世界上最硬的黑科技是?

2021-01-08 耀隆新科技

塗料

不信?

直接看效果——簡直有上演科技大片的感覺

當牆面有了它,連爆破都不怕。

普通塑料杯塗上它,都能在上面金雞獨立。

燈泡粘上它,汽車碾壓都不碎。

另外,在活水表面塗上一層它,都可以在水面上摩擦、走起魔鬼的步伐。

擁有如此超強性能的它,就是傳說中最硬的黑科技塗料LINE-X 塗料。

據說該塗料不含任何的有機溶劑,不會對空氣和環境產生有害物質,是一種環保綠色的安全塗料!可在噴塗後5秒內迅速乾燥,形成一層緻密、有彈性的保護層。還能讓被處理的基面增加300%的強韌度, 911事件後,它成為美國五角大樓唯一指定的軍方專用防爆彈性塗料,並在多個領域擁有更廣泛的應用。

看完以上,算是刷新了小編對塗料的認知,國外塗料技術太顛覆想像了……

當然,國內科技也是在不斷進步的,這裡分享一款我們中國自主研發的防腐新技術,據悉此技術對我國海洋經濟向環保型和節約型方向發展將起到有力的助推作用。

華南理工大學發明公開了一種含片層狀磷酸鋯和碳納米管的海洋防腐粉末塗料,其通過耐鹽霧性能、耐溼熱性能和電化學性能測試證實其防腐性能有顯著提高。運用在高鹽霧,高溼熱,乾濕交替、浸沒等環境的海洋工程材料塗裝中,能夠大幅度提高海洋工程材料的防腐蝕性能。

製備方法

1、 原料配方組成和質量分數如下:

聚酯樹脂65份(325g);固化劑4.8份(24g);磷酸鋯4.5份(22.5g);碳納米管0.5份(2.5g);顏料8.4份(42g);填料15份(75g);流平劑0.6份;光亮劑1份(5g);固化促進劑0.2份(1g)。

2、其製備方法包括以下步驟:

(1)、根據上述原料配方,按質量用電子天平稱取各組分原料,充分攪拌均勻;

(2)、採用雙螺杆熔融擠出機熔融擠出經步驟(1)攪拌均勻的原料,擠出溫度控制在120℃,轉速控制在250r/min;

(3)、將步驟(2)中熔融擠出的原料冷卻,經粉碎機粉碎,旋風分離器篩分,得到粒徑為160目的成品粉末塗料。

防腐原理

1、採用具有納米片層狀結構的磷酸鋯作為填料。該類磷酸鋯片層狀結構穩定,機械強度很高,不溶於水和有機溶劑,具有較強的耐酸鹼能力。將片層狀磷酸鋯引入到海洋防腐粉末塗料的配方中,片層狀結構層層堆疊可以大大的增加腐蝕介質的滲透路徑,有效阻止小分子腐蝕介質和氧化性物質的浸入,能起到很好的物理屏蔽作用。

2、採用具有超高導電性的碳納米管作為填料。碳納米管具有極佳的導電性能,其抗拉強度可達到50~200GPa,是鋼的100倍;硬度與金剛石相當,卻擁有良好的柔韌性,將其作為填料引入到海洋防腐粉末塗料中可賦予塗層優異的電子傳遞性能,陽極所產生的電子可以通過碳納米管網絡順利傳導到塗膜表面,使電化學腐蝕的陰極反應及反應產物由鋼製基材表面轉移到防腐塗層表面,有效減少基材表面腐蝕產物的堆積,抑制塗層的起泡脫落,最終提高了塗膜附著力的持久性和使用壽命。碳納米管同時可以明顯提高塗料的機械強度和韌性,進一步提高防腐塗料的附著力與硬度,提高塗料的使用壽命。

3、綜合利用磷酸鋯的物理屏蔽作用和碳納米管的機械性能與電荷傳導作用,開發含片層狀磷酸鋯和碳納米管的海洋防腐聚酯粉末塗料,顯著的提高了純聚酯海洋防腐粉末塗料的防腐性能,對高鹽霧,高溼熱海洋環境的金屬防腐塗料的發展起到較大的推動作用。

防腐塗料特性詳解

1、 耐溼熱與耐鹽霧性能

由上表可知,隨著時間推移,500h時,純聚酯塗膜的綜合破壞等級能為3級,而實施例將傳統的海洋防腐粉末塗料的耐溼熱性從500h提升到2000h,其耐溼熱性能得到明顯提高。

另外,可知隨著時間推移,2000h,劃線處:純聚酯塗膜單向鏽蝕≤4.3mm,未劃線區:有起泡和點蝕的現象;實施例單向鏽蝕≤1mm;未劃線區:無異常。

(說明片層狀磷酸鋯和碳納米管的引入能夠大幅度提高聚酯塗層的耐中性鹽霧性能。)

2、電化學測試

為了便於性能對比,以實施例和無填料聚酯塗膜進行電化學防腐測試。

塗膜採用質量百分百濃度為3.5wt%NaCl水溶液進行浸泡,採用三電極測試體系和瑞士Auto LAB電化學工作站對塗膜進行交流阻抗譜和塔菲爾極化曲線測試,測試條件如下:飽和甘汞電極作為參比電極,石墨電極作為輔助電極,塗膜作為工作電極,工作電極面積為8cm2 ;初始頻率為100000Hz;終止頻率為0.01Hz;正弦擾動電壓為10mV。

測試結果如附圖所示:

從上圖中可以看出,在質量百分百濃度為3.5wt%NaCl溶液中泡50天後,無填料聚酯塗膜的阻抗值為2E04Ω;實施例塗膜的阻抗值為8E04Ω,相比無填料聚酯塗膜,其防腐性能提高了4倍。

另外,還可從上圖中可以看出,在質量百分百濃度為3.5wt%NaCl溶液中泡60天後,無填料聚酯塗膜的腐蝕電壓和腐蝕電流(log(i/A))分別為-0.88V和-4.49A;相比無填料聚酯塗膜,實施例塗膜的腐蝕電壓正移為-0.57V,腐蝕電流負移為-6.32A。由交流阻抗譜和艾菲爾極化曲線得出,實施例塗膜較無填料聚酯塗膜,其防腐性能得到了明顯提高。

(本文部分摘自網絡公開與專利節選:201810550024.2,華南理工大學。)

展望:

伴隨國內科研人士通過對各種功能性新材料的不斷探索與突破,相信很快我們同樣會設計出中國自主創造的具有市場競爭力塗料產品,尤其是高端重防腐塗料產品,助力中國海洋經濟向環保型和節約型方向高速發展!

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