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性能优越的石墨烯防腐涂料

该团队研发出大量制备单层率高达95%以上的大尺寸石墨烯系列的产品,在高质量超大尺寸石墨烯材料规模化制备以及下游产品应用方面的形成了系列自主知识产权;已开发出超大尺寸石墨烯基水系防腐涂料产品,达到国际领先水平。

#新材料
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技术详情

技术背景

石墨烯是碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的一种碳质材料, 是迄今已知最单薄的纳米材料。厚度只有0.335纳米,仅为头发丝的20万分之一,是构建其他维数碳质材料(如零维富勒烯、一维纳米管、三维石墨)的基本单元。石墨烯的理论比表面积高达2600 m2/g,具有突出的导热性能(3000 W/mK)和力学性能(1060 Gpa),以及室温下较高的电子迁移率(15000 cm2/Vs)。

技术介绍

掌握超大尺寸石墨烯原料制备核心技术,充分发挥石墨烯的优越性。防腐涂料行业市场空间广阔,准入门槛高。

塔筒涂料是风电防腐的重中之重,需长期承受极端环境。风电防护使用量最大的是塔筒防腐。风电装备防护的重点部件主要包括叶片、塔架和电气部件。在风电产品领域,使用量最大的是塔筒涂料,最有技术挑战的是叶片涂料。在这两者之外,还包括变压器涂料、整流罩与机舱罩涂料、埋地基础环和钢筋涂料、电器柜涂料、发电机等舱内设备涂料等。风电塔筒其腐蚀主要是化学腐蚀。钢件及其表面的水形成原电池,而目前普通的钢结构涂层体系的防护效果是由多层漆膜来完成的,包括底漆、中间漆和面漆,如图2所示。

我国风电场主要集中于西部荒漠地区和东部近海地区,环境恶劣。荒漠地区风沙和尘土大,风机系统会遭遇到各种恶劣环境的侵蚀,近海地区长期受到水汽、盐雾侵蚀及海浪的冲击,容易发生腐蚀问题。风电塔架尺寸增加,对塔筒性能要求提高。塔 架的高度一般超过30m(大型兆瓦级风电塔筒高度甚至在100m以上),维修比较困难,风机塔架需要在各种恶劣自然环境下运行十年,需要依靠防腐涂料来保证设备的安全运行以及寿命的延续。因此对塔筒涂料的性能要求:1)为了保证防腐寿命,防腐涂层整体漆膜较厚;2)因为塔筒是圆形的,因此要求涂层的延展性能较好。

国内和国际市场石墨烯产品

1.已有少量石墨烯生产厂家,制备得到的石墨烯质量参差不齐,很多难以满足严格意义上要求的单层要求;

2.在实际应用方面,有待兼顾实现石墨烯的分散性、尺寸均一性和单片率等重要因素;

3.有必要发展简单快速、低成本、高性能的制备出满足上述要求的石墨烯的技术并实现其产业化应用。

国内外市场分析

市场需求巨大,国外巨头占据传统涂料主要市场份额;

石墨烯在涂料添加剂领域市场潜力广阔

石墨烯有望在工业涂料添加剂领域占据主导。随着国民经济的迅速发展,防腐涂料、导电涂料等工业涂料的需求量迅速增长,国内涂料总产量从2005年的249.05万吨已经增至2014年的1648.19万吨,按照20%的增量测算,2017年的涂料产量将接近3100万吨。如果石墨烯涂料能突破成本瓶颈,并在实际应用中也表现出非常好的效果,有望在工业涂料领域里占据主要地位,市场空间极其巨大。

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