Các phân số của các hạt có kích thước nano làm tăng đáng kể hiệu quả của sơn bảo vệ, sơn phủ, sơn lót và sáp cho kim loại.
Việc sử dụng các tấm nano graphene để cải thiện đáng kể hiệu suất là một lĩnh vực ứng dụng tương đối mới nhưng đang phát triển nhanh chóng trong ngành sơn.
Mặc dù việc sử dụng chúng trong các sản phẩm bảo vệ kim loại còn khá mới—chỉ mới được thương mại hóa trong vài năm gần đây—các tấm nano graphene (NNP) đã được chứng minh là có tác động rất lớn đến các đặc tính của sơn lót, sơn phủ, sơn, sáp và thậm chí cả chất bôi trơn.Mặc dù tỷ lệ kiểm soát áp suất điển hình thay đổi từ vài phần mười đến vài phần trăm, nhưng việc bổ sung đúng GNP sẽ trở thành một chất phụ gia đa chức năng có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ và độ bền của lớp phủ, cải thiện khả năng chống hóa chất, chống ăn mòn, chống oxy hóa và mài mòn Sức cản.;thậm chí còn giúp bề mặt dễ dàng loại bỏ nước và bụi bẩn.Ngoài ra, GNP thường đóng vai trò là chất hiệp đồng, giúp các chất bổ sung khác hoạt động hiệu quả hơn ở nồng độ thấp hơn mà không làm giảm hiệu quả.Các tấm nano graphene đã được sử dụng thương mại trong các sản phẩm bảo vệ kim loại, từ chất bịt kín ô tô, thuốc xịt và sáp cho đến sơn lót và sơn được sử dụng bởi các nhà sản xuất ô tô, nhà thầu xây dựng và thậm chí cả người tiêu dùng.Nhiều ứng dụng hơn (chẳng hạn như sơn lót và sơn chống hà/chống ăn mòn hàng hải) được báo cáo là đang trong giai đoạn thử nghiệm cuối cùng và dự kiến sẽ được thương mại hóa trong vài năm tới.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Manchester (Manchester, Vương quốc Anh) là những người đầu tiên cô lập được graphene một lớp vào năm 2004, nhờ đó họ đã được trao giải Nobel Vật lý năm 2010.Các tấm nano graphene — một dạng graphene nhiều lớp có sẵn từ nhiều nhà cung cấp khác nhau với độ dày hạt và kích thước trung bình khác nhau — là các dạng carbon 2D có kích thước nano phẳng/có vảy.Giống như các hạt nano khác, khả năng GNP thay đổi và cải thiện tính chất của các sản phẩm vĩ mô như màng polyme, các bộ phận nhựa/composite, lớp phủ và thậm chí cả bê tông là hoàn toàn vượt trội so với kích thước nhỏ bé của chúng.Ví dụ, dạng hình học phẳng, rộng nhưng mỏng của các chất phụ gia GNP làm cho chúng trở nên lý tưởng để cung cấp lớp phủ bề mặt hiệu quả mà không làm tăng độ dày lớp phủ.Ngược lại, hiệu quả của chúng trong việc cải thiện hiệu suất lớp phủ thường có nghĩa là cần ít lớp phủ hơn hoặc có thể áp dụng lớp phủ mỏng hơn.Vật liệu GNP cũng có diện tích bề mặt rất cao (2600 m2/g).Khi được phân tán đúng cách, chúng có thể cải thiện đáng kể đặc tính rào cản của lớp phủ đối với hóa chất hoặc khí, dẫn đến cải thiện khả năng bảo vệ chống lại sự ăn mòn và oxy hóa.Ngoài ra, theo quan điểm ma sát, chúng có lực cắt bề mặt rất thấp, góp phần cải thiện khả năng chống mài mòn và hệ số trượt, giúp lớp phủ chống trầy xước tốt hơn và đẩy lùi bụi bẩn, nước, vi sinh vật, tảo, v.v. dễ hiểu tại sao ngay cả một lượng nhỏ chất phụ gia GNP cũng có thể hiệu quả đến vậy trong việc cải thiện các đặc tính của vô số sản phẩm mà ngành công nghiệp sử dụng hàng ngày.
