车用锂电池关于石墨烯水性防腐涂料的技能难点

<p>电池之都推荐锂电池定制热线</p>

车用锂电池关于石墨烯水性防腐涂料的技能难点

车用锂电池关于石墨烯水性防腐涂料的技能难点


石墨烯是世上最薄的防腐蚀资料,可用于金属防护。很多的研讨结果表明,石墨烯超大的比外表积、优良的阻隔性、高的化学稳定性及杰出的导电性等功用,对于防腐涂料归纳功用具有较强的进步效果,如增强涂层对基材的附着力,进步涂料的耐磨性和防腐性,一起具有环保安全、无二次污染等特性。


近年来,根据石墨烯的防腐运用研讨首要会集在纯石墨烯防腐涂层以及石墨烯复合防腐涂层。可是,单纯运用石墨烯防腐蚀涂层具有许多局限性:对石墨烯品质要求高;金属基底约束多;设备要求高;难以大规模、大面积制备,难以产业化。


与纯石墨烯防腐涂料比较,石墨烯复合防腐涂料可以兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速导电性、突出的力学功用和聚合物树脂的强附着力、成膜性,可协同进步涂料的归纳功用。另外,石墨烯复合防腐涂料的制备办法和涂覆工艺等都可树立在传统涂料生产的工艺基础上,在工业化组成和产业化运用中表现出很好的可控性和施工性。因而,石墨烯复合防腐涂料将是未来新式防腐蚀涂层资料的新生力量。


石墨烯防腐机理石墨烯自身具有的独特结构性质,使其在物理防腐和电化学防腐方面都展现出一定的优势。


(1)片层结构可构成“迷宫式”结构,能有用进步涂层的物理阻隔性。


(2)因为其小尺度效应,可有用填充涂层缺点,削减孔隙率,增强细密性。


(3)片层结构可以将涂层分割成许多小区间,能有用下降涂层内应力,耗费断裂能量,进步涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。


(4)电子迁移率高,表现出杰出的导电性。


石墨烯在水性复合防腐涂猜中的运用


水性涂料因低污染、易净化、无影响等特色,成为涂料职业大力发展的绿色环保型涂料。而结合石墨烯具有的独特功用,更可为水性涂料的细密性、阻隔性、机械功用以及防腐功用带来新的改进途径。


石墨烯水性聚氨酯防腐涂料


水性聚氨酯(WPU)具有溶剂型聚氨酯的功用,又克服了溶剂挥发对环境的污染。可是WPU的热稳定性、耐溶剂性及力学功用等较差,影响其运用范围,因而为了供给WPU的归纳功用,通常要对其进行交联改性、环氧树脂改性、有机硅改性以及无机纳米资料(SiO2、TiO2、CNTs)改性等。


石墨烯作为新的高功用纳米增强体,使聚氨酯的耐水性、热功用、力学功用均有不同程度的进步。


石墨烯水性环氧防腐涂料


经过研制作业者们多年的努力,水性环氧涂料已经克服了耐水性/耐蚀性差的缺点,逐渐运用到溶剂型涂料所触及的重防腐领域。为进一步进步其防腐功用,研讨人员将石墨烯复合到水性环氧涂猜中开发出新式复合涂层。


石墨烯水性丙烯酸防腐涂料


水性丙烯酸防腐涂料价格低廉,具有安全环保、耐老化性优异、耐碱性佳、组成加工简单等特色,但因亲水性基团的残留,其耐水性较差,易闪蚀。可是经过增加石墨烯后制作出的水性石墨烯涂料具有突出的耐水性和耐盐雾性,其防腐效果显着优于其他碳系资料填充的水性涂料。


石墨烯水性无机富锌底漆


水性无机富锌底漆是以硅酸盐溶液为重要成膜物质,以高含量的锌粉(为进步涂膜功用,可适量掺混些片状铝粉、绢云母粉、磷铁粉、磷铁锌硅粉等)等为防腐颜料的水性重防腐底漆。


因为富锌含量高,锌粉在空气中易发白,削减了涂层的附着力,涂层在运用过程中易起泡和干裂,防腐功用下降,可是经过增加石墨烯可以进步涂膜的耐盐雾功用。


国内外腐蚀防护作业者在石墨烯水性复合防腐涂料功用研讨方面做了很多作业,石墨烯水性复合防腐涂料所展现出的效果,阐明水性涂料经石墨烯改性后,功用有所进步。


可是,大都研讨都是试验室效果,研讨内容碎片化,且研讨重点会集在怎么制备石墨烯复合防护涂层以及验证石墨烯的防腐功用,疏忽了对石墨烯选材、石墨烯水性复合涂料的配套系统的研讨,特别是石墨烯对水性涂层防腐功用间的构效联系以及石墨烯与涂层的涣散、界面问题等知道不足。


石墨烯在水性防腐领域中的运用难点


处理选材及与水性涂料的配套问题


石墨烯的制备办法不同,其物理结构、化学性质也不尽相同。氧化石墨烯GO、还原氧化石墨烯RGO的结构虽与石墨烯GNP类似,但因为化学润饰的影响,其外表存在很多的结构缺点,造成其导电、机械、力学等功用均没有GNP的优异。


在亲疏水性方面,受外表效应的影响,GNP对水的浸润性很差,表现出杰出的疏水性,比较于GNP,GO、RGO外表因含有很多或少量的含氧有机官能团,表现出杰出的亲水性。当GNP和GO作为填料增加到树脂中时,疏水性的GNP将阻止或推迟水、氧等腐蚀介质的渗透,而亲水性的GO将在一定程度上促进腐蚀介质的渗透。


在涣散性和相容性方面,GO、RGO因外表含有的一些有机官能团(羧基、羰基、环氧基)具有一定的反响活性,能与树脂中的一些基团反响生成化学键,表现出比GNP和树脂之间更好的界面相容性。


