中國粉體網(wǎng)訊 石墨烯一經(jīng)問世,以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加上“極端突出”性能,使它的用途引起人們超高的期望,在材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域開啟一場新的“革命”。作為生產(chǎn)這一“烯”世之寶的領(lǐng)軍人物,多年來蕭小月博士及其研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了綠色無污染的石墨烯物理生產(chǎn)工藝,成為中國石墨烯行業(yè)的領(lǐng)跑者之一。
2018年4月24-25日在蘇州“2018低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會”上,蕭小月博士將同與會者探討石墨烯在防腐涂料領(lǐng)域的應(yīng)用。
蕭小月,美國普渡大學(xué)化學(xué)博士。石墨烯應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域的知名專家和領(lǐng)軍企業(yè)家,在國際國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文40余篇,申請石墨烯相關(guān)專利14項(xiàng),已獲授權(quán)7項(xiàng)發(fā)明專利和2項(xiàng)實(shí)用新型專利。
原本在美國有一份高薪工作,但他卻依然在創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的道路上奮進(jìn)不止;貒鴦(chuàng)業(yè)以來,蕭小月博士先后成立了南京科孚納米技術(shù)有限公司及青島德通納米技術(shù)有限公司,并在2016年與因發(fā)現(xiàn)石墨烯榮獎諾貝爾獲得者安德烈•蓋母博士合作成立了青島德安公司。
2017年12月22日,江蘇金陵特種涂料有限公司和青島德通納米技術(shù)有限公司共建“石墨烯特種涂料聯(lián)合工程技術(shù)研究中心”成功簽約。雙方將聯(lián)手申請承擔(dān)工信部關(guān)于“打造石墨烯涂料示范產(chǎn)品”的產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,共建石墨烯特種涂料聯(lián)合工程技術(shù)研究中心,合作開發(fā)石墨烯應(yīng)用技術(shù),同時在金陵涂料建立“石墨烯特種功能涂料產(chǎn)業(yè)化示范生產(chǎn)基地”,打造石墨烯涂層制品產(chǎn)業(yè)鏈,建立完善的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系。
蕭小月博士:石墨烯在防腐涂料領(lǐng)域的應(yīng)用
除了應(yīng)用在超級導(dǎo)電薄膜、傳感器、高性能電子器件、儲能材料等方面,近年來,因石墨烯具有高長徑比、優(yōu)異的疏水、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和化學(xué)穩(wěn)定性能以及作為碳質(zhì)固體材料 ( 一維碳納米管、零維富勒烯 C60、三維石墨 ) 的基本結(jié)構(gòu)單元,石墨烯的防腐性能及石墨烯基復(fù)合涂層材料的發(fā)展成為金屬防護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
蕭小月博士曾表示石墨烯重要的應(yīng)用方向之一是利用其優(yōu)異的導(dǎo)熱特性,實(shí)現(xiàn)涂層在金屬基等基體表面的快速均勻的導(dǎo)熱。目前,青島德通納米技術(shù)有限公司已成功開發(fā)出石墨烯改性散熱涂料產(chǎn)品,取得較好的市場反饋。未來,石墨烯在功能涂料中的應(yīng)用將繼續(xù)拓展,包括熱工領(lǐng)域的熱交換、海洋環(huán)境條件下的重防腐、航空航天的抗靜電和電磁屏蔽等領(lǐng)域的應(yīng)用。毫無疑問,石墨烯在特種功能涂料中的應(yīng)用市場廣闊,將是石墨烯下游產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的方向。
普通防腐涂料VS石墨烯防腐涂料
防腐涂料是現(xiàn)代工業(yè)、能源、海洋等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的一種涂料,可通過涂層的屏蔽作用、緩蝕作用和陰極保護(hù)作用來防止基體腐蝕。
