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聚苯胺纳米杂化材料的构筑、绿色合成及其在涂料工程中的应用

成果类型:: 发明专利,实用新型专利

发布时间: 2023-09-23 16:30:12

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”绿色化工产业科技服务团| 胡琴 | 2023-12-11 23:35:46
利用本项目专利产品开发的环保型涂料已在空军武器装备系统海防地对空移动式导弹发射装置载车防腐底涂、氯碱车间修复防腐工程、电信铁塔涂装工程、污水处理整套装置防腐工程、以及锂离子电池领域腐蚀严重不锈钢焚烧炉防腐等工程中得到推广应用。其中无溶剂与水性环氧纳米复合防腐涂料共开发了50万吨,与油漆相比,节约溶剂在30万吨以上,减少溶剂年排放量6万吨,减少锌粉用量达到3000吨,显著减少有毒有机挥发份与重金属的污染,缓解了环境压力;新增新型环保型防腐涂料研发与应用工程师120多个岗位。取得显著的经济、生态环境以及社会效益。 采用本项目技术研制的聚苯胺功能复合材料研制的有机纳米涂层材料,具有涂料技术指标高、生产与施工环保、产品具有很好的性价比。可在航空航天、石油化工、机械制造、公路、铁路、码头、船舶、水利等金属防腐领域得到广泛的推广应用。几乎适应所有的钢铁铸造表面的有机涂层防腐领域,对传统的油漆与富锌涂料都会产生颠覆性变革,对国家与行业的许多标准都会带来大幅度的提升。
(1)项目分别采用共聚pH活性苯胺衍生物单体、大分子酸掺杂以及碳纳米材料电子转移掺杂设计原理,构筑了四种聚苯胺纳米杂化途径,将聚苯胺的氧化还原活性从pH为5拓展到11,从而拓宽了聚苯胺电化学防腐的pH范围。 (2)通过构建聚苯胺纳米杂化材料的纳米复合涂层,揭示出涂层中的聚苯胺纳米杂化材料的金属防腐机理。实现了通过改变金属防腐机理而设计出新一代高效、绿色新型纳米复合防腐涂层材料,技术指标在机械力学性能以及耐化学腐蚀性能大大超过油性富锌涂料。 (3)顺序采用化学沉淀、絮凝、磁介孔吸附以及好氧-厌氧微生物氧化组合工艺,绿色化处理氧化聚合法规模生产聚苯胺产生的废水,实现了低成本达到排放标准的目标,最终使聚苯胺及其纳米杂化材料得以产业化。

采用本项目技术研制的聚苯胺功能复合材料研制的有机纳米涂层材料,具有涂料技术指标高、生产与施工环保、产品具有很好的性价比。可在航空航天、石油化工、机械制造、公路、铁路、码头、船舶、水利等金属防腐领域得到广泛的推广应用。适应几乎所有的钢铁铸造表面的有机涂层防腐领域,对传统的油漆与富锌涂料都会产生变革,对国家与行业的许多标准都会带来大幅度的提升。

本项目是单位创新项目,技术的持有人为扬州大学,团队开发的专利产品PAASA@rGO、A-g-EP-PANI以及PANI@CNT分别被国内外知名涂料企业应用于环保型防腐涂料、导静电防腐涂料以及水性环氧纳米功能工业防腐涂料等新品的开发,相比传统涂料,不仅原材料成本大幅度降低,而且技术指标大幅度提高。

近三年,开发的环保型防腐涂料销售168688万元,新增利税56703万元,通过减少锌粉与有机溶剂的使用节支总额18158万元。其中无溶剂与水性环氧纳米复合防腐涂料共开发了50万吨,与油漆相比,节约溶剂在30万吨以上,减少溶剂年排放量6万吨,减少锌粉用量达到3000吨,显著减少有毒有机挥发份与重金属的污染,缓解了环境压力;新增新型环保型防腐涂料研发与应用工程师120多个岗位。取得显著的经济、生态环境以及社会效益。  

项目团队可以通过专利转让,帮助客户开发PAASA@rGO、A-g-EP-PANI以及PANI@CNT等产品,该产品可应用于环保型防腐涂料、导静电防腐涂料以及水性环氧纳米功能工业防腐涂料等新品的开发,相比传统涂料,不仅原材料成本大幅度降低,而且技术指标大幅度提高。利用本项目专利产品开发的环保型涂料可以在空军武器装备、海防装备的防腐底涂、氯碱车间修复防腐工程、电信铁塔涂装工程、污水处理整套装置防腐工程、以及锂离子电池领域腐蚀严重不锈钢焚烧炉防腐等工程中得到推广应用。