在导电性方面,GNP因杰出的共轭结构,表现出优异的导电性,与GNP比较,GO、RGO外表因有机官能团的存在损坏了其原有的共轭结构,导电性远不如GNP。


此外,石墨烯的厚度、片径尺度、片层结构的弯曲程度、比外表积等特性,与涂层防护功用之间亦有直接联系。现在国内石墨烯相关的研讨机构、生产厂家有上百家,所采用的制备办法、生产工艺不尽相同,生产出的石墨烯产品功用各异,在将石墨烯用于防腐涂料时,效果必然不同,因而挑选运用何种石墨烯是研讨者首要考虑的问题。


涂料是一个杂乱的配套系统,各组分间协同发挥防护效果。现在关于石墨烯水性复合防腐涂料的研讨趋于多样化,不只石墨烯的挑选多样,而且成膜树脂、颜填料、助剂的挑选也是多样的,因而针对不同的腐蚀环境挑选何种石墨烯和水性防腐涂料构成完好的配套系统是研讨的重点。


对此,有必要树立一个石墨烯及防腐涂料的归纳评价系统,详细调查不同结构和物化性质的石墨烯资料对不同组分水性涂料防护功用的影响,深入探究其效果机理,为后续水性防腐涂料专用石墨烯的挑选供给理论和试验实践依据。


处理石墨烯在水性涂猜中的用量问题


在没有增加石墨烯填料时,纯树脂在成膜过程易发作裂纹,涂层微观多孔,腐蚀介质很简单经过空地、裂纹涣散。当增加抱负含量时,石墨烯的片层结构层层叠加、上下交错排列,在涂层中可以构成几十到上百的细密物理阻隔层,大大进步涂层的抗渗透性。


当石墨烯填料增加量过大时,一方面因为其外表效应,石墨烯发作集合,在涂层中呈现很多的无序堆积,构成硬的聚会体成为涂料缺点;另一方面石墨烯含量过高造成涂料的黏度、颜料体积浓度(PVC)过高,影响涂层的成膜性和附着力,使得涂层发作很多的裂纹和缺点,促进腐蚀的进行。总之,石墨烯含量过低或过高都不能供给很好的防护功用,因而有必要调查石墨烯用量对涂层微观结构、黏度、附着力以及防护功用的影响,并针对特定的涂料系统挑选抱负的石墨烯增加量。


处理在水性涂猜中的涣散性和相容性问题


石墨烯的高外表积、强范德华力和π-π效果使其易发作聚会,与水、有机溶剂以及聚合物间不能构成稳定的化学键结合,导致其与树脂间的界面结合力微弱,相容性差,易发作相分离,严重影响涂层的功用。


现在研讨较多的石墨烯涣散技能包括化学法涣散和物理法涣散,即经过共价键及非共价键润饰实现石墨烯的功用化,石墨烯和涂料树脂的交融首要经过共混法和聚合法等。


3.1共混法


共混法是将石墨烯直接涣散于涂猜中,其混合方法可以是溶液或熔融共混。一般采用高速磁力拌和工艺、剪切乳化工艺、球磨法或砂磨涣散工艺,利用剪切力使聚合物链吸附插入石墨烯片层中,运用的基体首要有聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等。


可是,该办法存在一定的缺点。一方面,石墨烯具有较高的外表自由能,易于发作自身聚会;另一方面石墨烯与聚合物之间没有化学键效果,相对位置并不结实,因而在共混过程中,不可避免地呈现石墨烯集合。


为处理此问题,在共混之前,研讨者多利用非共价键润饰的办法,经过氢键效果、静电效果和π-π相互效果等,实现润饰剂(助剂、稳定剂等)对石墨烯预浸湿,以便进步石墨烯的溶解性及其与涂料的相容性,而且,该法不损坏石墨烯的共轭结构,可坚持其优异的功用。


例如,在石墨烯还原过程中,参加水溶性的小分子或芳香族的聚合物(如吡啶酸、磺酸基化的聚苯胺、聚对苯乙烯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮等)作为稳定剂,经过稳定剂与石墨烯间的π-π相互效果,制备涣散稳定的石墨烯纳米片。


3.2聚合法


近年来,研讨人员经过原位聚合、乳液聚合或可控自由基聚合等组成办法,将具有特定官能团的活性物质,以共价键的方法接枝到石墨烯外表,实现了对石墨烯外表结构的裁剪,进步了其反响活性,有用改进了石墨烯无机纳米填料在涂料基体中的溶解性、涣散性和相容性。


聚合法可以确保聚合物分子链衔接、缠绕到石墨烯外表,而且二者间存在强的界面相互效果,可有用处理石墨烯在涂猜中的涣散性和相容性问题。可是,聚合法对反响的要求较高,反响过程中难以实现对官能团位置、份额以及接枝率的有用操控,不适合大规模运用。

车用锂电池关于石墨烯水性防腐涂料的技能难点产品推荐

电池之都电池网

  • 锂离子电池

  • 锂电池制造商

  • 锂电池生产厂家

  • 锂电池定制厂家

  • 18650锂电池厂家

  • 中国锂电池工业之都网站

  • 中国国内出名电池工厂

  • 锂离子电池组

  • 中国锂电池网

  • 电池产品汇总最全的网站之一

  • 中国电池之都网上俱乐部推荐

  • 联系人:李工
  • 手机:一三五三零九二四六五零
  • 销售QQ:705436515
  • 微信号:dianchizhidu
  • 邮箱:dianchizhidu@qq.com
  • 地址:锂电池之都网上配套锂电池厂家定制服务中心
  • 销售微信
cache
Processed in 0.006328 Second.