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石墨烯防腐涂料的特点

2021-05-14 02:33

石墨烯防腐涂料的特点如何?本文将从四方面为大家介绍该涂料的特点:

1、优异的导电性和防腐性环氧富锌底漆采用石墨烯等碳纳米材料改性后,涂层导电性和耐腐蚀性明显提高。石墨烯改性环氧富锌底漆是目前石墨烯在防腐涂料中应用的主要方向,由中国涂料工业协会等单位联合起草的《环氧石墨烯锌粉底漆》。

行业标准将于2019年正式颁布。石墨烯加入环氧富锌底漆中,主要通过采用环氧树脂与石墨烯粉体共研磨或直接在树脂中加入石墨烯浆料的方式,加入量在0.5%~1.0%。试验结果表明,在锌粉质量分数为40%~50%、涂膜厚度为80μm时,耐中性盐雾可以达到1500h,划痕处单边扩蚀<2mm。该测试结果是相同锌含量环氧富锌底漆耐盐雾性能的3倍以上,并高于普通高锌含量(≥70%)环氧富锌底漆。钢基材锈蚀的过程实际上是一个电化学反应的过程,锌粉作为阳极,并通过锌粉颗粒的堆积起到导电通路作用。

锌粉被氧化后失去了导电作用,锌粉间的导电通路在一定程度上被阻隔,从而使锌粉不再具有阴极保护作用。当涂层中加入石墨烯后,片状石墨烯纳米材料具有很好的导电性,增强了锌粉颗料间的电化学通路,从而提高对钢基材的阴极保护作用。另外,均匀分散的石墨烯能在涂层中形成物理隔绝层,起到屏蔽作用,提高了富锌底漆的耐腐蚀性能。

2、优异的物理隔绝性涂层作为半透膜,其耐腐蚀性能主要体现在可以有效阻止腐蚀介质(H 2 O、O 2、Cl-、SO 2等)透过。采用石墨烯材料对涂料进行改性,涂层的耐化学介质性能可以大大提高。石墨烯具有二维片层结构,比表面积达到2630m 2/g,在石墨烯改性后的涂层中,具有片层结构的石墨烯层层叠加,可以形成迷宫一样致密的隔绝层,可以有效地隔绝Cl-和其他腐蚀介质的透过。华光高科自主研发的石墨烯改性水性氟碳涂料具有优异的耐化学介质性能,测试结果表明:石墨烯纳米粒子通过改性后可以均匀分布于涂层中,填补涂层的缺陷,提高了涂层的致密性,阻止腐蚀介质渗透到涂层与基体表面,增强了涂层的物理隔绝作用。

3、优异的机械性能船舶和海工平台表面涂层受外力撞击会出现破损或脱落,从而对涂层的防腐性能造成破坏,缩短涂层设计使用寿命。涂料经过石墨烯材料改性后,涂膜硬度和附着力均有一定程度的提高。石墨烯经改性后可以通过以粉体或浆体的形式加入涂料中,还可通过与主体树脂进行化学接枝后作为成膜物加入。石墨烯经改性后,石墨烯粒子表面具有一定数量的官能团(羟基和羧基等),不仅能够与涂层中的主体树脂很好地结合,而且这些官能团还能够与基材表面进行很好的吸附,涂层与基材的吸附作用可以进一步提高与基材的附着力。另外由于石墨烯硬度高,层间具有润滑作用,可以大大提高涂层的机械强度、耐冲击性、柔韧性等机械性能。

4、优异的涂层散热性石墨烯是目前已知的最好的导热材料,热导率高达5300W/(m·K),涂料经石墨烯改性后,其导热性能可以明显提高。

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