环保腐蚀保护:石墨烯的潜力

石墨烯和腐蚀保护

由于钢结构的起源,因此需要维持责任的人需要解决腐蚀问题。世界腐蚀组织指出,腐蚀每年对钢结构造成2.5tr的损害,约占工业化国家年GDP的3-4%。为了减轻损害和相关成本,存在许多替代方案,例如用锌,铬和其他金属镀锌。这些金属中的许多因触及分类而受到巨大压力。

对于非常腐蚀的气氛,在ISO 12944-2018中以CX环境为特征,在富含锌的环氧树脂配方(锌含量高于80%)上,最受使用的腐蚀保护引物仍在使用非常复杂的Binder系统和非常复杂的binder系统和非常复杂的情况下建立/或其他腐蚀保护色素。对于较低的腐蚀条件,被动腐蚀保护的色素(例如磷酸盐)通常是足够的。

锌被归类为对鱼类的毒性极具毒性,并将在整个腐蚀性攻击的生命周期的最后阶段被释放为氧化锌,也对鱼类有毒,对鱼类也有毒,这将导致靠近钢的环境污染建造。

2012年,中国政府发布了减少腐蚀保护底漆中锌的任务,以在采用这些系统时达到增加的环境保护水平。

同时,柯克兰(Kirkland(N.T. Kirkland,T.Schiller,T.,Medhekar.n。; Birbilis,N(2012)。探索石墨烯作为腐蚀保护”。腐蚀科学56(201欧洲杯线上买球2年3月),1 - 4)证明了石墨烯可以作为腐蚀保护剂的一种选择。

这项研究与其他研究者一起鼓励第六个要素在2012年接受中国政府的挑战,以通过将锌粉与石墨烯相结合以提高性能,从而创造出较少锌的腐蚀保护底漆。

第六个元素采用特殊创建的石墨烯,称为SE1132和极大的锌粉颗粒(D50大于10 µm),表明将25%的重量%锌粉和1%的重量%组合在一起,所有这些石墨烯都是构造的欧洲杯猜球平台在干膜上,可在2k-蛋白酶底漆中增强腐蚀保护性能。

在通常的盐喷雾测试环境中(50 +/- 5 g氯化钠在35°C +/- 2°C,50 µm干膜厚度)中实现了3000小时(见图1B)。现在,这一发现得到了在中国和美国授予的专利(中国专利CN201210108771.3,美国专利号US9982142B2)的保护。

成功的解释:

  • 石墨烯具有增加的侧向尺寸(XY方向,每个方向,每个)的尺寸极低,纳米米尺度极低(<3 nm)。这种粒子会产生较大的色素能力浓度,其密度为2200 kg/m³。对于计算,必须根据尺寸确定每个粒子的体积。常规公式不合适。这种升高的色素体积浓度的结果是,尽管有一个重量%的颗粒存在很大的颗粒,从而大大扩展了涂层技术的屏障特性(见图1 A)欧洲杯猜球平台
  • 由于其电导率,石墨烯还通过构建较密集的电网来支持锌在其阴极保护行为中的锌。

(a)与球形纳米填料或无涂层相比,RGO的示意图分散在涂层中;(b)盐喷雾测试表明,与常规底漆相比,含SE1132的环氧树脂底漆的抗腐蚀性更好;(c)中国南东的一个架子,使用SE1132增强的抗腐蚀底漆。

图1.(a)与球形纳米填料或无涂层相比,RGO的示意图分散在涂层中;(b)盐喷雾测试表明,与常规底漆相比,含SE1132的环氧底漆的抗腐败性能更好。(C)中国南东的一个架子,用SE1132增强的抗腐蚀底漆应用。图片来源:第六元素(Changzhou)材料技术有限公司。欧洲杯足球竞彩

实际例子

除了SE1132,第六个元素还表明石墨烯SE1133和SE1233类型可以用作引物系统中的腐蚀保障添加剂。中国和欧洲的消费者已成功地将包括石墨烯在内的底漆制剂成功地推向了市场(如图2所示)。

石墨烯粉产品和石墨烯涂料产品。

图2。石墨烯粉产品和石墨烯涂料产品。图片来源:第六元素(Changzhou)材料技术有限公司。欧洲杯足球竞彩

2014年12月,世界上首次使用了基于石墨烯的腐蚀保护底漆来覆盖钢制风能厂的内壁和外墙。许多对钢结构进行了涂漆检查在2015年和2019年,证实了由腐蚀保护底漆组成的涂料系统的显着性能。

2014年至2019年风力涡轮机中使用的石墨烯抗腐蚀涂料系统。

图3。2014年至2014年风力涡轮机中使用的石墨烯抗腐蚀涂料系统。图片来源:第六元素(Changzhou)Materials Technology Co.,Ltd。欧洲杯足球竞彩

除此之外,第六个元素移至明显较小的锌颗粒(D50在3 µm至7 µm之间)。欧洲杯猜球平台在这种情况下,足以将SE1132的0.6 - 0.8权重与25重量%至28重量%的锌粉(全部基于干膜)合并,以获得腐蚀保障的优势。

2K水基的环氧树脂配方率为45%,S1233(均基于干膜),在中性盐喷雾测试中被证明超过2400。

图4。2K水基环氧系统,含有锌和石墨烯。图片来源:第六元素(Changzhou)材料技术有限公司。欧洲杯足球竞彩

进一步的证明有效石墨烯如何增强腐蚀保护引物的性能是一种情况,在基于溶剂的2K环氧系统中,将浓度为0.45%的SE1233与33.5%的锌合并。通过了4000小时的中性盐喷雾测试。

图5。2K基于33.5%锌,0.45%SE1233的环氧树脂。图片来源:第六元素(Changzhou)材料技术有限公司。欧洲杯足球竞彩

石墨烯也因其导热率而闻名。为什么不将腐蚀保护与热导率结合起来,以增强热交换器,散热器等中金属材料的热耗散能力,以平衡机械,腐蚀保护和导热性特性,第六个元素已开发出准备使用系统SE5133/5143。实现了良好的腐蚀保护和热量耗散值。

图6。导电涂层 - 带有SE5133的100 µm引物,带有SE5143的40 µm面漆。图片来源:第六元素(Changzhou)材料技术有限公司。欧洲杯足球竞彩

图7:总干膜厚度 - 140 µm,带有SE5133的底漆,带有SE5143的面漆。图片来源:第六元素(Changzhou)材料技术有限公司。欧洲杯足球竞彩

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