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重防腐涂料作為我國高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵基礎材料之一，在船舶、集裝箱、石油化工、海洋工程及鐵路基建等關乎國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要領域廣泛應用，已形成需求量逐年成倍遞增之勢。據(jù)統(tǒng)計數(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，占比達到90%以上。
與此同時，隨著我國綠色發(fā)展戰(zhàn)略深入推進，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》明確將涂料行業(yè)作為大氣污染物排放重點監(jiān)管對象之一，并鼓勵各地制定實施更加嚴格的地方大氣污染物排放標準，源頭嚴控涂料VOC排放。
由于石墨烯重防腐涂料具有重量輕、強度高、屏蔽性好、強韌性及優(yōu)良導電導熱性等優(yōu)點，在化工介質(zhì)、工業(yè)重污染氣體、復雜海洋環(huán)境等苛刻條件，被業(yè)界公認為傳統(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現(xiàn)規(guī)?；瘧茫a(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。而涉及強酸堿性浸泡、飛濺、汽霧、高鹽高濕、強烈溫差及磨損、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)構破壞，直接影響物理復配后材料間分子結(jié)構螯合度，以致材料復合加持效應受限，實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配，不同硅烷偶聯(lián)劑同體改性設計，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)絡致密結(jié)構，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，通過分步添加、分別控量、分時控溫等技術集成，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)境應用場景下重防腐涂料服役、便捷施工等需求。
項目產(chǎn)品已通過國家化學品分類鑒別與評估重點實驗室、香港科技大學、蘇州斯坦德實驗室、深圳863檢測、國家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（廣東）等第三方檢測，所檢項目符合相關標準要求。經(jīng)應用測試表明：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：間歇噴霧，鹽霧試驗1萬小時以上（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，項目已申請4項國家發(fā)明專利及8項相關實用新型專利，項目產(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、國家能源投資集團等單位采用，經(jīng)用戶使用表明：具有性價比高、應用范圍廣、重防腐性能優(yōu)異等特點。

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