Mặc dù chúng, giống như các hạt nano khác, có tiềm năng to lớn, nhưng việc cô lập và phân tán các tấm nano graphene ở dạng có thể được sử dụng bởi các nhà phát triển sơn hoặc thậm chí các nhà tạo công thức nhựa là không dễ dàng.Việc tách lớp các tập hợp hạt nano lớn hơn để phân tán hiệu quả (và phân tán trong các sản phẩm ổn định trên kệ) để sử dụng trong chất dẻo, màng và lớp phủ đã được chứng minh là một thách thức.
Các công ty GNP thương mại thường cung cấp các hình thái khác nhau (một lớp, nhiều lớp, đường kính trung bình khác nhau và, trong một số trường hợp, có thêm chức năng hóa học) và các yếu tố hình thức khác nhau (bột khô và chất lỏng [gốc dung môi, gốc nước hoặc nhựa dựa trên] phân tán cho các hệ thống polyme khác nhau).Các nhà sản xuất tiên tiến nhất trong thương mại hóa cho biết họ đã hợp tác chặt chẽ với các nhà pha chế sơn để tìm ra sự kết hợp tốt nhất các đặc tính ở tỷ lệ pha loãng hiệu quả nhất nhằm cải thiện chất lượng sơn mà không ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính quan trọng khác.Dưới đây là một số công ty có thể thảo luận về công việc của họ trong lĩnh vực sơn phủ bảo vệ kim loại.
Các sản phẩm chăm sóc xe hơi là một trong những ứng dụng đầu tiên và quan trọng nhất của graphene trong ngành sơn. Ảnh: Surf Protection Solutions LLC
Một trong những ứng dụng thương mại đầu tiên của các sản phẩm bảo vệ kim loại graphene là trong trang trí ô tô.Cho dù được sử dụng ở dạng lỏng, bình xịt hay sáp, những sản phẩm chăm sóc xe hơi hiệu suất cao này có thể được áp dụng trực tiếp lên sơn xe hơi hoặc lớp mạ crôm, giúp cải thiện độ bóng và độ sâu của hình ảnh (DOI), giúp ô tô dễ lau chùi hơn, đồng thời duy trì các đặc tính làm sạch và mở rộng.bảo vệ vượt trội hơn nhiều so với các sản phẩm thông thường.Các sản phẩm được tăng cường GNP, một số sản phẩm được bán trực tiếp cho người tiêu dùng và một số khác chỉ được bán cho các thẩm mỹ viện, cạnh tranh với các sản phẩm được làm giàu bằng gốm (oxit) (chứa silica, titan dioxide hoặc hỗn hợp của cả hai).Các sản phẩm có chứa GNP có hiệu suất cao hơn và giá cao hơn vì chúng mang lại một số lợi ích quan trọng mà lớp phủ gốm không thể mang lại.Tính dẫn nhiệt cao của graphene giúp tản nhiệt hiệu quả — một lợi ích cho các sản phẩm được sử dụng trong mũ trùm đầu và bánh xe — đồng thời tính dẫn điện cao của nó sẽ làm tiêu tan các điện tích tĩnh, khiến bụi khó bám vào hơn.Với góc tiếp xúc lớn (125 độ), lớp phủ GNP chảy nhanh hơn và hiệu quả hơn, làm giảm vết nước.Đặc tính mài mòn và rào cản tuyệt vời giúp bảo vệ sơn tốt hơn khỏi trầy xước, tia UV, hóa chất, oxy hóa và cong vênh.Độ trong suốt cao cho phép các sản phẩm dựa trên GNP giữ được vẻ bóng bẩy, phản chiếu rất phổ biến trong lĩnh vực này.
Công ty TNHH Giải pháp Bảo vệ Bề mặt (SPS) của Grafton, Wisconsin, một nhà sản xuất công thức có chỗ đứng vững chắc trong phân khúc thị trường này, bán lớp phủ graphene gốc dung môi bền bỉ kéo dài nhiều năm và bán sơn gốc nước tăng cường graphene.Huyết thanh cho một lần chạm nhanh kéo dài trong vài tháng.Cả hai sản phẩm hiện chỉ dành cho các chuyên gia thẩm mỹ được đào tạo và cấp phép, mặc dù có kế hoạch cung cấp mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc da khác trực tiếp cho người tiêu dùng trong tương lai gần.Các ứng dụng mục tiêu bao gồm ô tô, xe tải và xe máy, với các sản phẩm khác được cho là sắp được thương mại hóa cho gia đình và tàu thuyền.(SPS cũng cung cấp sản phẩm antimon/thiếc oxit giúp bảo vệ bề mặt khỏi tia cực tím.)
