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重防腐涂料作為我國高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一，在船舶、集裝箱、石油化工、海洋工程及鐵路基建等關(guān)乎國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，已形成需求量逐年成倍遞增之勢。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：2012年我國涂料產(chǎn)量1272萬t，重防腐涂料產(chǎn)量約175萬t，總占比13.7%，而到2018年我國防腐涂料行業(yè)產(chǎn)量611.2萬噸，重防腐涂料產(chǎn)量約368.5萬噸，總占比達(dá)60.2%，而在國家重大工程、大型國企央企等高端市場基本由國外品牌壟斷，占比達(dá)到90%以上。
與此同時(shí)，隨著我國綠色發(fā)展戰(zhàn)略深入推進(jìn)，也對防腐涂料行業(yè)提出了更高的要求。如：生態(tài)環(huán)境部《2019年全國大氣污染防治工作要點(diǎn)》明確將涂料行業(yè)作為大氣污染物排放重點(diǎn)監(jiān)管對象之一，并鼓勵(lì)各地制定實(shí)施更加嚴(yán)格的地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，源頭嚴(yán)控涂料VOC排放。
由于石墨烯重防腐涂料具有重量輕、強(qiáng)度高、屏蔽性好、強(qiáng)韌性及優(yōu)良導(dǎo)電導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，在化工介質(zhì)、工業(yè)重污染氣體、復(fù)雜海洋環(huán)境等苛刻條件，被業(yè)界公認(rèn)為傳統(tǒng)防腐涂料升級換代的理想產(chǎn)品之一，《中國制造2025》石墨烯材料技術(shù)路線圖提出，要將海洋工程等用石墨烯基防腐蝕涂料較傳統(tǒng)防腐涂料壽命增長一倍以上并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，產(chǎn)業(yè)規(guī)模超百億元。
目前，石墨烯常規(guī)防腐涂料，主要以石墨烯鋅粉防腐涂料為主，逐漸替代常規(guī)環(huán)氧富鋅涂料，然而只能在非酸堿鹽及非高濕高腐蝕環(huán)境中發(fā)揮防腐作用。而涉及強(qiáng)酸堿性浸泡、飛濺、汽霧、高鹽高濕、強(qiáng)烈溫差及磨損、侵蝕等重腐蝕環(huán)境，則以石墨烯鈦納米重防腐涂料為主，由于該類石墨烯重防腐涂料通常采用兩步物理復(fù)配與球磨制備方法生產(chǎn)，即：通過先球磨制備出石墨烯分散液或外購石墨烯（通常為物理法或者氧化還原法制得）分散制備懸浮漿，再制備出鈦納米漿料，兩者復(fù)合而得石墨烯改性鈦納米聚合物。其產(chǎn)品雖能一定程度提升涂料防腐性能，但一方面球磨產(chǎn)能受限、工藝復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。另一方面因石墨烯來源和制備方法不一，不僅純度差異較大，還易造成石墨烯結(jié)構(gòu)破壞，直接影響物理復(fù)配后材料間分子結(jié)構(gòu)螯合度，以致材料復(fù)合加持效應(yīng)受限，實(shí)際防腐效果大打折扣，甚至出現(xiàn)碳材料陰極加速腐蝕現(xiàn)象，亟待解決。
項(xiàng)目創(chuàng)新研發(fā)了石墨烯、硅鈦納米協(xié)同改性配方。通過自產(chǎn)石墨烯與硅鈦納米材料復(fù)配，不同硅烷偶聯(lián)劑同體改性設(shè)計(jì)，輔配無溶劑型環(huán)氧樹脂、自制低分子硅醇樹脂等材料，形成了二維石墨烯及三維硅鈦納米高分子聚合物網(wǎng)絡(luò)致密結(jié)構(gòu)，保證了涂層極優(yōu)異的抗?jié)B透性能及涂層自身耐腐蝕性；創(chuàng)新了石墨烯改性硅鈦納米涂料一體化螯合制備技術(shù)，通過分步添加、分別控量、分時(shí)控溫等技術(shù)集成，確保了涂料均質(zhì)分散、性能穩(wěn)定和質(zhì)量可靠；開發(fā)了石墨烯改性硅鈦納米重防腐涂覆新材料系列產(chǎn)品，強(qiáng)化了石墨烯改性后耐熱、耐腐蝕、耐磨、耐候等特性，滿足了各種惡劣環(huán)境應(yīng)用場景下重防腐涂料服役、便捷施工等需求。
項(xiàng)目產(chǎn)品已通過國家化學(xué)品分類鑒別與評估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、香港科技大學(xué)、蘇州斯坦德實(shí)驗(yàn)室、深圳863檢測、國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東）等第三方檢測，所檢項(xiàng)目符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)應(yīng)用測試表明：1.高溫高壓蒸煮（200微米）：150℃、70Mpa、PH=3、12.5酸堿溶液蒸煮24h，不起泡不脫落（常規(guī)涂料包括國際一流品牌酚醛環(huán)氧儲罐專用高檔涂料2h內(nèi)起泡、脫落）；2.水煮測試濕附著力（120微米）：80℃、純凈水煮48h，刀挑法測試附著力一級（常規(guī)涂料水煮8h內(nèi)劃格難以通過測試）；3.強(qiáng)酸堿溶液浸泡(100微米膜厚)：10%鹽酸、10%硫酸、10%氫氧化鈉溶液常溫浸泡一年以上，不起泡不脫落不開裂（常規(guī)涂料浸泡不超過15天即起泡，國產(chǎn)玻璃鱗片30天左右起泡）；4.鹽霧試驗(yàn)：間歇噴霧，鹽霧試驗(yàn)1萬小時(shí)以上（不劃叉），不起泡，不脫落、不生銹；5.高低溫濕熱測試：-20~120℃、濕度50%~95%；24h循環(huán)一次，10000h不起泡不脫落不開裂；6.沸飽和鹽水煮（100微米干膜厚）：100℃、飽和鹽水蒸煮720h，不起泡不脫落不生銹（常規(guī)涂料168內(nèi)起泡脫落生銹）；7.噴砂鋼板上噴涂石墨烯改性納米重防腐涂料附著力可達(dá)25Mpa以上（普通涂料附著力一般為6-10Mpa）；8.帶銹施工測試：銹層20-60um，噴涂石墨烯改性納米重防腐涂料附著力大于10Mpa（普通涂料附著力小于5Mpa）；9.機(jī)械性能測試：附著力一級，沖擊正反沖通過，柔韌1mm，硬度大于4H，硬度與韌性兼具（普通涂料硬度2H或以下，反向沖擊難以通過測試）。
目前，項(xiàng)目已申請4項(xiàng)國家發(fā)明專利及8項(xiàng)相關(guān)實(shí)用新型專利，項(xiàng)目產(chǎn)品已被廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司、大唐華銀金竹山火力發(fā)電有限公司、寶鋼股份、國家能源投資集團(tuán)等單位采用，經(jīng)用戶使用表明：具有性價(jià)比高、應(yīng)用范圍廣、重防腐性能優(yōu)異等特點(diǎn)。

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