核電防輻射涂料研發成功 填補國內核能設施涂料應用

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、導電性和導熱性最好的納米級新材料，具有廣泛的應用前景。作為國內涂料行業的技術先驅，信和新材料股份有限公司牽頭組建泉州新型涂料技術研究院（以下簡稱涂料研究院），研發石墨烯制備、生產的核心技術，積極探索石墨烯這塊“香餑餑”在泉州不同領域的應用，走出了一條協同創新推動產學研合作的發展新路。

構筑電磁輻射安全“防護網”

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。”據介紹，現代人不可避免地會受到各種家用電器產生的無線電波和電磁波輻射的影響。“世界衛生組織調查顯示，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定問題，研發的“智能吸”石墨烯涂料在防電磁波輻射方面具有優異的表現。

“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。”據介紹，該涂料可以涂刷在建筑的任何部位，可廣泛應用于用住宅、寫字樓、酒店等民用建筑。

除了在民用領域研發防輻射涂料之外，涂料研究院還利用石墨烯研發出一系列防輻照射線、防腐蝕等應用于特種領域的高強度涂料。“核電設施涂覆材料抵御的是高強度的輻照射線，是核電設施不可或缺的保護層。”王詩榕介紹，國內現有運營、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用前景，填補了國產涂料行業在核能設施涂料應用領域的空白。

研發石墨烯制備新技術

“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。”據介紹，現有的石墨烯制備方法普遍存在生產效率低、生產成本高、操作復雜以及生產出來的石墨烯材料質量低、易團聚等缺點。

為了達到石墨烯材料低成本、高產量的要求，涂料研究院與哈爾濱工業大學進行深度合作，組建了一支石墨烯復合新材料的研發團隊。“我們研發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，目前已獲得國家發明專利。”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且不易團聚，在溶劑中分散性好，目前已經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具有自主知識產權的低成本燃燒合成制備，目前正在籌備建設材料制備的中試生產線，開展該技術的工業化中試工作，推進石墨烯的生產技術開發和后續實際應用。

王詩榕表示，如何讓石墨烯領域的科研成果和泉州本地傳統產業發展更緊密地結合，將成為涂料研究院今后產學研結合的一個重要方向。“在泉州許多傳統領域，石墨烯的應用都大有可為。我們在加快石墨烯產業創新發展的同時，將積極促進與石墨烯相關的其他本地產業的技術進步，達到以點帶面的推進作用。”王詩榕說，“舉個例子，石墨烯具有殺菌和抑菌的功能，如果能夠將其添加到纖維、服裝、衛生用品中，那么產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揮新型研發機構集聚輻射和服務產業創新發展的作用，突破基礎科研和產業化應用的瓶頸，打造石墨烯“智造高地”。