科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

海洋环境是一种非常严酷的材料服役环境，舰船多重腐蚀作用的结果，导致了船舶结构强度的下降、螺旋桨推进效率的降低、机动性能变差、噪声增大、声纳受到干扰、仪表灵敏度下降甚至失灵等严重问题。这些问题不仅缩短了船舶的服役寿命，降低了在航率，还增大了航行阻力而大幅增加了燃油消耗；而且针对腐蚀而进行的进坞重涂，将花费巨额维护维修费用。为了防止金属材料腐蚀，延长其使用寿命，应用高性能防腐蚀涂料是一种简便有效的方法。船舶用高性能防腐涂料一直是国内外海洋材料研究的热点，也是海洋强国重点发展的技术领域。

需解决的主要技术难题

减少氢气在容器材料中的吸收和渗透，在基材材料上施加氢气屏障材料涂层，船体具有较好的耐水性、耐化学品性和耐磨性。

期望实现的主要技术目标

为了将氢气储存在具有高重量和体积能量密度的材料中，人们在过去的20年中广泛探索了各种不同类别的材料。 但是，如果使用容器直接储存氢气，则吸收氢气的材料就不是必要的了。为了进一步减少氢气在容器材料中的吸收和渗透，可以在基材材料上施加氢气屏障材料涂层。同时该项涂层也可以应用于船舶领域，使船体具有较好的耐水性、耐化学品性和耐磨性，利于解决现有技术中的简单防腐层的防腐性能差，现在的涂层多为单层或双层，在海洋环境下防腐能力较差，在高频摩擦使用条件下需要经常涂覆涂料才可降低金属制品的腐蚀速率，导致工作强度大，防腐效率较低的技术问题。同时还具备干燥时间更快、使用寿命更长、维护成本更低的应用优点。

需求解析

解析单位：“科创中国”纳米技术专业科技服务团（上海市纳米科技与产业发展促进中心） 解析时间：2023-11-16

李小丽

上海市纳米科技与产业发展促进中心

研究员

综合评价

海洋环境是严酷复杂的重腐蚀环境，船舶长期处于交互腐蚀环境极易受到损害，因此开展船舶漆的防护研究具有重要意义。有机涂料是海洋环境中广泛使用的防腐手段。随着环保法规的加强，有毒防污涂料的应用受到限制，使用纳米粒子提高涂料的综合性能是国际化趋势。同时现在的涂层多为单层或双层，在海洋环境下防腐能力较差，在高频摩擦使用条件下需要经常涂覆涂料才可降低金属制品的腐蚀速率，导致工作强度大，防腐效率较低的技术问题。 研究新型的氢气屏障材料涂层可以极大提高船坞的防腐能力。将这种涂层应用于船舶后，可以极大减少氢气的吸收和渗透，使船体具有较好的耐水性、耐化学品性和耐磨性，利于解决现有技术中的简单防腐层的防腐性能差的问题。该技术开发成功能为海洋防腐涂料工业带来突破性应用价值。

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