CN107641364A - 一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于防腐涂料的制备技术领域，提供了一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法。该方法将过氧化钠粉末与石墨烯粉末混合后，在包衣锅内预热并转动，将熔融态的水性聚氨酯喷向粉末表面，包覆粉末形成均匀的薄膜封装层，冷却后得到涂料添加剂，在涂料使用前将其加入涂料中并混合均匀，随着薄膜溶解，过氧化钠与水反应生成气体，形成泡孔并促进石墨烯的二次分散，得到降噪防腐涂料。与传统方法相比，本发明制备的石墨烯涂料可有效防止石墨烯的层间重聚现象，同时可以形成微孔，具有一定的降噪效果和较好的机械性能及防腐性能，制备机械设备简单常见，能耗较低，产品质量易控制，环境友好性佳。
Description
技术领域
本发明属于防腐涂料的制备技术领域，提供了一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法。
背景技术
在化工、石油、食品、轻工等行业中，绝大多数的设备、管道由于腐蚀介质的存在而发生腐蚀，腐蚀介质的浓度、温度随时变化，交替作用，因此腐蚀非常严重。用各种防蚀材料做成覆盖层或衬里，就是使金属设备与腐蚀介质完全隔离，防止设备的腐蚀与磨蚀，提高设备的耐蚀性、耐磨性、安全性和使用寿命。随着科学技术的日新月异，防腐蚀技术也进入了一个新阶段，各种新型耐蚀材料和施工方法不断涌现。
在各种防腐技术中，涂料防腐蚀技术应用最广泛，因为它具有许多独特的优越性。首先它施工简便，适应性广，不受设备面积、形状的约束，重涂和修复方面费用低;其次是涂料防腐可与其它防腐蚀措施联合使用(如阴极保护等)，便可获得较完善的防腐系统。
对于防腐涂料来说，传统防护涂层受限于自身材料性质及工艺，对金属基体的腐蚀防护作用往往不理想，个别性能突出的成本又很高，降低了涂层的性价比，而且相当一部分涂层因含铅锌或铬酸盐等重金属或有毒物质，存在一定的环境污染风险，也消耗了大量的不可再生资源，不利于社会经济的可持续发展。因此，开发各类新型长效环保的防腐蚀涂料成为新热点。
石墨烯广泛和独特的性能展现了其在金属材料防腐领域的巨大潜力。首先，石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行；其次，石墨烯具有很好的热稳定性和化学稳定性，不论是在高温条件下（可高达1500℃），还是在具有腐蚀或氧化性的气体、液体环境中均能保持稳定。另外，石墨烯良好的导电、导热性能对金属服役的环境提供了有利条件。石墨烯还是目前为止最薄的材料，其对基底金属的影响可以忽略不计。同时还兼具高的强度和良好的摩擦学性能，不仅能提高导电性或耐盐雾性能， 还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。目前国内外研究人员在石墨烯防腐涂料技术研究取得了不俗成果，Sun等人发明了一种基于石墨烯的钢材防腐蚀涂料及其制备方法，其特征在于，按质量份计，包括氟化丙烯酸酯50～60份、二苯醚树脂30～35份、聚乙烯醇缩丁醛树脂10～15份、聚丙烯酰胺5～8份、羟甲基纤维素钠3～5份、纳米二氧化硅15～25份、分散剂0.2～0.8份、防腐蚀剂0.3～0.6份、附着力促进剂0.6～1.2份、石墨烯粉体0.5～1.5份，此发明的防腐蚀涂料在钢材表面形成一层致密、坚硬的保护膜，并使涂料能够均匀的分布在钢材表面，使得钢材表面与空气中腐蚀性介质完全隔离，达到很好的防腐效果，可进一步提高钢材防腐蚀涂料的防腐蚀性能和附着力。但现有技术方法的明显缺陷是因石墨烯因自身团聚，破坏其分散的均匀性、致密性，其应用于涂料时发生团聚，涂膜内部产生应力集中，造成机械性能、防腐性能下降，同时存在难以分散和容易重新重叠聚集的问题，并且无降噪功能。
发明内容
针对现有石墨烯用于防腐涂料分散缺陷和防腐涂料难以吸音降噪的问题，提出一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，通过发泡剂作用，经高稠度涂料内部的微泡的生长而使得石墨烯均匀分散。在干燥环境中混合过氧化钠粉末与石墨烯粉末，然后用水溶性聚氨酯薄膜封装混合粉末并添加到涂料中。随着薄膜的溶解，过氧化钠与水反应生成气体，带动石墨烯均匀分散在高稠度涂料内，同时内部生成泡孔。此方法产生的微泡孔结构赋予了涂料微孔吸音降噪优势，同时由微泡孔生长的拉伸、膨胀作用促进石墨烯的二次分散，使涂料性能更优良。
为实现上述目的，本发明涉及的具体技术方案如下：
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，特征是将过氧化钠粉末与石墨烯粉末混合后，在包衣锅内预热并转动，将熔融态的水性聚氨酯喷向粉末表面，包覆粉末形成均匀的薄膜封装层，冷却后得到涂料添加剂，在涂料使用前将涂料添加剂加入涂料中并混合均匀，随着薄膜溶解，过氧化钠与水反应生成气体，形成泡孔并促进石墨烯的二次分散，得到降噪防腐涂料；具体制备步骤如下：
（1）将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后二者以一定的质量比例，在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，并冷却至室温，得到干燥的混合粉末；
（2）预热多功能包衣锅，调节好风量及出风温度，将步骤（1）所得的混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥；然后开启转动装置，使粉末在包衣锅内均匀转动；然后开启喷液泵，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动包衣锅，直至粉末表面形成一定厚度的均匀的聚氨酯薄膜封装层；关闭喷液泵，继续热风干燥一定时间，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；
（3）在涂料使用前，将步骤（2）所得的降噪防腐涂料添加剂按一定质量比例加入涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的涂料。
优选的，步骤（1）所述过氧化钠粉末与石墨烯粉末的混合质量比为1:4~1:3。