傳統(tǒng)防腐涂料中加入徑厚比較大的鱗片,分散在涂料中的鱗片交錯排列,形成了獨(dú)特的“迷宮”式屏蔽結(jié)構(gòu),腐蝕介質(zhì)無法穿透鱗片,只能繞過其進(jìn)行擴(kuò)散,這種結(jié)構(gòu)在涂料內(nèi)部形成曲折的防擴(kuò)散滲透路徑,從而延長了腐蝕介質(zhì)的滲透時間,提高涂層的抗?jié)B透性與使用壽命;此外,鱗片將涂層分割成許多小間,隔開了涂層中的氣泡和裂紋,改善涂層的收縮應(yīng)力和膨脹系數(shù),延緩腐蝕介質(zhì)擴(kuò)散和侵入基體的時間。
環(huán)氧富鋅涂料的防腐機(jī)理
將石墨烯用于防腐涂料中,二維片層的石墨烯在涂料中層層疊加。相比其他類型的鱗片填料,縱向厚度方面石墨烯堆疊的層數(shù)更多,形成的防擴(kuò)散滲透路徑更為復(fù)雜,石墨烯起到的物理隔絕作用也更為突出,從而形成具有高抗腐能力的涂料,極大地提高金屬的耐腐蝕能力。并且,除石墨烯自身的物理隔絕層以外,石墨烯通過改變樹脂的結(jié)構(gòu)組裝,提高分子排列的有序程度,減少了涂料中的結(jié)構(gòu)缺陷,形成致密的保護(hù)膜,進(jìn)一步提升了涂料的防滲透性能。
此外,在涂料中均勻分散的石墨烯層層疊加形成致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),并與鋅粉搭橋形成導(dǎo)電通路,結(jié)合鋅對金屬基材的陰極保護(hù)作用,賦予涂料良好的電化學(xué)保護(hù)性能 。
石墨烯改性防腐涂料防腐機(jī)理
石墨烯防腐涂料,開啟石墨烯應(yīng)用下一個風(fēng)口
防腐涂料按其涂料膜層的耐腐蝕程度和使用要求,通常分為常規(guī)型和重防腐型兩類。2017年全球防腐涂料市場規(guī)模將達(dá)到248.4億美元,而2017-2022年全球防腐涂料將以每年5%的復(fù)合增長率增長,到2022年有望達(dá)到317.3億美元。
目前,我國防腐涂料的市場規(guī)模已僅次于建筑涂料而位居第二位。預(yù)計,到2018年我國防腐涂料總產(chǎn)量將達(dá)到680萬噸左右。其中尤其以重防腐涂料增長較快,發(fā)展前景可觀。
2014-2018年我國防腐涂料產(chǎn)量預(yù)測(單位:萬噸)
2015-2020年中國重防腐涂料消費(fèi)量趨勢圖
有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測,2020年石墨烯在防腐涂料領(lǐng)域的滲透率有望達(dá)到1%,行業(yè)市場規(guī)模約為33億元。石墨烯防腐涂料,將開啟石墨烯應(yīng)用下一個風(fēng)口。尤其是石墨烯重防腐涂料作為一個方興未艾的產(chǎn)業(yè),藍(lán)海市場有待挖掘。
蕭小月博士簡介
博 士 美國普渡大學(xué)
董事長 青島德通納米
董事長 南京科孚納米技術(shù)有限公司
蕭小月,美國普渡大學(xué)化學(xué)博士。1992年任教于清華大學(xué)材料科學(xué)與工程系副教授,1995年任清華大學(xué)新型陶瓷與精細(xì)工藝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任, 1996年任清華大學(xué)科學(xué)技術(shù)處副處長,同年入選國家教育部跨世紀(jì)優(yōu)秀人才。曾任美國亞特蘭大生物技術(shù)有限公司研發(fā)部主任、SACHEM 公司實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理及主任科學(xué)家,F(xiàn)任南京科孚納米技術(shù)有限公司和青島德通納米技術(shù)有限公司董事長。
社會兼職:中華全國歸國華僑聯(lián)合會特聘專家、中國僑聯(lián)新僑創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)聯(lián)盟副理事長、中國國際石墨烯大會主席、中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)理事、國際合作部主任、歐洲石墨烯大會國際科學(xué)委員會委員、江蘇省僑商投資企業(yè)協(xié)會副會長、江蘇省海外交流協(xié)會副會長及新材料專業(yè)人士委員會主任委員。
學(xué)術(shù)業(yè)績:獲“2012年度中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎”以及“2015年度中國經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新領(lǐng)軍人物”。在國際國內(nèi)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文40余篇,申請石墨烯相關(guān)專利14項(xiàng),已獲授權(quán)7項(xiàng)發(fā)明專利和2項(xiàng)實(shí)用新型專利。