Chủ tịch SPS Brett Welsien giải thích: “Các loại sáp và chất bịt kín carnauba truyền thống có thể bảo vệ các bề mặt được sơn từ vài tuần đến vài tháng.“Các lớp phủ gốm, được giới thiệu ra thị trường vào giữa những năm 2000, tạo thành một liên kết bền hơn với chất nền và mang lại khả năng chống tia cực tím và hóa chất trong nhiều năm, bề mặt tự làm sạch, khả năng chịu nhiệt cao hơn và khả năng giữ bóng được cải thiện.Tuy nhiên, điểm yếu của chúng là vết nước.sơn bề mặt và vết bẩn bề mặt mà các thử nghiệm của chúng tôi đã chỉ ra là do truyền nhiệt kém Nhanh chóng đến năm 2015 khi nghiên cứu về graphene dưới dạng chất phụ gia bắt đầu Năm 2018, chúng tôi là công ty đầu tiên ở Hoa Kỳ chính thức ra mắt chất phụ gia sơn graphene trong quy trình phát triển các sản phẩm của công ty dựa trên GNP, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vết nước và vết bẩn trên bề mặt (do tiếp xúc với phân chim, nhựa cây, côn trùng và hóa chất mạnh) đã giảm trung bình 50%, cũng như khả năng chống mài mòn được cải thiện do đến hệ số ma sát thấp hơn.
Ứng dụng Vật liệu Graphene plc (AGM, Redcar, UK) là công ty cung cấp phân tán GNP cho một số khách hàng đang phát triển các sản phẩm chăm sóc xe hơi.Nhà sản xuất graphene 11 năm tuổi tự mô tả mình là công ty hàng đầu thế giới trong việc phát triển và ứng dụng phân tán GNP trong lớp phủ, vật liệu tổng hợp và vật liệu chức năng.Trên thực tế, AGM báo cáo rằng ngành sơn và chất phủ hiện chiếm 80% hoạt động kinh doanh của họ, có thể là do nhiều thành viên trong nhóm kỹ thuật của họ đến từ ngành sơn và chất phủ, điều này giúp AGM hiểu được điểm yếu của hai trình biên dịch và cuối cùng, người dùng..
Công ty TNHH Halo Autocare (Stockport, Vương quốc Anh) sử dụng chất phân tán Genable GNP của AGM trong hai sản phẩm sáp chăm sóc xe hơi EZ.Được phát hành vào năm 2020, sáp graphene cho các tấm thân xe kết hợp sáp T1 carnauba, sáp ong và dầu hạt trái cây với polyme, chất làm ẩm và GNP để thay đổi hành vi của nước bề mặt và mang lại khả năng bảo vệ lâu dài, hạt nước và màng tuyệt vời, khả năng thu gom bụi bẩn thấp, dễ lau chùi, loại bỏ phân chim và giảm đáng kể vết nước.Graphene Alloy Wheel Wax có tất cả những lợi ích này, nhưng được thiết kế đặc biệt cho nhiệt độ cao hơn, tăng độ mài mòn trên bánh xe và đầu ống xả.GNP được thêm vào cơ sở của sáp vi tinh thể ở nhiệt độ cao, dầu tổng hợp, polyme và hệ thống nhựa có thể chữa được.Halo cho biết tùy theo nhu cầu sử dụng mà sản phẩm sẽ bảo vệ bánh xe từ 4-6 tháng.
