核電防輻射涂料研發(fā)成功 填補國內(nèi)核能設(shè)施涂料應(yīng)用

2016/12/1 14:32:39

“黑金”“新材料之王”——石墨烯是目前最輕、最薄、強度最高、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的納米級新材料，具有廣泛的應(yīng)用前景。作為國內(nèi)涂料行業(yè)的技術(shù)先驅(qū)，信和新材料股份有限公司牽頭組建泉州新型涂料技術(shù)研究院（以下簡稱涂料研究院），研發(fā)石墨烯制備、生產(chǎn)的核心技術(shù)，積極探索石墨烯這塊“香餑餑”在泉州不同領(lǐng)域的應(yīng)用，走出了一條協(xié)同創(chuàng)新推動產(chǎn)學(xué)研合作的發(fā)展新路。

構(gòu)筑電磁輻射安全“防護(hù)網(wǎng)”

把石墨烯用在涂料上會有什么樣的效果呢？日前，涂料研究院院長王詩榕向記者展示了一款新研發(fā)的石墨烯防電磁波輻射涂料。

“這款‘智能吸’涂料添加了石墨烯，具有明顯的防輻射作用。”據(jù)介紹，現(xiàn)代人不可避免地會受到各種家用電器產(chǎn)生的無線電波和電磁波輻射的影響。“世界衛(wèi)生組織調(diào)查顯示，電磁波輻射是皮膚病、心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因，對孕婦的傷害更是不容小覷。

王詩榕告訴記者，石墨烯具有吸收電磁波的特性。利用這一特性，該院成功地解決了石墨烯在水性涂料中的分散和穩(wěn)定問題，研發(fā)的“智能吸”石墨烯涂料在防電磁波輻射方面具有優(yōu)異的表現(xiàn)。

“目前，一桶石墨烯涂料售價在1200元左右，可粉刷60~70平方米的建筑墻體。”據(jù)介紹，該涂料可以涂刷在建筑的任何部位，可廣泛應(yīng)用于用住宅、寫字樓、酒店等民用建筑。

除了在民用領(lǐng)域研發(fā)防輻射涂料之外，涂料研究院還利用石墨烯研發(fā)出一系列防輻照射線、防腐蝕等應(yīng)用于特種領(lǐng)域的高強度涂料。“核電設(shè)施涂覆材料抵御的是高強度的輻照射線，是核電設(shè)施不可或缺的保護(hù)層。”王詩榕介紹，國內(nèi)現(xiàn)有運營、在建和籌建的核電站近40座。每座需要使用的涂料噸數(shù)往往以千百萬噸計。

長期以來，我國核電涂覆材料大多為美、日等國外廠商所壟斷，涂料研究院推出的這一核電防輻射涂料有著非常廣闊的應(yīng)用前景，填補了國產(chǎn)涂料行業(yè)在核能設(shè)施涂料應(yīng)用領(lǐng)域的空白。

研發(fā)石墨烯制備新技術(shù)

“目前常見的石墨烯制備方法主要包括機械剝離法、石墨氧化還原法、球磨法等方法。”據(jù)介紹，現(xiàn)有的石墨烯制備方法普遍存在生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、操作復(fù)雜以及生產(chǎn)出來的石墨烯材料質(zhì)量低、易團(tuán)聚等缺點。

為了達(dá)到石墨烯材料低成本、高產(chǎn)量的要求，涂料研究院與哈爾濱工業(yè)大學(xué)進(jìn)行深度合作，組建了一支石墨烯復(fù)合新材料的研發(fā)團(tuán)隊。“我們研發(fā)出以廉價碳酸鹽為主要碳源的燃燒合成方法制備石墨烯，該方法工藝路線短、成本低廉、適合量產(chǎn)，目前已獲得國家發(fā)明專利。”王詩榕介紹，燃燒合成法是繼石墨氧化還原法之后又一種具有工業(yè)前景的制備石墨烯粉體的方法。其所制得的石墨烯片層直徑為幾百納米，厚度小于3nm且不易團(tuán)聚，在溶劑中分散性好，目前已經(jīng)在實驗室中成功制備出多種石墨烯粉體。

同時，涂料研究院也已成功開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本燃燒合成制備，目前正在籌備建設(shè)材料制備的中試生產(chǎn)線，開展該技術(shù)的工業(yè)化中試工作，推進(jìn)石墨烯的生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)和后續(xù)實際應(yīng)用。

王詩榕表示，如何讓石墨烯領(lǐng)域的科研成果和泉州本地傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展更緊密地結(jié)合，將成為涂料研究院今后產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的一個重要方向。“在泉州許多傳統(tǒng)領(lǐng)域，石墨烯的應(yīng)用都大有可為。我們在加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的同時，將積極促進(jìn)與石墨烯相關(guān)的其他本地產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，達(dá)到以點帶面的推進(jìn)作用。”王詩榕說，“舉個例子，石墨烯具有殺菌和抑菌的功能，如果能夠?qū)⑵涮砑拥嚼w維、服裝、衛(wèi)生用品中，那么產(chǎn)品的性能將能得到很大的提升。”

王詩榕告訴記者，展望未來，涂料研究院將積極發(fā)揮新型研發(fā)機構(gòu)集聚輻射和服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的作用，突破基礎(chǔ)科研和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的瓶頸，打造石墨烯“智造高地”。