优选的，步骤（1）所述高速搅拌混合，设定温度为40~50℃，转速为80~100r/min，时间为10~15min。
优选的，步骤（2）所述多功能包衣锅及混合粉末的预热温度为50~60℃。
优选的，步骤（2）所述粉末在包衣锅内均匀转动，粉末的转动频率为20~25Hz。
优选的，步骤（2）所述聚氨酯薄膜封装层的厚度为0.2~0.4mm。
优选的，步骤（2）喷液完成后的热风干燥时间为25~35min。
优选的，步骤（3）所述降噪防腐添加剂的加入量为涂料质量的10~20%。
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料，其特征是由上述所述的方法制备得到。通过过氧化钠粉末与石墨烯粉末混合后，在包衣锅内预热并转动，将熔融态的水性聚氨酯喷向粉末表面，包覆粉末形成均匀的薄膜封装层，冷却后得到涂料添加剂，在涂料使用前将涂料添加剂加入涂料中并混合均匀，随着薄膜溶解，过氧化钠与水反应生成气体，形成泡孔并促进石墨烯的二次分散，得到降噪防腐涂料；该涂料不但石墨烯分散均匀，防腐性能优异，而且涂覆后可形成微孔，具有优异的吸声防噪效果，在铁路设施，特别是隧道内使用具有显著的防腐防噪音功效。
本发明一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.本发明制备的石墨烯涂料，由于过氧化钠与水的反应生成气体，带动石墨烯在高稠度的涂料内的均匀分散，且由于微泡孔生长的拉伸及膨胀作用促进了石墨烯的二次分散，有效防止了石墨烯的层间重聚现象。
2.本发明制备的石墨烯涂料，由于微泡孔的形成，赋予涂料具有一定的吸声降噪效果。
3.本发明制备的石墨烯涂料，由于石墨烯的均匀分散，减小了涂料内部的应力集中，使其具有较好的机械性能及防腐性能。
4.本发明的制备方法，所需机械设备简单常见，能耗较低，产品质量易控制，无污染环境的副产物产生。是和规模化生产应用。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，其制备防腐涂料的具体过程如下：
将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后将10kg过氧化钠粉末与30kg石墨烯粉末在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，混合温度为40℃，转速为100r/min，时间为10min，然后冷却至室温，得到干燥的混合粉末；预热多功能包衣锅至60℃，设置风机频率为20Hz，出风温度为75℃，将混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥。然后开启转动装置，设置转动频率为25Hz，使粉末在包衣锅内均匀转动。然后开启喷液泵，设置喷液频率为4Hz，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动的粉末表面，直至粉末表面形成厚度为0.4mm的均匀的聚氨酯薄膜封装层。关闭喷液泵，继续热风干燥25min，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；在涂料使用前，将所得的降噪防腐涂料添加剂按20%的质量比例加入环氧树脂涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的、可用于铁路设施的涂料。
实施例2
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，其制备防腐涂料的具体过程如下：
将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后将10kg过氧化钠粉末与32kg石墨烯粉末在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，混合温度为46℃，转速为85r/min，时间为15min，然后冷却至室温，得到干燥的混合粉末；预热多功能包衣锅至50℃，设置风机频率为20Hz，出风温度为75℃，将混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥。然后开启转动装置，设置转动频率为20Hz，使粉末在包衣锅内均匀转动。然后开启喷液泵，设置喷液频率为4Hz，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动的粉末表面，直至粉末表面形成厚度为0.3mm的均匀的聚氨酯薄膜封装层。关闭喷液泵，继续热风干燥29min，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；在涂料使用前，将所得的降噪防腐涂料添加剂按15%的质量比例加入环氧树脂中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的、可用于铁路设施的涂料。
实施例3
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，其制备防腐涂料的具体过程如下：
将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后将10kg过氧化钠粉末与34kg石墨烯粉末在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，混合温度为42℃，转速为90r/min，时间为15min，然后冷却至室温，得到干燥的混合粉末；预热多功能包衣锅至55℃，设置风机频率为25Hz，出风温度为72℃，将混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥。然后开启转动装置，设置转动频率为25Hz，使粉末在包衣锅内均匀转动。然后开启喷液泵，设置喷液频率为4Hz，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动的粉末表面，直至粉末表面形成厚度为0.2mm的均匀的聚氨酯薄膜封装层。关闭喷液泵，继续热风干燥25min，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；在涂料使用前，将所得的降噪防腐涂料添加剂按20%的质量比例加入环氧树脂涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的、可用于铁路设施的涂料。
