防腐涂料 含氧化石墨烯

用石墨烯和氧化石墨烯增强的防腐涂料将取代传统的锌基涂料,后者具有寿命短,挥发性有机化合物(VOC)含量高,固化缓慢,成本高,储存沉降等几个缺点。

腐蚀被定义为金属材料及其性能的逐渐恶化,当金属通过形成氧化物或其他化合物与周围环境反应时发生。通常,大气中的空气、湿度、雨水和水溶液(化学品)是最常与腐蚀问题相关的环境。

目前,腐蚀损伤是世界上许多行业面临的最重要的问题之一。据估计,腐蚀造成的经济损失占全球GDP的3.4%(每年约2.5万亿美元)。然而,有三个行业的腐蚀影响更频繁,其过程风险更大:化学工业海军工业建筑业

在化学工业中,化学产品的使用在其操作中至关重要,因此设备和机械与化学物质直接和持续接触,增加了维护和/或维修成本,影响了该行业及其生产的预算。就海军工业而言,湿度和盐是导致腐蚀过程的主要因素,从而导致其设施,船舶,集装箱甚至货物的恶化和影响。另一方面,在建筑行业中,机械和建筑区域本身由于暴露于环境而受到腐蚀的影响。腐蚀导致金属资产变弱,产生机械故障,使工作面临风险。

防腐涂料 含氧化石墨烯

防腐涂料通常用于设施,机械和设备的腐蚀,潮湿和结垢保护。在商业层面上,有各种各样的基于不同添加剂和树脂的防腐涂料,它们的效率通常与成本的增加有关。然而,涂层仍然具有较低的耐热性和耐腐蚀性,最重要的是有限的耐化学性。

石墨烯是目前涂料和油漆行业中最具革命性的纳米技术添加剂。在涂料中加入石墨烯作为添加剂,可生产出具有非凡防腐蚀保护的涂料。石墨烯产生的途径非常曲折,防止水和氧分子和/或化学试剂扩散到金属基材料的表面,从而防止金属的氧化和腐蚀(图1)。

防腐涂料 含氧化石墨烯

图 1. 用粘土和石墨烯的聚合物涂层中氧和水分子的曲折路径的示意图。

石墨烯涂层具有许多防腐和性能优势,包括:

  • 比当今市场上现有的涂层技术具有更高的性能。
  • 需要更少的涂层以获得更大的效益
  • 减少配方中的锌含量
  • 耐化学性

用石墨烯和氧化石墨烯增强的防腐涂料将取代传统的锌基涂料,后者具有寿命短,挥发性有机化合物(VOC)含量高,固化缓慢,成本高,储存沉降等几个缺点。

目前,Energeia – Graphenemex®是拉丁美洲领先的墨西哥公司,通过其石墨能源系列,在工业层面研究和生产用于开发应用的石墨烯材料,推出了广泛的石墨烯纳米技术涂料。这些涂层具有高防腐蚀保护,非凡的耐化学性,具有高耐磨性,抗紫外线性,抗渗透性和更大的附着力,以提高任何表面或装置的使用寿命并降低维护成本。

引用

  1. Chang, C.-H. et al. Novel Anticorrosion Coatings Prepared from Polyaniline/Graphene Composites. Carbon N. Y. 50, 5044–5051 (2012).
  2. Fengjuan Xiao, Chen Qian, et al., et al., Progress in Organic Coatings, 125, 79-88 (2018); doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.08.027
  3. Chaudhry, A. U., Mittal, V. & Mishra, B. Inhibition and Promotion of Electrochemical Reactions by Graphene in Organic Coatings. RSC Adv. 5, 80365–80368 (2015).
  4. Zhen, Z. & Zhu, H. Graphene: Fabrication, Characterizations, Properties and ApplicationsGraphene (Academic Press, 2018).

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