James Briggs Ltd. (Salmon Fields, Vương quốc Anh), tự mô tả mình là một trong những công ty hóa chất gia dụng lớn nhất Châu Âu, là một khách hàng khác của AGM sử dụng chất phân tán GNP để phát triển sơn lót chống ăn mòn Hycote graphene.Bình xịt aerosol khô nhanh không chứa kẽm có độ bám dính tuyệt vời với kim loại và nhựa và được sử dụng bởi những người như cửa hàng cơ thể và người tiêu dùng để ngăn chặn hoặc ngăn chặn sự ăn mòn bề mặt kim loại và chuẩn bị cho các bề mặt đó để sơn và phủ.Lớp sơn lót cung cấp hơn 1750 giờ bảo vệ chống ăn mòn theo tiêu chuẩn ASTM G-85, Phụ lục 5, cũng như các đặc tính rào cản tuyệt vời và tính linh hoạt mà không bị nứt trong thử nghiệm hình nón (ASTM D-522).tuổi thọ mồi.AGM cho biết họ đã hợp tác chặt chẽ với khách hàng trong quá trình phát triển công thức để tối đa hóa các đặc tính giá trị gia tăng đồng thời hạn chế tác động đến giá thành sản phẩm.
Số lượng và chủng loại các sản phẩm chăm sóc xe tăng cường GNP trên thị trường đang tăng lên nhanh chóng.Trên thực tế, sự hiện diện của graphene được quảng cáo là một lợi ích hiệu suất chính và được đánh dấu trên biểu đồ sản phẩm.|James Briggs Ltd. (trái), Halo Autocare Ltd. (trên cùng bên phải) và Surface Protective Solutions LLCSurface Protective Solutions LLC (dưới cùng bên phải)
Lớp phủ chống ăn mòn là một lĩnh vực ứng dụng đang phát triển của GNP, trong đó các hạt nano có thể kéo dài đáng kể khoảng thời gian bảo trì, giảm thiệt hại do ăn mòn, kéo dài thời gian bảo hành và giảm chi phí quản lý tài sản.|Công ty TNHH Lớp phủ Hershey
GNP ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các lớp phủ và sơn lót chống ăn mòn trong môi trường khó khăn (C3-C5).Adrian Potts, Giám đốc điều hành của AGM, giải thích: “Khi được kết hợp đúng cách vào các lớp phủ gốc dung môi hoặc nước, graphene có thể tạo ra các đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời và cải thiện khả năng kiểm soát ăn mòn.”tác động bằng cách kéo dài tuổi thọ của tài sản, giảm tần suất và chi phí bảo trì tài sản, và đối với các sản phẩm gốc nước hoặc các sản phẩm có chứa các chất phụ gia độc hại hơn như kẽm không còn được yêu cầu hoặc sử dụng.lĩnh vực trọng tâm và cơ hội trong năm năm tới.Ông nói thêm: “Ăn mòn là một vấn đề lớn, rỉ sét không phải là một chủ đề dễ chịu vì nó thể hiện sự xuống cấp của tài sản của khách hàng, đó là một vấn đề nghiêm trọng.
Một khách hàng của AGM đã tung ra thành công sơn lót dạng xịt aerosol là Halfords Ltd. có trụ sở tại Washington, Vương quốc Anh, nhà bán lẻ phụ tùng ô tô, dụng cụ, thiết bị cắm trại và xe đạp hàng đầu của Anh và Ailen.Sơn lót chống ăn mòn graphene của công ty không chứa kẽm nên thân thiện với môi trường hơn.Nó được cho là có độ bám dính tuyệt vời với các bề mặt kim loại bao gồm thép nhẹ, nhôm và Zintec, lấp đầy các khuyết điểm nhỏ trên bề mặt và khô trong 3-4 phút thành lớp sơn mờ có thể chà nhám chỉ trong 20 phút.Nó cũng đã trải qua 1.750 giờ thử nghiệm phun muối và hình nón mà không bị nứt.Theo Halfords, lớp sơn lót có khả năng chống chảy xệ tuyệt vời, cho phép lớp phủ có độ sâu lớn hơn và cung cấp các đặc tính rào cản tuyệt vời để kéo dài đáng kể tuổi thọ của lớp phủ.Ngoài ra, sơn lót có khả năng tương thích tuyệt vời với thế hệ sơn gốc nước mới nhất.