实施例4
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，其制备防腐涂料的具体过程如下：
将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后将10kg过氧化钠粉末与36kg石墨烯粉末在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，混合温度为48℃，转速为95r/min，时间为14min，然后冷却至室温，得到干燥的混合粉末；预热多功能包衣锅至50℃，设置风机频率为28Hz，出风温度为75℃，将混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥。然后开启转动装置，设置转动频率为20Hz，使粉末在包衣锅内均匀转动。然后开启喷液泵，设置喷液频率为3Hz，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动的粉末表面，直至粉末表面形成厚度为0.4mm的均匀的聚氨酯薄膜封装层。关闭喷液泵，继续热风干燥35min，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；在涂料使用前，将所得的降噪防腐涂料添加剂按12%的质量比例加入环氧树脂涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的、可用于铁路设施的涂料。
实施例5
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，其制备防腐涂料的具体过程如下：
将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后将10kg过氧化钠粉末与38kg石墨烯粉末在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，混合温度为50℃，转速为80r/min，时间为12min，然后冷却至室温，得到干燥的混合粉末；预热多功能包衣锅至50℃，设置风机频率为25Hz，出风温度为70℃，将混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥。然后开启转动装置，设置转动频率为22Hz，使粉末在包衣锅内均匀转动。然后开启喷液泵，设置喷液频率为5Hz，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动的粉末表面，直至粉末表面形成厚度为0.4mm的均匀的聚氨酯薄膜封装层。关闭喷液泵，继续热风干燥25min，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；在涂料使用前，将所得的降噪防腐涂料添加剂按20%的质量比例加入环氧树脂涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的、可用于铁路设施的涂料。
对比例1
一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料及制备方法，其制备防腐涂料的具体过程如下：
将石墨烯粉末真空干燥，然后将38kg石墨烯粉末在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌；预热多功能包衣锅至50℃，设置风机频率为25Hz，出风温度为70℃，将石墨烯粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥。然后开启转动装置，设置转动频率为22Hz，使粉末在包衣锅内均匀转动。然后开启喷液泵，设置喷液频率为5Hz，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动的粉末表面，直至粉末表面形成厚度为0.4mm的均匀的聚氨酯薄膜封装层。关闭喷液泵，继续热风干燥25min，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；在涂料使用前，将所得的降噪防腐涂料添加剂按20%的质量比例加入环氧树脂涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，得到防腐涂料。
对比例2
市售丙烯酸酯、环氧树脂、滑石粉、玻璃粉、锌粉组合的防腐涂料作为对比例2。
将对实施例1-5得到的降噪防腐涂料，实施例1-2的防腐涂料，测试防腐性能。测试在盐雾、耐酸性、碱性、盐水条件下的防腐性能；如表1。
表1：
由表1可见：
本发明通过石墨烯与过氧化钠的混合和聚氨酯包覆，遇水成气体，带动石墨烯在高稠度的涂料内的均匀分散，且由于微泡孔生长的拉伸及膨胀作用促进了石墨烯的二次分散，有效防止了石墨烯的层间重聚现象，使石墨烯的防腐性能得到充分的发挥；由于气体辅助石墨烯的均匀分散，减小了涂料内部的应力集中，使其防腐蚀性能优于直接添加石墨烯制得的涂料。当缺省过氧化钠时，对比例1得到的防腐涂料防腐性能降低。
相比于市售常规防腐涂料对比例2，本发明具有更为优异的防腐性能。
将实施例1-5得到的降噪防腐涂料，实施例1-2的防腐涂料，分别涂覆于400mm×35mm×2mm的铝板梁结构上，形成厚度为0.2mm的阻尼层，在正弦扫描的激励下，测试各共振峰的声音强度，得到的数据如表2所示。
表2：
由表2可见：
采用对比例1、2的涂料由于没有微孔，其共振峰的声音强度降低较小，降噪能力有限。而采用本发明的方法，由于气体的生成，在涂料内部形成微泡孔，使涂料的降噪能力增强，因此该防腐涂料适合用于铁路设施的隧道等用于降噪。
Claims (9)
1.一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，特征是将过氧化钠粉末与石墨烯粉末混合后，在包衣锅内预热并转动，将熔融态的水性聚氨酯喷向粉末表面，包覆粉末形成均匀的薄膜封装层，冷却后得到涂料添加剂，在涂料使用前将涂料添加剂加入涂料中并混合均匀，随着薄膜溶解，过氧化钠与水反应生成气体，形成泡孔并促进石墨烯的二次分散，得到降噪防腐涂料；具体制备步骤如下：
