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中科院科研小组给基础设施披上“重防腐”外衣

发布时间:2017-12-04 阅读:

  中国科学院科研队伍把基础设施​​“重防腐”外套 - 新闻中心 - 科学网

  在南海海洋研究所,将热带海洋环境材料腐蚀试验站,各种功能性薄膜和涂层,耐候钢及其他材料样品如晒干谷物置于屋顶屋顶,暴露于热带海洋气候下。一些好的材料要烘干5至10年。中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王立平告诉“中国科学报”记者。

  对于布局之前的一带一路

  在暴露试验场地,钢架引起了记者的注意,并在一定程度上区别于某些样品的点蚀。这个铁框的所有暴露的表面都生锈了。铁架是在今年四月,样品出现在实验场。

  在北方地区的镀锌钢防腐塔40年没有问题,不涂任何防腐涂层,但在热带海洋生物中会低得多。王立平带领记者来到海边,指着一个海气流量塔,海洋大气中的氯离子沉积年平均值远远高于其他海域。

  年平均气温28摄氏度,日间钢结构温度可达75度左右,年平均空气湿度约79%,加上高盐高紫外线的侵蚀,热带海洋气候的特点使得这种气候类型地区已经成为腐蚀最严重的地区。

  根据大气腐蚀环境要求,这里是C5 +,整个一带一路都属于海洋环境的最高腐蚀等级。中国科学院宁波材料研究所刘波宁博士介绍道。

  中国科学院宁波材料所在的防腐材料事先布置了南海风区和沐木物质样品,并将千里之外的一带一路的海洋环境紧密地联系在一起。

  据介绍,仅2014年一年,中国的腐蚀总成本就超过了2.1万亿元,占当年GDP的3.34%,从这个实验现场可以看到热带海洋开发和基础设施的严重腐蚀沿着一带一路。

  “一带一路”沿线国家的基础设施建设目前还面临另一个问题。以电网建设为例,本地电网设施不能像国内电网这样的变电站维护。腐蚀防护已成为热带海洋环境沿线国家电网安全的关键因素。

  黄金的价格为1克6头发

  涂层防腐是为了防止腐蚀性介质(水,氯气,氧气等)与被保护基体接触,但一般涂料不致密,阻隔性能无法抗击恶劣的热带海洋环境。 2008年左右,全球主屏障出现了石墨烯材料。

  石墨烯是自然界中最薄的二维纳米材料,具有优异的阻隔性和屏蔽性。即使是最小的气体原子(氦原子)也不能穿透。它可以显着降低传统环氧富锌涂料的锌含量,提高涂料的附着力和耐冲击性等机械性能。

  石墨烯比常规涂料具有比氯化物高六到八倍的阻隔性能。王丽萍说。

  针对热带海洋的侵蚀,人们有了新的武器。然而,这种材料的优点是众所周知的,但是有一个营销挑战。高性价比的石墨烯太贵了。

  现在中科院宁波材料所/浙江石墨烯制造创新中心王丽萍石墨烯涂层的重防腐涂层效果好,关键是生产成本下降。用于重防腐涂料的石墨烯的价格预计将达到每公斤650左右或更少,仅增加5%到1%,突然降低使用石墨烯的成本。王立平介绍说。

  成本大幅下降取决于宁波材料研究所石墨烯研究小组/浙江石墨烯制造创新中心在石墨烯规模化生产方面取得突破。随着社会资本和宁波市政府的大力投入,宁波材料2012年启动了石墨烯粉产业化和技术应用。石墨烯的价格和其他原材料在涂料中的价格降到了一个水平,解决了涂料的总体成本。

  比如国内比较好的涂料30元一公斤,我们的涂料价格略高于国内一线品牌,但是远低于进口重防腐涂料。王丽萍说,我们的涂料的防腐效果可以和进口的相媲美。

  打破200亿市场垄断

  高铁基础材料的防腐性能,我国竞相泰国时的高铁,竞争对手日本将在泰国约10年的防腐实验数据中列出。但是,我们无法获得这些数据。在相关领域的研究积累不足,使中国的防腐涂料市场成为一个欣欣向荣的国外品牌世界。

  海洋平台涂料80%进口,2000亿元市场依靠国外品牌和技术。王丽萍说。与此同时,市场正在蓬勃发展,重防腐涂料的需求以年均20%以上的速度增长。

  更重要的是,传统重防腐涂料的盐雾寿命一般不超过2000小时,资源浪费和环境污染,远远不能满足“一带一路”沿线国家的需求,特别是南海远洋和深海及湿热的设备和设施长期的腐蚀和风化安全服务要求。

  来自王丽萍教授,吴学东教授和薛群基教授联合研究团队的60多位研究人员经过10年的研究和攻关,成功开发出石墨烯改性的重防腐涂料,打破了国外品牌的垄断相应的市场和刷新相关保护领域新的数据记录。

  我们已经在中石油,中石化和中海油部门进行了第三方测试。目前的数据是国内外在这个领域的最好的指标。盐雾测试超过6000小时。王丽萍说。

  事实上,占领市场的不仅是石墨烯改性重防腐涂料,团队开发的涂料相关技术成果,已经成功转型。王立平说,虽然我们不能发表一篇关于材料应用的文章,而且可靠性至关重要,但我们缺乏这方面的研究。

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