Alltimes Coatings Ltd. từ Stroud, Vương quốc Anh, chuyên gia bảo vệ chống ăn mòn cho mái kim loại, sử dụng chất phân tán AGM trong hệ thống mái lợp Advantage Graphene lỏng cho các tòa nhà công nghiệp và thương mại.Sản phẩm làm tăng trọng lượng tối thiểu của mái nhà, có khả năng chống chịu thời tiết và tia cực tím, không chứa dung môi, hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và isocyanate.Chỉ quét một lớp lên bề mặt đã được chuẩn bị kỹ lưỡng, hệ thống có khả năng chống va đập và độ đàn hồi cao, khả năng co giãn tuyệt vời và không bị co ngót sau khi đóng rắn.Nó có thể được áp dụng trong phạm vi nhiệt độ 3-60°C/37-140°F và áp dụng lại.Việc bổ sung graphene giúp cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn và sản phẩm đã vượt qua bài kiểm tra phun muối trung tính trong 10.000 giờ (ISO9227:2017), kéo dài thời gian bảo hành của Autotech từ 20 lên 30 năm.Mặc dù tạo ra một rào cản hiệu quả cao chống lại nước, oxy và muối, nhưng lớp phủ vi xốp vẫn thoáng khí.Để tạo điều kiện thuận lợi cho ngành kiến trúc, Alltimes đã phát triển một chương trình phát triển chuyên nghiệp liên tục (CPD) có hệ thống.
Blocksil Ltd. đến từ Lichfield, Vương quốc Anh, tự mô tả mình là công ty sơn phủ từng đoạt giải thưởng cung cấp các giải pháp tiết kiệm năng lượng và lao động tiên tiến cho khách hàng trong ngành ô tô, đường sắt, xây dựng, năng lượng, hàng hải và hàng không vũ trụ.Blocksil đã hợp tác chặt chẽ với AGM để phát triển một thế hệ lớp phủ chống ăn mòn MT mới với lớp trên cùng được gia cố bằng graphene dành cho thép kết cấu trong môi trường mở và ăn mòn.Có nhiều màu sắc khác nhau, hệ thống sơn một lớp không chứa VOC và dung môi có khả năng chống ẩm cực cao và đã vượt qua 11.800 giờ thử nghiệm phun muối trung tính để có độ bền cao hơn 50% so với các sản phẩm trước đây.Để so sánh, Blocksil nói rằng polyvinyl clorua không hóa dẻo (UPVC) thường kéo dài 500 giờ trong thử nghiệm này, trong khi sơn epoxy kéo dài 250-300 giờ.Công ty cũng cho biết loại sơn này có thể được sử dụng cho thép hơi ẩm và ngăn chặn sự thấm nước ngay sau khi sử dụng.Được mô tả là có khả năng chống lại bề mặt, nó sẽ bị rỉ sét miễn là các mảnh vụn rời được loại bỏ và xử lý mà không cần nhiệt bên ngoài để có thể sử dụng tại hiện trường.Lớp phủ có phạm vi ứng dụng rộng từ 0 đến 60°C/32-140°F và đã vượt qua các thử nghiệm nghiêm ngặt về cháy (BS476-3:2004, CEN/TS1187:2012-Test 4 (bao gồm EN13501-5:2016-test 4 ). 4)) có khả năng chống graffiti và có khả năng chống tia cực tím và thời tiết tuyệt vời.Lớp phủ được báo cáo là đã được sử dụng trên các cột phóng tại RTÉ (Raidió Teilifís Éireann, Dublin, Ireland) và trên các vệ tinh liên lạc tại Avanti Communications Group plc (London) và trên các tuyến đường sắt phân đoạn và cột song song (SSP), nơi nó được thông qua EN45545 -2:2013, R7 đến HL3.
Một công ty khác sử dụng lớp phủ được gia cố bằng GNP để bảo vệ kim loại là nhà cung cấp ô tô toàn cầu Martinrea International Inc. (Toronto), công ty này sử dụng ô tô chở khách được phủ bằng polyamide (PA, còn gọi là nylon) được gia cố bằng graphene.(Do các đặc tính dẻo nhiệt tốt của nó, nhà cung cấp GNP NanoXplore Inc. ở Montreal đã cung cấp cho Martinrea một lớp phủ GNP/PA hoàn toàn tổng hợp.) Sản phẩm được báo cáo là giảm 25% trọng lượng và cung cấp khả năng chống mài mòn vượt trội, tăng cường độ bền vượt trội và cải thiện hóa chất sự bảo vệ.sức đề kháng không yêu cầu bất kỳ thay đổi nào đối với thiết bị hoặc quy trình sản xuất hiện có.Martinrea lưu ý rằng hiệu suất được cải thiện của lớp phủ có thể mở rộng ứng dụng của nó cho nhiều loại linh kiện ô tô hơn, đặc biệt là xe điện.
