石墨烯防腐涂料的神奇力量,超强防腐蚀!

石墨烯,在防腐涂料领域变得越来越重要。

1111日,中建八局官方公众号发布消息,吴明红院士工作站和工程研究所研发的石墨烯桥梁结构防腐技术研发成功,并在青岛的桥梁工程领域首次成功运用。

据介绍,此次建设的青岛海洋活力区跨风河新建桥梁工程海口路跨风河大桥,是国内首座采用超大“A”字形钢主塔竖向转体施工技术的桥梁。而在桥塔竖向转轴的特殊位置,内部结构相对更复杂,受力也更集中,防腐要求也比较高。

新研发的石墨烯防腐涂层,很好地解决了以上痛点。

据悉,跨风河新建桥梁工程研发团队用了280 μm的石墨烯防腐底,取代了此前的冷喷锌封闭剂方案。石墨烯防腐底喷剂有两个好处,一是涂覆厚度减少了一半,二是使用年限大大提高,增长了25%50%

石墨烯防腐涂层的成功运用,也是这次桥梁工程建设的关键技术突破点。众所周知,工业生产中需要用到大量的金属制品,但金属制品大多存在腐蚀问题。

相关数据显示,每年因为腐蚀而产生的经济损失高达23万亿美元。更可怕的是,腐蚀也会带来极大的健康和生命威胁。《中国腐蚀调查报告》指出,中国的腐蚀损失占GDP5%,腐蚀还会引发过重大安全事故,造成人员伤亡等严重后果。

现有的金属防腐技术,主要包括防腐蚀设计、缓冲剂防腐蚀技术、化学镀和电镀技术、电化学保护、防腐涂层技术。其中,通过在设备表面涂敷新材料形成防护膜是比较常用的防腐蚀技术。也有相关研究表示,在长期的实践应用中,涂层保护被证明是防腐操作简单、防腐效果好的一种防护方法。

所以,如何借助新型涂敷材料更好地预防根治腐蚀生锈问题?也就成为了材料领域的研究重点。

目前而言,“新材料之王”石墨烯是一个十分不错的运用方向。专业人士指出:“石墨烯是目前已发现的最轻、最薄、强度最高、导电性和导热性最好的纳米级防腐新材料。”

石墨烯具有出色的化学惰性、抗氧化能力和阻隔性能。相较于更常见的冷喷锌防腐,石墨烯防腐技术的综合性能表现更好,具有良好的防腐、抗老化性能,耐盐雾高达2000小时以上,仅100微米就能实现1520年防腐。此外,石墨烯涂料更加绿色环保,符合节能减排、低碳发展的工业化发展趋势。

去年8月,世界首座跨海高铁大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥,同样采用了自主创新的“石墨烯重防腐涂装体系”。建设之前,泉州湾跨海高铁大桥的设计标准为100年,所以必须找到一种新材料,实现桥梁耐久防腐和减少维护的目标。

最终,桥梁建设团队决定采用“石墨烯重防腐涂装体系” 。该技术的防腐性能较传统重防腐材料提高3倍以上,打破了国内已建成桥梁25年的最长设计防护寿命,实现了30年超长防腐寿命的突破。

石墨烯重防腐涂装体系,不仅增加了桥梁的使用寿命,减少了维护成本。更重要的是,石墨烯防腐涂料是我国自主研发的新一代防腐涂料发展方向,十分有利于打破国外涂料巨头在重防腐涂料市场的垄断。

石墨烯作为一种无毒无害的绿色环保材料,也十分符合涂料行业绿色转型的发展诉求。

我国的防腐涂料市场,规模十分庞大。防腐涂料在大型工业、海洋工程、现代交通、石油石化、能源工业、市政设施等领域广泛运用。2018年,我国防腐涂料产量近500万吨,市场规模超过1900亿元,高端防腐涂料主要被国外企业垄断。而我国防腐涂料的市场规模依旧处于高速增长阶段,尤其是建筑钢构重防腐涂料。

相关政策十分重视石墨烯在防腐涂料领域的运用,在工信部公布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中,石墨烯改性防腐涂料作为应用于桥梁、钢结构、管道、储罐、汽车的前沿新材料入选。

基于以上,石墨烯在防腐涂料领域具有广阔的市场空间和发展机遇。

目前,石墨烯在防腐涂料领域的应用还处于起步阶段。但在不久的将来,石墨烯改性防腐涂料将广泛运用于桥梁、石化设施、储罐、轨道交通、建筑钢结构、海工、风电、汽车等领域,防腐涂料行业也将迎来一场新的技术和产业革命。