中國粉體網(wǎng)訊 近日，中遠關西在上海寰宇連云港箱廠成功完成了700TEU石墨烯箱的噴涂工作，標志著公司在石墨烯材料應用領域實現(xiàn)了成果轉化質的飛躍，為集裝箱腐蝕防護技術提供了創(chuàng)新解決方案。
石墨烯鋅粉涂料與環(huán)氧富鋅涂料相比優(yōu)勢巨大
傳統(tǒng)環(huán)氧富鋅涂料，為保持有效的陰極保護作用，通常鋅含量高達80%才能維持陰極保護。然而由于環(huán)氧、絕緣填料阻隔，產(chǎn)生了大量孤立的沒有電化學活性的鋅粉。隨著腐蝕發(fā)生，活性鋅粉逐漸被氧化成絕緣的鋅鹽，鋅粉和基材間的導電通路被破壞，陰極保護失效。即使85%以上的鋅含量也無法對基材提供長效陰極保護，僅有與鋼材連通的20~30μm內(nèi)的25%的鋅粉能參與陰極保護作用。
石墨烯作為新型二維碳材料，因其優(yōu)異的物理化學性能，一直被視為未來材料科技的重要發(fā)展方向。此次中遠關西將石墨烯技術成功應用于水性環(huán)氧鋅粉涂料，不僅展現(xiàn)了我國涂料行業(yè)在新材料應用領域的創(chuàng)新能力，更為傳統(tǒng)集裝箱防腐技術帶來了革命性的突破。
高質量薄層石墨烯對腐蝕防護起到主導作用，原因在于其獨特結構和多種優(yōu)異性能，獨特的原子片層結構，大的徑厚比、片層數(shù)量、比表面積，不可滲透性，優(yōu)異的力學性能、界面黏附性、導電性，以及疏水性和化學惰性都在涂層防護中發(fā)揮了作用。即使填加的石墨烯質量分數(shù)很低，僅為千分之幾，但片層數(shù)量仍舊龐大，1m2的石墨烯鋅粉涂層中大約有百萬億的石墨烯片層，相當于在腐蝕介質傳輸路徑上增加了幾百至上千平方米的阻隔面積。
石墨烯鋅粉涂料防護機制
（一）優(yōu)異而持久的物理屏蔽作用。首先，大量石墨烯片層分布在環(huán)氧基體中，數(shù)量多、比表面積大，對所有腐蝕介質均有優(yōu)異的物理屏蔽效果；其次，石墨烯具有較強的界面黏附性，與樹脂結合緊密，減少涂層內(nèi)孔隙，使涂層更致密。
（二）全面活化鋅粉，持久陰極保護。進入陰極保護機制主導階段后，通過形成石墨烯-鋅粉-石墨烯導電連接結構，激活多數(shù)鋅粉并使其處于電化學活性狀態(tài)；同時石墨烯具有穩(wěn)定的導電性和屏蔽性，可以保護鋅粉不被快速氧化成鋅鹽，使鋅粉持久地為基底提供陰極保護。
（三）界面力學增強作用。石墨烯具有優(yōu)異的力學性能和界面黏附性，可以使涂層更光滑致密，減少涂層微裂痕和空隙，增強涂層附著力、柔韌性和抗開裂性，附著力增強和孔隙減少也起到抑制腐蝕蔓延的作用。
此次石墨烯鋅粉集裝箱的成功下線，不僅是中遠關西與上海寰宇、FLORENS在新材料與新技術領域創(chuàng)新的重要成就，也是三方深化合作的新起點。相信在不久的將來，隨著石墨烯技術的不斷發(fā)展和應用，我們將會看到更多創(chuàng)新性的解決方案和產(chǎn)品，為人們的生活和工作帶來更多便利和驚喜。
參考來源：
中遠關西涂料公眾號
桂曉露等：石墨烯的分散方法及在水性環(huán)氧富鋅涂料中的應用進展
劉立偉：石墨烯鋅粉涂料技術和應用進展
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
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