Với việc hoàn thành nhiều thử nghiệm dài hạn, bảo vệ chống ăn mòn và chống hà trên biển có khả năng trở thành một ứng dụng quan trọng của GNP.Talga Group Ltd. phụ gia graphene hiện đang được thử nghiệm trong điều kiện đại dương thực tế trên hai con tàu lớn.Một trong những con tàu vừa hoàn thành đợt kiểm tra kéo dài 15 tháng và người ta nói rằng các phần được phủ lớp sơn lót gia cố GNP cho kết quả tương đương hoặc tốt hơn so với các mẫu ban đầu không được gia cố vốn đã có dấu hiệu ăn mòn.|Công ty TNHH Tập đoàn Targa
Nhiều nhà phát triển sơn và nhà sản xuất graphene đã nỗ lực phát triển các lớp phủ chống ăn mòn/chống hà cho ngành công nghiệp hàng hải.Với yêu cầu thử nghiệm rộng rãi và dài hạn để đạt được sự chấp thuận trong lĩnh vực này, hầu hết các công ty mà chúng tôi phỏng vấn đều chỉ ra rằng sản phẩm của họ vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm và đánh giá và các thỏa thuận không tiết lộ thông tin (NDA) ngăn cản họ thảo luận về công việc của mình trong quá trình thử nghiệm. đồng ruộng.từng tuyên bố rằng các thử nghiệm được tiến hành cho đến nay đã cho thấy những lợi ích đáng kể từ việc kết hợp GNP vào mặt đường biển.
Một công ty không thể trình bày chi tiết về công việc của mình là 2D Materials Pte có trụ sở tại Singapore.Ltd., bắt đầu sản xuất GNP ở quy mô phòng thí nghiệm vào năm 2017 và quy mô thương mại vào năm ngoái.Các sản phẩm graphene của họ được thiết kế đặc biệt cho ngành sơn và công ty cho biết họ đã làm việc với hai trong số các nhà cung cấp sơn chống ăn mòn hàng hải lớn nhất kể từ năm 2019 để phát triển sơn và chất phủ cho ngành này.2D Materials cũng cho biết họ đang hợp tác với một công ty thép lớn để kết hợp graphene vào dầu dùng để bảo vệ thép trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.Theo Chwang Chie Fu, một chuyên gia về ứng dụng vật liệu 2D, “graphene có tác động lớn nhất đến lớp phủ chức năng.”“Ví dụ, đối với sơn chống ăn mòn trong ngành hàng hải, kẽm là một trong những thành phần chính.Graphene có thể được sử dụng để giảm hoặc thay thế kẽm trong các lớp phủ này.Việc thêm ít hơn 2% graphene có thể làm tăng đáng kể tuổi thọ của các lớp phủ này, điều đó có nghĩa là điều này làm cho nó trở thành một đề xuất giá trị rất hấp dẫn khó có thể từ chối.”
Talga Group Ltd. (Perth, Úc), một công ty cực dương pin và graphene được thành lập vào năm 2010, đã công bố vào đầu năm nay rằng chất phụ gia graphene Talcoat của họ cho mồi đã cho kết quả khả quan trong các thử nghiệm thực tế trên đại dương.Phụ gia này được pha chế đặc biệt để sử dụng trong sơn phủ hàng hải nhằm cải thiện khả năng chống ăn mòn, giảm hao hụt sơn trong hệ sinh thái dưới nước và cải thiện hiệu suất bằng cách tăng khoảng thời gian giữa các bến tàu khô.Đáng chú ý là chất phụ gia phân tán khô này có thể được tích hợp vào lớp phủ tại chỗ, điều này thể hiện sự phát triển thương mại đáng kể của các sản phẩm GNP, thường được cung cấp dưới dạng chất phân tán lỏng để đảm bảo trộn đều.
