2025-05-3076
腐蚀已对工业经济造成严重影响，据统计，全球每年因腐蚀造成的经济损失约占GDP的4%。因此，如何抑制、减缓腐蚀现象的发生，就成了破解难题的钥匙。目前主要有改良金属基材、油漆涂装保护、添加缓蚀剂、阴极保护等措施对金属进行腐蚀防护，其中油漆
涂装保护成为研究金属防护的重点方向，是目前最简单有效的方法。石墨烯是由碳原子以SP2杂化轨道形成的二维网状结构碳材料，对大多数气体和盐类都具有不可透过性，这些优异的特性使石墨烯具有广泛的金属防腐蚀的应用前景。石墨烯及其复合材料能对金属基体起到有效的保护作用，延缓腐蚀。
其保护作用可以解释为：石墨烯可以延长腐蚀介质的扩散路径，从而延长基体的使用寿命，石墨烯具有很好的物理阻隔性，对小分子具有很好的保护作用。此外，石墨烯与锌粉形成有效的微导电循环通道，从而有效地保证锌粉发挥保护作用，作为阳极的锌粉能够发挥一定的保护作用。重防腐涂料技术的不断进步，是将石墨烯及其衍生物等纳米材料与防腐涂料有效地结合在一起，通过不断开发高品质的防腐涂料，以及独特的多维结构和优越的物理性能，从而实现涂料产品性能的持续改善和持续进步。
1 工程概况及腐蚀环境分析
上海联影智慧医疗园位于上海沿海地区，属于亚热带季风气候，具有温和湿润、四季分明、日照充足、雨量充沛的特点。春秋季节周期较短，冬夏季节周期较长，受台风、东风扰动、温带气旋、梅雨、寒潮等天气系统的影响，西太平洋副热带高压稳定在长江下游和上
海附近地区，梅雨天气闷热潮湿。
在环境空气方面，全市PM2.5可入肺颗粒物年均质量浓度为25 μg/m3，同比下降7.4%；PM10可入肺颗粒物年均质量浓度为39μg/m3，同比下降9.3%；二氧化氮年均质量浓度为27μg/m3，同比下降22.9%；二氧化硫年平均质量浓度为6μg/m3，与去年同期相同。受高温等因素影响，臭氧质量浓度为164 mg/m3，同比提高了13.1%；环境空气质量指数（AQI）为87.1%，同比降低了4.7%。联影智慧医疗园属于沿海地区，盐度较高，适合C5腐蚀环境等级。
2 防腐基本原则及技术方案
对暴露在大气中的室外涂装部分，按照联影智慧医疗园钢结构防腐涂装的基本要求，要求防腐涂层体系设计寿命≥30 a，并要求定期维护保养，不得出现渗漏、咬底、脱皮、针孔、起泡、龟裂、轻微流挂或影响外表面的橘皮（皱）等瑕疵。
根据ISO12944-1:2017《Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paintsystems—Part1: General introduction》中25年以上防腐设计年限，结合国内外房屋建筑工程对C5腐蚀环境的要求，设计达到全面保护建筑钢结构免受腐蚀介质侵蚀，提高其美观和耐久效果目的的防腐涂层配套设计方案。设计方案如下图所示。
3 关键技术特点及性能测试
该项目采用的环氧石墨烯锌粉漆中的石墨烯是一种六边形蜂巢状二维材料，将二次片状结构叠加在涂料中，形成由SP2碳构成的致密物理隔层，平面为微米级，厚度仅为1个碳原子，将小尺寸石墨烯填充于涂料孔隙缺陷中。同时与高固体、厚浆型环氧中间漆、氟碳树脂等，含有云母氧化铁颜料，具有超强的耐候性、耐老化、高附着力、耐腐蚀的耐老化性能共同构筑了一个全新的重防腐系统，可极大延伸防腐涂层的使用寿命。
3.1 环氧石墨烯锌粉底漆
环氧石墨烯锌粉底漆中的石墨烯除屏蔽填料如铝粉、云母粉、玻璃鳞片等外，具有疏水共通性和“二维”片状形态，对浸蚀介质的浸入有较大的延缓作用，使电解质更难接触基材。同时，电解质在涂层系统中的浓度也大大降低，延缓了金属锌自身电化学腐蚀的损耗速度，从而使金属锌在保护阴极方面能够持久地在涂层系统中发挥作用。
3.2 高固含环氧云母氧化铁中间漆
中间漆选用高固含环氧云母氧化铁漆，这种漆含有片状云母氧化铁防锈颜料（MIO，Mica Iron Oxide），其化学稳定性好、光敏性弱，因此具有更好的耐候性和抗UV表现。MIO颜料不仅提高了涂层的屏蔽性能，同时也加强了对漆面的物理防锈作用，如水汽、电解质等很
难渗透到最后。此外，由于MIO的片状结构，极大地降低了漆膜内部的体积收缩率和内应力，吸收并阻断了残余应力在漆膜中的传递，避免了由应力引起的脱落等缺陷。这种特性使得环氧云母氧化铁漆在高腐蚀环境下表现出色，如海上设施、桥梁、化工厂、石化厂和电站等。MIO颜料不仅提高了涂层的屏蔽性能，还增强了漆膜的物理防锈效果，使水汽、电解质等难以渗透进底漆。这种优异的屏蔽性能和耐腐蚀性使得环氧云母氧化铁漆成为工业防腐体系中的重要组成部分。
3.3 氟碳面漆
氟碳树脂漆在大气暴露腐蚀环境中，具备优良的户外超耐候性，腐蚀防护的设计使用寿命可达到20年以上，甚至更长，具有非常广泛的应用范围。氟碳树脂涂料的化学惰性极好，漆膜的化学溶剂很多，如耐酸、耐碱、耐盐。氟碳树脂漆膜坚韧、表面硬度高、耐磨损，在抗物理机械方面表现优异，具备较明显的耐污染、自洁、超耐候等性能。此外，氟碳漆含有高键能F-C化学键，不仅能够抵抗紫外线的破坏，还能保持涂层的美观和防护性能，长期维持其颜色和光泽。因此，氟碳漆在各种恶劣的室外环境下表现出色，能够有效保护基材，延长其使用寿命。所以，氟碳漆可以广泛地应用于C4、C5 甚至CX 级别的重度腐蚀环境中有外观要求的工程项目。
4 结语
总之，环氧石墨烯锌底漆及其复合涂层在房建领域的应用具有显
著优势，包括优异的防腐性能、环保特性及广泛的适用范围。这种涂料不仅延长了使用寿命，还减少了维护成本和环境影响，可成为现代建筑防腐涂料的重要选择。
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