（1）将过氧化钠粉末加热除去结晶水，并将石墨烯粉末真空干燥，然后二者以一定的质量比例，在隔绝二氧化碳和氧气的干燥环境下高速搅拌混合均匀，并冷却至室温，得到干燥的混合粉末；
（2）预热多功能包衣锅，调节好风量及出风温度，将步骤（1）所得的混合粉末置于包衣锅内进行预热，同时采用热风干燥；然后开启转动装置，使粉末在包衣锅内均匀转动；然后开启喷液泵，将熔融态的水溶性热塑性聚氨酯以切线方向喷向转动包衣锅，直至粉末表面形成一定厚度的均匀的聚氨酯薄膜封装层；关闭喷液泵，继续热风干燥一定时间，然后温度降至室温时出料，得到降噪防腐的涂料添加剂，并在干燥环境中保存；
（3）在涂料使用前，将步骤（2）所得的降噪防腐涂料添加剂按一定质量比例加入涂料中，并机械搅拌混合均匀，随着水性聚氨酯薄膜的溶解，过氧化钠与水发生反应，生成的气体既带动石墨烯在高稠度涂料内均匀分散，又使涂料内部生成泡孔，由此得到微孔的、具有降噪及防腐功能的涂料。
2.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（1）所述过氧化钠粉末与石墨烯粉末的混合质量比为1:4~1:3。
3.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（1）所述高速搅拌混合，设定温度为40~50℃，转速为80~100r/min，时间为10~15min。
4.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（2）所述多功能包衣锅及混合粉末的预热温度为50~60℃。
5.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（2）所述粉末在包衣锅内均匀转动，粉末的转动频率为20~25Hz。
6.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（2）所述聚氨酯薄膜封装层的厚度为0.2~0.4mm。
7.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（2）喷液完成后的热风干燥时间为25~35min。
8.根据权利要求1所述一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料的制备方法，其特征在于:步骤（3）所述降噪防腐添加剂的加入量为涂料质量的10~20%。
9.一种用于铁路设施的降噪石墨烯防腐涂料，其特征是由权利要求1-8任一项所述方法制备得到。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103794204A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-14 | 东南大学 | 一种石墨烯宏观材料的应用方法 |
| CN104910748A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-09-16 | 常州大学 | 一种车用功能化石墨烯阻尼浆料及其制备方法 |
| CN105367724A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-02 | 杭州华纳化工有限公司 | 一种制备高度分散石墨烯的方法 |
| KR20170013690A (ko) * | 2015-07-28 | 2017-02-07 | 주식회사 영산테크노 | 접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103794204A (zh) * | 2014-02-17 | 2014-05-14 | 东南大学 | 一种石墨烯宏观材料的应用方法 |
| CN104910748A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-09-16 | 常州大学 | 一种车用功能化石墨烯阻尼浆料及其制备方法 |
| KR20170013690A (ko) * | 2015-07-28 | 2017-02-07 | 주식회사 영산테크노 | 접동부재용 코팅 조성물 및 이를 이용한 접동부재 코팅방법 |
| CN105367724A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-02 | 杭州华纳化工有限公司 | 一种制备高度分散石墨烯的方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108615519A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-02 | 中国航发北京航空材料研究院 | 一种石墨烯多孔隔声降噪材料 |
| CN108615519B (zh) * | 2018-04-27 | 2023-10-20 | 北京石墨烯技术研究院有限公司 | 一种石墨烯多孔隔声降噪材料 |
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Denomination of invention: A kind of noise reduction graphene anti-corrosion coating for railway facilities and preparation method thereof Effective date of registration: 20220913 Granted publication date: 20180727 Pledgee: Weifang Re-guarantee Group Co.,Ltd. Pledgor: SHANDONG QIWEI NEW MATERIALS Co.,Ltd. Registration number: Y2022980015057 |
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