Vào năm 2019, chất phụ gia này đã được trộn sẵn với sơn lót epoxy hai thành phần từ nhà cung cấp sơn phủ hàng đầu và được phủ lên thân tàu container lớn 700m²/7535ft² như một phần của cuộc thử nghiệm trên biển để đánh giá hiệu suất của lớp phủ trong môi trường biển khắc nghiệt.(Để cung cấp một đường cơ sở thực tế, một lớp sơn lót truyền thống được dán nhãn đã được sử dụng ở những nơi khác để phân biệt từng sản phẩm. Cả hai lớp sơn lót sau đó đều được phủ lên trên.) Vào thời điểm đó, ứng dụng này được coi là ứng dụng graphene lớn nhất thế giới.Con tàu đã trải qua đợt kiểm tra kéo dài 15 tháng và các phần được phủ lớp sơn lót gia cố GNP được báo cáo là hoạt động tương đương hoặc tốt hơn so với đường cơ sở không có cốt thép vốn đã có dấu hiệu ăn mòn.Thử nghiệm thứ hai liên quan đến việc người phun sơn trộn chất phụ gia GNP dạng bột tại chỗ với một loại sơn epoxy hai thành phần khác từ một nhà cung cấp sơn hàng đầu khác và phun nó lên một phần đáng kể của một thùng chứa lớn.Hai vụ kiện vẫn đang tiếp diễn.Talga lưu ý rằng các hạn chế đi lại liên quan đến đại dịch tiếp tục ảnh hưởng đến du lịch quốc tế, làm chậm trễ tin tức về cách hoạt động của phạm vi bảo hiểm trên con tàu thứ hai.Được khuyến khích bởi những kết quả này, Talga được cho là đang phát triển các lớp phủ chống hà, lớp phủ chống vi khuẩn cho kim loại và nhựa, lớp phủ chống ăn mòn cho các bộ phận kim loại cồng kềnh và lớp phủ rào cản cho bao bì nhựa.
Dự án phát triển GNP được Phòng thí nghiệm nghiên cứu vật liệu tiên tiến Toray Industries, Inc. (Tokyo) công bố vào tháng 3, đã thu hút sự quan tâm của các nhà phát triển công thức lớp phủ, bao gồm cả việc tạo ra dung dịch graphene phân tán siêu mịn, được cho là có tính lưu động tuyệt vời.Độ dẫn cao kết hợp với độ dẫn điện và nhiệt cao.Chìa khóa của sự phát triển là việc sử dụng một loại polyme độc đáo (chưa được đặt tên) được cho là có khả năng kiểm soát độ nhớt bằng cách ức chế sự kết tụ của các tấm nano graphene, nhờ đó giải quyết được vấn đề lâu nay là tạo ra sự phân tán GNP đậm đặc.
So với các chất phân tán GNP thông thường, sản phẩm có tính lưu động cao mới của Toray, có chứa một loại polymer độc đáo kiểm soát độ nhớt bằng cách ngăn chặn sự kết tụ hạt nano graphene, tạo ra các chất phân tán GNP siêu mịn, đậm đặc với độ dẫn nhiệt và điện cao, đồng thời tăng tính lưu động để dễ xử lý và pha trộn.|Công ty TNHH Công nghiệp Torey
Nhà nghiên cứu Eiichiro Tamaki của Toray giải thích: “Graene mỏng hơn có xu hướng tổng hợp dễ dàng hơn, làm giảm tính lưu động và khiến việc áp dụng các sản phẩm pha trộn phân tán trở nên khó khăn hơn.“Để tránh vấn đề kết dính, các tấm nano thường được pha loãng trong dung dịch có nồng độ thấp.Tuy nhiên, điều này gây khó khăn cho việc đạt được đủ nồng độ để tận dụng tối đa lợi thế của graphene.”phân tán GNP siêu mịn và tăng tính lưu động để dễ xử lý và pha trộn.Các ứng dụng ban đầu được cho là bao gồm pin, mạch điện tử để in, và lớp phủ chống ăn mòn để ngăn nước và oxy xâm nhập.Công ty đã nghiên cứu và sản xuất graphene trong 10 năm và tuyên bố đã phát triển công nghệ phân tán để làm cho graphene có giá phải chăng hơn.Tamaki lưu ý rằng các nhà nghiên cứu tin rằng loại polymer độc đáo này ảnh hưởng đến cả bản thân các tấm nano và môi trường phân tán, đồng thời cho biết nó hoạt động đặc biệt tốt với các dung môi có độ phân cực cao.
