石墨烯防腐涂料在重防腐领域推广成功
2015-10-19 22:40:49
作者：国家材料腐蚀与防护科学数据中心来源：
目前石墨烯不仅是最坚硬的材料，同时还是防腐涂料领域已知的最的一种，一根头发丝的直径约是10万层石墨烯叠加起来的厚度。将它涂在金属表面，可以保护金属不受腐蚀。
石墨烯又称单层墨，是一种新型的二维纳米材料，是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能，石墨烯电子学、光学、磁学、生物医学、催化、防腐、储能和传感器等领域应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。石墨烯相关专利开始呈现爆发式增长。总体看来，石墨烯技术开始进入快速成长期，并迅速向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈，各国的技术优势正在逐步形成。 众所周知，金属腐蚀无法完全避免，因此防止金属腐蚀是一个很严重的全球性问题。一般防腐蚀的方法就是简单的给金属上漆，隔绝金属与空气和水的接触，这种方法只能达到短时间内金属不被腐蚀，需要定期维护，且有一定的局限性。因为在一些特殊领域，超的防腐涂层更有利于产品的使用，比如一些微电子组件，太阳能，气体传感器等领域。
油田管道运输作为石油、水、气体等介质最安全经济的输送方法，已经有了100多年的发展历史。然而在管道输送的过程中，由于管道所处的内外腐蚀环境往往复杂多变，管道腐蚀问题成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素。综合各种腐蚀因素考虑，目前油田管道的腐蚀问题主要集中表现在注水管线、热回水、蒸汽伴热管线、高含水输油管线以及储罐部分、污水处理设备等油田的生产设施，随着我国油田开采时间增加，注水水质不断恶化，以及硫酸盐氧化还原菌逐渐增多，由此所造成油田井下管柱和输油管线及容器严重腐蚀、结垢已成为困扰油气正常开采和输送的“顽症”。近几年来，许多新型防腐漆应运而生，但大多效果不尽如意，且有的生产操作复杂，产品价格昂贵，有的造成环境污染，无法大面积推广应用。而重防腐涂料常在腐蚀性介质的长期直接浸泡中工作。例如：埋地管道的防腐层常在地下水（淡水或海水）、地下酸、碱或盐的强腐蚀性介质浸泡下工作；同时，还受地下厌氧菌和植物根茎的侵蚀。原油储罐的内防腐则需要在含有酸性介质和大量水的原油中工作。上述的工作环境比一般的防腐层所处的环境要恶劣的多，这是重防腐的工作性质决定的，也是一般的防腐技术不能达到的。
该产品的成功应用，完全离不开石墨烯这一高新新型纳米材料的加入，石墨烯本身具有的一些超强性能在油漆防腐中起到了至关重要的作用。石墨烯的小尺寸效应，石墨烯的小尺寸使得石墨烯可以填充到涂料的孔洞和缺陷中，宅一定程度上阻止和延缓了小分子腐蚀介质浸入金属基体，增强了涂层的物理隔绝作用，增强了涂层的防腐性能石墨烯呈片状结构，是极其的片成结构，它可以再涂层中程程叠加，形成了致密的物理隔绝层，小分子的腐蚀介质很难通过这层致密的隔绝成，所以掺加了石墨烯的防腐涂料有极强的物理隔绝作用。
石墨烯的防水性，石墨烯的表面效应使得石墨烯与水的接触角很大，对水的润湿性很差，水分子很难被石墨烯吸收，当环氧树脂其中加入了石墨烯后，石墨烯会吧水分子阻挡在涂层外，使得水分子接触不到金属基体表面，从而降低了金属表面的腐蚀。
石墨烯有很强的导电作用，石墨烯的特殊结构使得石墨烯有快速的导电性，电子会通过石墨烯传递到金属涂层上，阴极电子不会直接发生在金属上，而是直接与涂层发生反应，这样就会减慢了氢氧化铁的生成，降低了对金属的溶解，也对金属进行了保护，这是利用了石墨烯的导电性对金属基体进行保护。
