近日，中国电科院通过调控配制方案成功研发出一种新型腐蚀防护涂料技术，该技术具有导热性好、耐老化、环保且经济实用的特点，可为变压器“穿上”多功能防腐外衣，解决了在极端炎热环境下变压器的散热难题。

变压器是电力系统中实现电能转换、输送与分配的重要设备，服役范围广泛，环境复杂多样。在高盐雾、重污染、强日照、大风沙等重腐蚀环境下，变压器往往面临环境适应性和腐蚀可靠性的严峻考验。此外，在运行中，绕组、铁心等损耗产生的热源是变压器温升的主要热源。若不及时散热，容易引起变压器局部温度过高，严重影响其安全运行和使用寿命。而传统防腐涂层体系热导率低，限制了变压器整体的散热效率，容易引发变压器温升故障。

传统变压器防腐涂层，不利于散热和环保

与一般电力设备不同的是，变压器运行时的损耗可达数十甚至几百千伏安，最终这些损耗会以热能的形式释放出来，造成变压器各部位的温度不同程度升高，从而导致绕组金属材料电阻增大，进一步增加了变压器的散热量，造成绕组和各附属装置温度继续升高，严重影响变压器安全运行，不符合变压器经济运行的要求。研究表明，变压器运行温度每降低1摄氏度，变压器的功率损耗将下降约0.6%。

值得注意的是变压器传统油性防腐涂料热导率较低，热阻大，数十倍于外壳金属材料，极大的限制了变压器整体的散热过程，容易引发变压器温升故障。

当前，我国电网正向着远距离、大容量、超高压趋势发展，其中变电站是电网的重要组成部分，为了提高电力设备的环境适应性和可靠性，通常对其进行表面防护处理，如变压器等设备多采用溶剂型有机涂层，如环氧涂层、环氧富锌涂层、环氧云铁防腐涂层、丙烯酸防腐涂层和聚氨酯防腐涂层等进行防护处理。

这些传统的溶剂型有机涂层在变压器设备的腐蚀防护以及设备可靠性方面发挥了重要的作用，然而值得注意的是现行的溶剂型防护涂层体系在涂装过程中释放出大量VOCs（挥发性有机物）污染物，含量约为300g/L～500g/L，这与国家提倡的优选低VOCs排放的环保涂料仍存在差距，因而当前变压器设备迫切需求绿色环保的表面防腐技术。

在倡导“碳达峰、碳中和”的绿色环保背景下，除了实现变压器重防腐、高导热性能外，其表面防护技术实现绿色环保化势在必行，中国电力科学研究院有限公司研发了一种变压器用新型高导热绿色环保腐蚀防护技术，为变压器的安全可靠运行保驾护航。

石墨烯涂料，为变压器“穿上”绿色外衣

石墨烯被称为21世纪的黑科技，其用途十分广泛，目前已经被用在各种电池、触控屏、电容器当中，甚至污染治理等领域也需要这种材料，石墨烯电池更是成为不少企业的重点研发项目。相关人员表示，由于石墨烯体积较轻，强硬度高，因此具备良好的导电性能，运用在电子元器件当中有很好的发展前景，运用到芯片上能提高芯片的性能。

而在电力领域，中国电力科学研究院有限公司研发了一种变压器用新型高导热绿色环保腐蚀防护技术，为变压器的安全可靠运行保驾护航。

科研团队从变压器发热到散热过程中热量传播途径与规律入手，结合其服役环境、腐蚀防护需求，采用模型测试试验、材料特性测试、耐蚀性分析等方法，对变压器热量在油体、外壳和空气中的传播规律进行研究分析，开展了变压器在不同温度条件下散热过程与散热方式的量化分析，同时对涂层材料的微观结构特性、腐蚀与防护性能进行了观察分析。

石墨烯稳定性好且化学惰性强，覆盖在金属表面不会改变基体特性，具有天然防护优势。同时碳材料具有优异的热学性能，以石墨烯为代表的碳材料在聚合物填料中占据了越来越重要的地位。

基于上述研究结果，中国电力科学研究院有限公司提出了通过高导热石墨烯材料来改进变压器表面防腐涂层散热性能的方法。同时考虑到涂层材料的经济性，对高导热添加物进行了优化，提出了添加碳纳米管、碳纳米角、石墨烯、超细石墨粉混合物的新方案，随后探究了不同添加量的高导热物质混合物对涂料热导率的影响，得出了配制比与材料导热性能之间的变化规律，提出了变压器防腐涂层导热性能提升技术的最优配制方案。

通过改进防腐涂层的配制方案，使其获得较高的导热性能，实现变压器防腐涂层导热性能的提升，是一种从变压器设备本体解决散热问题的新方法。工程中加强对绿色环保高导热性防腐涂层材料的推广应用，代替甩负荷或喷淋水雾等其它降温措施，可保障供电可靠性，降低安全风险；同时变压器用新型高导热绿色环保腐蚀防护技术的研发对现阶段变压器负荷高、温度高、损耗高、安全风险高、老化速率快等因温升引起的问题，提供了一种新的解决思路。

石墨烯涂料，在其他领域的应用

近期，国内海上风电产业重大消息不断。重磅产品发布刷新眼球，超大机组下线创新记录，多个省市地区投资百亿元投建海上风电项目，无疑证明了低碳环保背景之下，具有发电量高、资源丰富、寿命长等优势的可再生能源——海上风电，成为了大家关注的重点领域。

随着我国海上风电装机量逐步提升，这个产业迎来了跨越式发展，也迅速带动了防腐蚀涂料的需求。由于海洋环境具有极强的腐蚀性，高温高湿高盐度的恶劣环境也就需要更加优质的配套资源，来抵抗严苛的室外环境。据了解，石墨烯涂料能够提供耐久防腐，甚至达到30-50年。正因如此，石墨烯涂料目前是国内的研究与应用热点，该产品被列入了中国制造2025，已在国内多项工程中成功应用。

新型石墨烯锌基氟碳超耐久防护涂层技术是由石墨烯改性富锌（环氧或无机）底漆、石墨烯环氧云铁中间漆、石墨烯改性氟碳面漆构成，用于钢结构防腐可达到30年以上，甚至50年的耐久性使用寿命，被誉为“国内领先、国际先进水平”，并获得北京市科委京津冀协同创新推动专项支持，该技术已列入新版JT/T 722《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》中，并成功应用于福厦高铁泉州湾、安海湾大桥、蒙华铁路、雅万铁路、广湛线等项目的钢结构防腐涂装，为我国铁路、公路桥梁钢结构防腐涂装的优化升级贡献一份力量。

从应用范围来看，石墨烯防腐涂料以其卓越的防护性能，主要应用在船舶、集装箱、石油化工、建筑钢结构、铁路、桥梁、电力和水利工程等诸多关乎国家发展战略和经济命脉的重要领域，防腐涂料对经济发展起着非常重要的保驾护航作用。

从全球范围来看，工业防护和船舶涂料领域的相关技术目前已经被部分国家所突破，为大规模投产和应用奠定了初步的技术基础。数据显示，工业防护是防腐涂料的最大消费领域，占总消费量的46%；船舶涂装次之，占35%；集装箱涂装和海洋设施防护各占9%，其他领域应用较小，不足1%。

来源：山东省科协，城市故事123，观研天下，中国涂料采购网

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