涂料经讯 赵建国团队采用表面化学修饰手段，使石墨烯在水性体系中分散，进而优化配方，突破了水性环氧防腐涂料研发及应用技术瓶颈
牛奶状的涂料均匀地喷在墙面上，不消片刻，“牛奶”就变成平整光滑的固体保护膜。6月20日，大同市供热公司为公司泵房墙面做全新防护层，采用的是大同大学研发的石墨烯水性环氧防腐涂料。
“石墨烯水性环氧防腐涂料是一款环保型水性钢结构防腐涂料，其在耐水性、盐雾、酸方面都显著高于行业标准。”大同大学化学与环境工程学院院长赵建国教授介绍，石墨烯从石墨中剥离而出，是目前已知最薄的二维材料，作为防腐填料性能优异。
赵建国长期从事新型炭材料基础及应用研究，从2013年，他带领团队目光瞄准市场新宠——石墨烯水性环氧防腐涂料。调研得知，在国外，水性环氧涂料由于其优良防腐特性，已经由轻防腐涂料列入重防腐涂料范畴；国内水性环氧涂料发展相对落后，总体性能较差，耐盐雾一般在200小时-400小时之间。而石墨烯正好解决此难题：其纳米片层结构可以将基底材料包覆，隔绝空气和水分，起到极佳防腐作用，漆膜相比传统漆膜更薄，可显著提高施工效率和涂布面积。
理论成立，可研究实践起来难题颇多。“研发涉及填料、颜料、水性环氧乳液、水性环氧固化剂、助剂等，整个涂料体系属于多相复合体系，性能由整个体系实现协同效应才能充分发挥整体效果。”赵建国介绍，石墨烯难于分散到水性体系中，只有解决这一难题，才能将功能化石墨烯做成水性环氧防腐涂料。
研发过程异常艰辛，团队完成了上千配方筛选和实验，最终获得两个定型配方。可到了最后阶段，小批量生产效果颇好，工业放大阶段就不能保证成功率。赵建国认为，技术发明必须适应工业化生产。通过无数次试验，发现一个有趣规律：冬天一做就成，夏天老出问题。最后发现是室外温度影响了实验的聚合过程，最后通过安装大型空调解决了此问题。
2017年，石墨烯水性环氧防腐涂料研发成功，它采用表面化学修饰手段，使石墨烯具备了在水性体系中的分散能力，突破了石墨烯水性环氧防腐涂料研发及应用的技术瓶颈，盐雾测试时间1000小时，涂膜经盐雾后不脱落、不起皮、不生锈。
“这是我们自行设计的年产300吨石墨烯水性环氧防腐涂料生产线。工艺只有上水管，没有下水管，在制作石墨烯水性环氧防腐涂料的过程中不跑烟、不冒气，也不会有污水排出，绿色环保。”赵建国介绍，石墨烯水性环氧防腐涂料抗腐蚀性强，耐水耐油，完全符合国家标准，属于政府鼓励发展的产业。
石墨烯水性环氧防腐涂料现已实现应用。2017年，分别应用于河北津西钢铁股份有限公司和朔州煤电铁峰煤业增子坊煤矿矿井口，应用显示，涂料单位质量涂装面积优于传统油漆，硬度方面显著高于目前的醇酸工业防护涂料，耐污性明显提高。其还可运用于车库、车间地面、实验室地面、食品厂地面等特殊环境中，满足不同行业的特殊需求。
2017年8月，山西省石墨烯功能材料工程技术研究中心在大同大学成立，同年获批省“1331工程”石墨烯产业化应用技术协同创新中心。中心负责人赵建国由于业绩突出，荣获2018年全国“五一劳动奖章”。
来源：山西日报
