂料。

          二、石墨烯涂料缺点

          1.行业内对石墨烯的认知不够,相对于成熟的防腐涂料,石墨烯是新开发的新型材料,应用案例较少,没有像常规防腐油漆的一些标志性成功案例。

          2.石墨烯应用涂料领域的大环境不够好,很多防腐项目都没有对石墨烯涂料有深入的了解,导致在此领域没有什么信服力,很多人不愿去尝试。
          石墨烯涂料施工

          优质的材料也只是半成品,需要专业的施工才能真正实现其价值。需要依靠先进的设备、标准的工艺流程、专业的施工队伍和严格的现场管理,才能保障优质的石墨烯涂料发挥出优秀的防腐?;ばЧ?。
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