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  中科院寧波材料所薛群基院士和王立平研究員帶領(lǐng)的海洋功能材料團(tuán)隊研制的石墨烯基重防腐涂料已實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)并進(jìn)入大規(guī)模示范應(yīng)用階段。目前正在擴(kuò)充建設(shè)年產(chǎn)5000噸石墨烯重防腐涂料生產(chǎn)線，批量產(chǎn)品已在國家電網(wǎng)沿海地區(qū)和工業(yè)大氣污染地區(qū)大型輸電鐵塔、西南地區(qū)光伏發(fā)電支架、石化裝備以及航天裝備等領(lǐng)域進(jìn)入規(guī)模示范應(yīng)用階段。

  石墨烯作為新型的二維納米材料在重防腐涂料領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。雖然近年來石墨烯基重防腐涂料受到相關(guān)行業(yè)重點攻關(guān)，但是仍未實現(xiàn)其大規(guī)模實際應(yīng)用。主要原因在于：至今還沒有形成完善的涂料體系；缺少性能全面考核和實際工況長效服役評估；缺乏詳細(xì)的專用數(shù)據(jù)庫和相關(guān)涂料標(biāo)準(zhǔn)；石墨烯成本相對較高。

  針對石墨烯基重防腐涂料應(yīng)用中的共性技術(shù)難題，團(tuán)隊聯(lián)合劉兆平研究團(tuán)隊以及寧波墨西科技有限公司協(xié)同創(chuàng)新合作開發(fā)了重防腐專用石墨烯復(fù)合粉體和漿料，重點突破了石墨烯與其他功能微納米填料的復(fù)合技術(shù)；與涂料生產(chǎn)企業(yè)和防腐工程施工企業(yè)合作，通過涂裝體系搭配，創(chuàng)造性地解決了涂料的帶銹涂裝重大難題和海洋耦合環(huán)境長壽命耐候性核心問題，開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵工藝配方，實現(xiàn)了石墨烯基重防腐涂料的低成本穩(wěn)定量產(chǎn)。

  為滿足不同應(yīng)用需求，寧波材料所已經(jīng)成功開發(fā)了系列石墨烯（白石墨烯）基沿海儲油罐重防腐涂料、導(dǎo)靜電防腐涂料、電網(wǎng)塔架防腐涂料、光伏塔架防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天國防特種涂料等8大系列防腐和耐磨涂料。石墨烯基重防腐涂料已通過5000小時鹽霧實驗、2000小時耐5%H₂SO₄和2000小時耐5%NaCl浸泡等第三方檢測試驗。

  針對目前石墨烯基重防腐涂料體系的儲存穩(wěn)定性、工程化施工的工藝性能、涂層的穩(wěn)定性等尚未進(jìn)行充分工程應(yīng)用驗證的問題，寧波材料所聯(lián)合國家電網(wǎng)寧波電力公司和浙江海鹽供電公司在大型輸電塔架和變電設(shè)施上進(jìn)行了大規(guī)模示范應(yīng)用，為“一帶一路”高濕熱環(huán)境下輸變電基礎(chǔ)設(shè)施的長久安全運行奠定了基礎(chǔ)。

  在專用數(shù)據(jù)庫建設(shè)方面，團(tuán)隊承擔(dān)了國家材料環(huán)境腐蝕平臺專項任務(wù)，牽頭負(fù)責(zé)“石墨烯環(huán)境腐蝕專題數(shù)據(jù)庫”的建設(shè)，主要通過室內(nèi)加速損傷試驗和應(yīng)用示范積累石墨烯涂層在海洋大氣環(huán)境中的實驗數(shù)據(jù)和環(huán)境損傷數(shù)據(jù)，為石墨烯涂料在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用推廣及標(biāo)準(zhǔn)制訂提供數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)，促進(jìn)我國石墨烯表面防護(hù)新材料技術(shù)和理論的發(fā)展。

圖1 開發(fā)的不同顏色石墨烯重防腐涂料及柔韌性和耐沖擊性能測試

圖2 批量生產(chǎn)的石墨烯重防腐涂料

圖3 嘉興海鹽縣國家電網(wǎng)變電站和云南太陽能面板防腐示范工程

圖4 工業(yè)大氣污染地區(qū)大型輸電鐵塔防腐示范工程

圖5 沿海地區(qū)大型輸電鐵塔防腐示范工程