石墨烯环氧涂层制备及海水环境耐磨耐蚀机理研究

基本信息
批准号:41506098
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:刘栓
学科分类:
依托单位:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:赵海超,顾林,郑艳,姜道义,陈子飞
关键词:
腐蚀机理耐磨耐蚀海水环境石墨烯环氧涂层
结项摘要

Seawater environment is the most harsh corrosion environment, the corrosion of metal materials in marine environment is particularly serious. Organic coatings are main measures for protection of metal. Regarding the great impact of metal corrosion on marine engineering and the important significance of metal anticorrosion, this project puts forwards to the research and development of the protective mechanism, wear resistance and antifriction property of graphene based epoxy coating used in marine environment. Firstly, Trianiline and its derivatives were synthesized by a modified-pseudo-high dilution technique, then the graphene was dispersed in organic solvent uniformly by the - conjugated structure provided by trianiline. Furthermore, the structure-activity relationship of the graphene based epoxy coating between the different amounts and dispersing characteristics in seawater will be investigated systematically. Consequently, the corrosion behavior and protection mechanism of the graphene based heavy anticorrosion coating will be evaluated and clarified with emphasis. At last, the guideline for the high performance graphene based heavy anticorrosion coating design used in seawater would be deduced. The applicant and the research group have accumulated rich experiences and obtained some important results in the corresponding field, and the required foundation and conditions of this project are ready.

海水环境是最苛刻的自然腐蚀环境,金属材料在海洋环境中的腐蚀问题尤为严重。有机涂层是金属防护的主要措施,针对金属腐蚀对海洋工程的严重影响和金属防腐的重要意义,本项目拟深入开展石墨烯基环氧涂层在海水环境中的腐蚀机理和耐磨减磨研究与开发工作。项目将从石墨烯在有机溶剂中高效分散技术入手,首先采用改进的假高稀技术合成功能化苯胺三聚体及其衍生物,通过苯胺三聚体共轭结构与石墨烯形成-键而实现石墨烯在油性树脂中的均匀分散,进而系统研究石墨烯基重防腐涂层不同含量和分散特性在海水环境中与涂层防护性能的“构”-“效”关系,随后重点分析阐明石墨烯基重防腐涂层海水环境的腐蚀机理和耐磨减磨特性,最终提出高性能海水环境用石墨烯基重防护涂层结构设计准则。申请人及其团队在该领域已积累丰富的研究经验并取得阶段性重要研究成果,具备完成此项目的基础和条件。

项目摘要

国家“十二五”规划出台发展海洋经济计划,海洋重防腐涂料为国家海洋产业发展总体战略服务,也是我国由近海走向深海大洋成为海洋强国必不可少的组成部分。本项目主要研究石墨烯基环氧涂层在海水环境中的腐蚀机理和耐磨减磨研究工作。首先采用假高稀技术合成功能化石墨烯分散剂,通过石墨烯分散剂与石墨烯形成π-π键共轭结构而实现石墨烯在油性树脂中的均匀分散,制备石墨烯锌底漆、环氧石墨烯阻隔中间漆和耐候面漆重防腐涂料体系,重点分析石墨烯基重防腐涂层海水环境的防护机理和失效衍化过程,成功实现石墨烯基重防腐涂料在国家电网、船舶、沿海铁路和原油储罐的防护涂装,取得业主好评。并深入与国内行业合作,制定石墨烯涂料行业标准和企业标准,推动石墨烯基重防腐涂料的大规模工业化应用。. 制备石墨烯重防腐涂料体系耐盐雾寿命达到9000小时(GB/T 1771),石墨烯底漆附着力为10MPa(GB/T 5210),抗氯离子渗透性能≤4.0×10-3 mg/cm2•d(JTJ275-2000中C.2),耐5%H2SO4溶液,5%NaCl溶液,5%NaOH溶液浸泡≥2000小时(GB/T 9274),耐原油性能≥3000小时(GB/T 9274)。完成了从石墨烯重防腐涂料开发、自然环境考核、工程示范、标准制定到大规模生产和应用的全链条。目前该成果已通过中国腐蚀与防护学会组织鉴定鉴定处于国内领先水平。这一成果的完成提升了我国石墨烯表面防护新材料技术和理论,将推动重防腐涂料技术的革命,促进我国防腐涂料产业升级和可持续发展,改变我国重防腐涂料被国外产品垄断的市场格局,保障我国重大工程装备及“一带一路”基础设施建设,服务于国家安全和海洋经济发展战略。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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