中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員、中國工程院院士薛群基和研究員王立平帶領(lǐng)的海洋功能材料團隊研制的石墨烯基重防腐涂料已實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)并進入大規(guī)模示范應用階段。
石墨烯基重防腐涂料已實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)
目前正在擴充建設(shè)年產(chǎn)5000噸石墨烯重防腐涂料生產(chǎn)線,批量產(chǎn)品已在國家電網(wǎng)沿海地區(qū)和工業(yè)大氣污染地區(qū)大型輸電鐵塔、西南地區(qū)光伏發(fā)電支架、石化裝備以及航天裝備等領(lǐng)域進入規(guī)模示范應用階段。
石墨烯作為新型的二維納米材料在重防腐涂料領(lǐng)域具有重要的應用前景。雖然近年來石墨烯基重防腐涂料受到相關(guān)行業(yè)重點攻關(guān),但是仍未實現(xiàn)其大規(guī)模實際應用。主要原因在于:至今還沒有形成完善的涂料體系;缺少性能全面考核和實際工況長效服役評估;缺乏詳細的專用數(shù)據(jù)庫和相關(guān)涂料標準;石墨烯成本相對較高。
針對石墨烯基重防腐涂料應用中的共性技術(shù)難題,該研究團隊聯(lián)合劉兆平團隊以及寧波墨西科技有限公司協(xié)同創(chuàng)新合作開發(fā)了重防腐專用石墨烯復合粉體和漿料,重點突破了石墨烯與其他功能微納米填料的復合技術(shù);與涂料生產(chǎn)企業(yè)和防腐工程施工企業(yè)合作,通過涂裝體系搭配,創(chuàng)造性地解決了涂料的帶銹涂裝重大難題和海洋耦合環(huán)境長壽命耐候性核心問題,開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵工藝配方,實現(xiàn)了石墨烯基重防腐涂料的低成本穩(wěn)定量產(chǎn)。
為滿足不同應用需求,寧波材料所已經(jīng)成功開發(fā)了系列石墨烯(白石墨烯)基沿海儲油罐重防腐涂料、導靜電防腐涂料、電網(wǎng)塔架防腐涂料、光伏塔架防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天國防特種涂料等8大系列防腐和耐磨涂料。石墨烯基重防腐涂料已通過5000小時鹽霧實驗、2000小時耐5%H2SO4和2000小時耐5%NaCl浸泡等第三方檢測試驗。
針對目前石墨烯基重防腐涂料體系的儲存穩(wěn)定性、工程化施工的工藝性能、涂層的穩(wěn)定性等尚未進行充分工程應用驗證的問題,寧波材料所聯(lián)合國家電網(wǎng)寧波電力公司和浙江海鹽供電公司在大型輸電塔架和變電設(shè)施上進行了大規(guī)模示范應用,為“一帶一路”高濕熱環(huán)境下輸變電基礎(chǔ)設(shè)施的長久安全運行奠定了基礎(chǔ)。
在專用數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面,團隊承擔了國家材料環(huán)境腐蝕平臺專項任務,牽頭負責“石墨烯環(huán)境腐蝕專題數(shù)據(jù)庫”的建設(shè),主要通過室內(nèi)加速損傷試驗和應用示范積累石墨烯涂層在海洋大氣環(huán)境中的實驗數(shù)據(jù)和環(huán)境損傷數(shù)據(jù),為石墨烯涂料在相關(guān)領(lǐng)域的應用推廣及標準制訂提供數(shù)據(jù)支持和科學依據(jù),促進我國石墨烯表面防護新材料技術(shù)和理論的發(fā)展。