Với tất cả những lợi ích tiềm năng mà GNP mang lại, không có gì ngạc nhiên khi hơn 2.300 bằng sáng chế liên quan đến GNP đã được cấp cho các doanh nghiệp và học viện.Các chuyên gia dự đoán sự tăng trưởng đáng kể cho công nghệ này, cho biết nó sẽ ảnh hưởng đến hơn 45 ngành công nghiệp, bao gồm cả sơn và chất phủ.Một số yếu tố quan trọng cản trở tăng trưởng được loại bỏ.Đầu tiên, các mối quan tâm về môi trường, sức khỏe và an toàn (EHS) có thể là một vấn đề đối với các hạt nano mới khi sự chấp thuận theo quy định (ví dụ: hệ thống REACH (Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép và Hạn chế Hóa chất) của Liên minh Châu Âu) được nới lỏng.Ngoài ra, một số nhà cung cấp đã thử nghiệm rộng rãi các vật liệu gia cố GNP để hiểu rõ hơn điều gì sẽ xảy ra khi phun.Các nhà sản xuất graphene nhanh chóng chỉ ra rằng vì GNP được làm từ than chì khoáng tự nhiên nên quy trình của họ thân thiện với môi trường hơn nhiều chất phụ gia khác.Thách thức thứ hai là cung cấp đủ với giá cả phải chăng, nhưng vấn đề này cũng đang được giải quyết khi các nhà sản xuất mở rộng hệ thống sản xuất của họ.
Tarek Jalloul của Lead Carbon Technologies, một dự án công nghệ NanoXplore, giải thích: “Trở ngại chính đối với việc đưa graphene vào ngành công nghiệp là năng lực sản xuất của các nhà sản xuất graphene, kết hợp với giá thành sản phẩm cao trong lịch sử.“Hai rào cản này đang được khắc phục và các sản phẩm tăng cường graphene đang bước vào giai đoạn thương mại khi khoảng cách về năng lượng và giá cả đang được thu hẹp.Ví dụ: công ty của riêng tôi được thành lập vào năm 2011 và hiện có thể sản xuất 4.000 tấn/tấn mỗi năm, theo IDTechEx Research (Boston), chúng tôi là nhà sản xuất graphene lớn nhất thế giới.Cơ sở sản xuất mới của chúng tôi hoàn toàn tự động và có cấu trúc mô-đun có thể dễ dàng tái tạo nếu cần mở rộng.Một rào cản lớn khác đối với các ứng dụng công nghiệp của graphene là thiếu sự chấp thuận theo quy định, nhưng điều này hiện đang xảy ra.”
Velzin cho biết thêm: “Các đặc tính do graphene mang lại có thể có tác động lớn đến ngành công nghiệp sơn và chất phủ.“Mặc dù graphene có chi phí trên mỗi gam cao hơn so với các chất phụ gia khác, nhưng nó được sử dụng với số lượng nhỏ và mang lại những lợi ích tích cực đến mức chi phí dài hạn phải chăng.phát triển graphene?lớp phủ??
“Công cụ này hoạt động và chúng tôi có thể cho thấy nó thực sự tốt,” Potts nói thêm.“Việc thêm graphene vào một công thức, thậm chí với một lượng rất nhỏ, có thể mang lại các đặc tính biến đổi.”
Peggy Malnati is a regular contributor to PF’s sister publications CompositesWorld and MoldMaking Technology magazines and maintains contact with clients through her regional office in Detroit. pmalnati@garpub.com
Tạo mặt nạ được sử dụng trong hầu hết các hoạt động hoàn thiện kim loại, nơi chỉ cần xử lý một số khu vực nhất định trên bề mặt của bộ phận.Thay vào đó, mặt nạ có thể được sử dụng trên các bề mặt không cần xử lý hoặc nên tránh xử lý.Bài viết này đề cập đến nhiều khía cạnh của lớp phủ hoàn thiện kim loại, bao gồm các ứng dụng, kỹ thuật và các loại lớp phủ khác nhau được sử dụng.
Cải thiện độ bám dính, tăng khả năng chống ăn mòn và phồng rộp, đồng thời giảm tương tác của lớp phủ với các bộ phận cần xử lý trước.
Thời gian đăng: 28-Nov-2022