石墨烯纳米防腐涂料在于其他类型的防腐漆做的对比试验中，其物理性能与耐化学品性能都有很大的提升，有些性能几乎是其他类型涂料的2倍。
石墨烯又称单层墨，是一种新型的二维纳米材料，是目前发现的硬度最高、韧性最强的纳米材料。因其特殊纳米结构和优异的物理化学性能，石墨烯电子学、光学、磁学、生物医学、催化、防腐、储能和传感器等领域应用前景广阔，被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。石墨烯相关专利开始呈现爆发式增长。总体看来，石墨烯技术开始进入快速成长期，并迅速向技术成熟期跨越。全球石墨烯技术研发布局竞争日趋激烈，各国的技术优势正在逐步形成。 众所周知，金属腐蚀无法完全避免，因此防止金属腐蚀是一个很严重的全球性问题。一般防腐蚀的方法就是简单的给金属上漆，隔绝金属与空气和水的接触，这种方法只能达到短时间内金属不被腐蚀，需要定期维护，且有一定的局限性。因为在一些特殊领域，超的防腐涂层更有利于产品的使用，比如一些微电子组件，太阳能，气体传感器等领域。
油田管道运输作为石油、水、气体等介质最安全经济的输送方法，已经有了100多年的发展历史。然而在管道输送的过程中，由于管道所处的内外腐蚀环境往往复杂多变，管道腐蚀问题成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素。综合各种腐蚀因素考虑，目前油田管道的腐蚀问题主要集中表现在注水管线、热回水、蒸汽伴热管线、高含水输油管线以及储罐部分、污水处理设备等油田的生产设施，随着我国油田开采时间增加，注水水质不断恶化，以及硫酸盐氧化还原菌逐渐增多，由此所造成油田井下管柱和输油管线及容器严重腐蚀、结垢已成为困扰油气正常开采和输送的“顽症”。近几年来，许多新型防腐漆应运而生，但大多效果不尽如意，且有的生产操作复杂，产品价格昂贵，有的造成环境污染，无法大面积推广应用。而重防腐涂料常在腐蚀性介质的长期直接浸泡中工作。例如：埋地管道的防腐层常在地下水（淡水或海水）、地下酸、碱或盐的强腐蚀性介质浸泡下工作；同时，还受地下厌氧菌和植物根茎的侵蚀。原油储罐的内防腐则需要在含有酸性介质和大量水的原油中工作。上述的工作环境比一般的防腐层所处的环境要恶劣的多，这是重防腐的工作性质决定的，也是一般的防腐技术不能达到的。
该产品的成功应用，完全离不开石墨烯这一高新新型纳米材料的加入，石墨烯本身具有的一些超强性能在油漆防腐中起到了至关重要的作用。石墨烯的小尺寸效应，石墨烯的小尺寸使得石墨烯可以填充到涂料的孔洞和缺陷中，宅一定程度上阻止和延缓了小分子腐蚀介质浸入金属基体，增强了涂层的物理隔绝作用，增强了涂层的防腐性能石墨烯呈片状结构，是极其的片成结构，它可以再涂层中程程叠加，形成了致密的物理隔绝层，小分子的腐蚀介质很难通过这层致密的隔绝成，所以掺加了石墨烯的防腐涂料有极强的物理隔绝作用。
石墨烯的防水性，石墨烯的表面效应使得石墨烯与水的接触角很大，对水的润湿性很差，水分子很难被石墨烯吸收，当环氧树脂其中加入了石墨烯后，石墨烯会吧水分子阻挡在涂层外，使得水分子接触不到金属基体表面，从而降低了金属表面的腐蚀。
石墨烯有很强的导电作用，石墨烯的特殊结构使得石墨烯有快速的导电性，电子会通过石墨烯传递到金属涂层上，阴极电子不会直接发生在金属上，而是直接与涂层发生反应，这样就会减慢了氢氧化铁的生成，降低了对金属的溶解，也对金属进行了保护，这是利用了石墨烯的导电性对金属基体进行保护。
石墨烯纳米防腐涂料在于其他类型的防腐漆做的对比试验中，其物理性能与耐化学品性能都有很大的提升，有些性能几乎是其他类型涂料的2倍。
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