揭開水性石墨烯防腐的秘密

在地球上每1分半鐘就會(huì)有1噸的鋼鐵被腐蝕成鐵銹。這里有必要強(qiáng)調(diào)下，不是有一噸鋼鐵會(huì)被腐蝕，而是腐蝕的鐵銹有一噸。我們的建筑、道路、機(jī)械、橋梁、船舶等等，凡是使用鋼材的地方，只要暴露于外界之中，鐵和空氣中的氧氣、水分子、鹽、堿、酸等接觸，氧化成三氧化二鐵，便是我們俗稱的生銹，造成了腐蝕的現(xiàn)象。為此，國家將石墨烯改性防腐涂料列入了“十三五”規(guī)劃以及工信部重點(diǎn)發(fā)展的新材料清單，并將其作為重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，大力推進(jìn)我國石墨烯改性防腐涂料的發(fā)展。

近日，小編獲悉了一則行業(yè)新聞：中烯新材料與鐵通電子合作，為其在福廈高鐵（福廈高鐵是我國“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)中沿海大通道的重要組成部分，同時(shí)也是國內(nèi)首條跨海高鐵，先后跨越湄洲灣、泉州灣、安海灣3個(gè)海灣）所安裝的GSM-R數(shù)字光纖直放站通信設(shè)備視頻箱、電源設(shè)備箱、遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備箱提供隔熱反射、導(dǎo)熱散熱和防腐涂裝。項(xiàng)目所在區(qū)域?yàn)楦啕}分、高濕度、高氣溫的典型的亞熱帶濕熱性海洋環(huán)境，設(shè)備對涂料在防腐耐候、隔熱反射、導(dǎo)熱散熱等各方面的性能要求更高、更復(fù)雜。

技術(shù)重點(diǎn)在于，設(shè)備箱體通身采用水性石墨烯防腐底漆，該底漆具有優(yōu)異的附著力、耐腐蝕性（中性耐鹽霧達(dá)3000h）、耐陰極剝離性、耐磨性、耐水浸泡性和機(jī)械性能，相比較市面上常規(guī)的防腐涂料擁有更長的保護(hù)期，并且施工便捷，綠色環(huán)保。箱體外部和底部采用水性石墨烯功能型導(dǎo)熱散熱涂料、水性保溫隔熱涂料和水性紅外反射聚氨酯面漆，對箱體內(nèi)部精密設(shè)備起到有效的保護(hù)作用。

為此，小編延展學(xué)習(xí)了有關(guān)水性石墨烯防腐的秘密：石墨烯防腐涂料原理機(jī)制

“屏蔽阻隔機(jī)理”和“迷宮效應(yīng)”

由于納米級(jí)的石墨烯的片層結(jié)構(gòu)是層層疊加、交錯(cuò)排列的，因此在涂層中可形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu)，形成一道屏蔽阻隔。水性石墨烯防腐涂料便能夠有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴(kuò)散，提高涂層的物理阻隔性。同時(shí)，還可延長腐蝕介質(zhì)的滲透擴(kuò)散路徑；從而提供涂層的抗?jié)B透性和使用壽命。

“導(dǎo)電搭橋”機(jī)理

被保護(hù)的金屬要想達(dá)到陰極保護(hù)作用，就必須要求外部防腐涂層中含有大量的導(dǎo)電粒子鋅粉，從而形成順暢的微導(dǎo)電通路，在腐蝕介質(zhì)的侵蝕下，鋅粉發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子。然而，隨著腐蝕時(shí)間的延長，涂層中的鋅粉由于被氧化致使導(dǎo)電性下降，便有可能阻斷電子傳輸路徑，在失去陰極保護(hù)的情況下，導(dǎo)致涂料失去防腐性能。

如果將石墨烯添加進(jìn)鋅粉底漆中，由于石墨烯的導(dǎo)電性能極佳，便會(huì)與鋅粉形成良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，即讓石墨烯來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電搭橋，從而實(shí)現(xiàn)涂料在低鋅條件下仍然具有防腐功能。

石墨烯“小尺寸效應(yīng)”

作為一種納米材料，加入改性防腐涂料后，便可填充到涂層原有的微小的缺陷當(dāng)中，減少涂層孔隙率，增強(qiáng)涂層致密性，進(jìn)一步延緩或阻止腐蝕因子浸入到基體表面。

石墨烯“疏水性”

石墨烯具有很強(qiáng)的疏水性，水性石墨烯涂料能夠在涂層表面形成一層隔水層，于是空氣中的水分子便不易進(jìn)入到金屬表面，從而增強(qiáng)對金屬的防護(hù)性，使之不被氧化。漆膜在固化過程中就會(huì)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這可極大增強(qiáng)漆膜和基材的粘合性。讓漆層表面更加穩(wěn)定，且硬度更高。

審核編輯 ：李倩