石墨烯涂料在儲罐的防腐涂裝中的應(yīng)用實踐
我國沿海地區(qū)適應(yīng)不同存儲條件及存儲介質(zhì)的立式儲罐越來越多,主要是考慮低成本的水運以及“分倉儲存”搶占市場,就近交貨。
臨近水路的儲罐在受到空氣、水、土壤、儲存介質(zhì)以及腐蝕性陰離子均造成儲罐不同程度的腐蝕,情況嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致儲罐腐蝕穿孔,影響安全生產(chǎn)。
尤其是沿海地區(qū)位于海洋大氣腐蝕區(qū),未進(jìn)行過任何防腐工藝處理的儲罐幾個月表面就會完全氧化,一般2-3年就會發(fā)生嚴(yán)重腐蝕,而儲罐的檢修期大約是5-6年,采取必要的保護(hù)那是必須的,其中涂料保護(hù)等防腐措施具有重要意義。
一、涂料保護(hù)的施工要求
涂料的保護(hù)主要是從涂層與基材的附著力、涂層的屏蔽性能、涂層自身的老化速率、涂層的耐候性能、涂層的施工成本,力求做到更好。
1、鋼鐵表面處理:
鋼鐵材的表面處理是鋼鐵構(gòu)造物防蝕涂裝工程中,最重要的一環(huán)。表面處理的適當(dāng)與否對漆膜的壽命與防銹效果有很大影響。
2、石墨烯環(huán)氧防腐底漆涂裝
防腐底漆的涂裝的目的,是利用漆膜很好的附著在基材上,用來隔離銹蝕,也就是通過附著在鋼鐵表面上的漆膜來隔離水份、氧氣及其他腐蝕性物質(zhì),作為納米級的二維石墨烯材料可以更好的起到屏蔽和隔絕作用。當(dāng)然漆膜厚度對防銹效果有很大影響,有效漆膜厚度是將漆膜厚度扣除鋼材表面粗度的漆膜厚度,有效漆膜厚度與防蝕效果有直接關(guān)系,同時也做為計算油漆量的基準(zhǔn)。有關(guān)有效漆膜厚度,在Dr. M. Kronstein 的實驗報告指出,防蝕最低有效漆膜厚度必須達(dá)到最大表面粗度的三倍。
底漆完成有如此銀光閃閃,那就是俗稱“烏金”的石墨烯片層的作用,后續(xù)會詳細(xì)介紹石墨烯在涂料中的作用。
3、石墨烯聚氨酯面漆涂裝
面漆的作用主要是耐候性能、美觀性能,它根據(jù)用戶的要求確定光澤,顏色,對紫外有很好的防護(hù)作用。
二、石墨烯在涂料中的作用
1、耐腐蝕防腐性能
石墨烯涂料利用石墨烯大比表面積和獨特二維結(jié)構(gòu)的覆蓋能力,使其能夠在涂料中層層疊加,有效覆蓋基材,從而形成致密的物理隔絕,對水、氧氣和離子的擴散有很好的物理屏蔽作用,可以增加腐蝕介質(zhì)在涂層中的滲透路程,從而達(dá)到對材料的防腐蝕功能。
在迷宮效應(yīng)的作用下,銅的腐蝕速率下降4倍,鎳的腐蝕速率下降20倍,水的滲透率下降10萬倍。根據(jù)中性鹽霧測試,卓越的“迷宮效應(yīng)”使得石墨烯環(huán)氧防腐涂料在90μm的膜厚下,中性鹽霧測試已超過3000小時,是國家標(biāo)準(zhǔn)要求的3倍以上,因此石墨烯涂料涂裝后的基材延長了防腐年限,可大大節(jié)約后期養(yǎng)護(hù)成本,提高生產(chǎn)效率;同時利用石墨烯導(dǎo)電性能,減少膜層靜電的產(chǎn)生。在同等膜厚條件下,石墨烯防腐能力遠(yuǎn)高于常規(guī)涂料。
2、耐候性能
石墨烯在紫外波長281nm處有吸收峰,對紫外線具有吸收作用;同時石墨烯獨特的二維平面結(jié)構(gòu)更容易對紫外線長波波長產(chǎn)生反射。
紫外線是造成涂料老化的主要原因。石墨烯在涂料中吸收有害的光線從而延緩?fù)苛系睦匣屯噬珪r間,提高耐候性。
物理石墨烯涂料抗紫外示意圖
3、裝飾作用
石墨烯聚氨酯耐候涂料利用石墨烯對紫外波的吸收效果,減緩紫外對漆膜的侵害,確保漆膜顏色鮮明亮麗,并具有可調(diào)光澤度的特點,它可改變物體原有顏色,調(diào)和色彩,起到改善環(huán)境、美化生活的作用。同時作為面漆,配合底漆使用還可生產(chǎn)各類顏色或高光啞光效果,可調(diào)光澤度,配合應(yīng)用環(huán)境,提高整體美觀度。
4、氣體阻隔性能
石墨烯涂料具有小尺寸效應(yīng),在混凝土基材除了滲透到基材的毛細(xì)管內(nèi)更可以隨著涂料進(jìn)入縫隙、孔洞,修復(fù)漆膜缺陷,阻止延緩小分子侵蝕介質(zhì)入侵。利用它的邊鋒幫助排出微氣泡,增強漆膜的密實度,使得涂層具有更高了附著力、延展性,不易開裂,漆面光澤透亮。
5、防污性能
隨著環(huán)境污染的不斷加劇,霧霾、油性煙霧、尾氣廢氣等帶來嚴(yán)重的侵蝕,影響其美觀性、耐久性,在一定程度上失去了保護(hù)。而石墨烯在涂層表面的邊鋒效應(yīng)及疏水作用,尤其對于海洋船舶表現(xiàn)的穩(wěn)定性以及良好的抑菌性和明顯的防霉殺菌和自清潔效果。
6、環(huán)境友好
石墨烯環(huán)氧防腐涂料和石墨烯聚氨酯耐候涂料中,采用的關(guān)鍵有效成分為純物理石墨烯,PH值6.8,為純中性不改變應(yīng)用場景或基材的酸堿值,符合輸配水要求。
三、什么是物理石墨烯?
石墨烯的制備方法有物理法、氧化還原法(化學(xué)法)、CVD法、晶體外延生長法、膠帶剝離法等,其中能實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的主要有物理法和氧化還原法。氧化還原法由于需采用強酸,會含酸根殘留,粉體往往會呈現(xiàn)PH值偏酸性,不僅會改變終端產(chǎn)品的PH值,還可能對應(yīng)用基材產(chǎn)生新的腐蝕。此外,氧化還原石墨烯制備中還需使用大量水進(jìn)行清洗,會帶來極大的環(huán)境污染。而物理制備石墨烯,屬于純天然物質(zhì),不僅無酸根殘留、不改變石墨烯添加產(chǎn)品后的PH值,無任何有害物質(zhì),更做到了綠色環(huán)保。
綜述:石墨烯涂料以它特有的二維納米結(jié)構(gòu),在涂料中有著顯著的效果,除了增加屏蔽、隔絕和增加附著力以外,還能減少了整體涂刷膜厚對減輕罐體重量和施工成本都有著顯著的減少,但由于納米材料石墨烯本身的制造成本比較高,使得涂料單項成本要高于傳統(tǒng)涂料,但綜合性價比有優(yōu)勢。
四、夢能服務(wù)與支持
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如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用,請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506
油漆樣品適用范圍:
用于新建項目:驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。
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申請用量:在1KG以內(nèi)免費送貨上門。
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