Le graphène devient industriel sans fracas

Comme le savent les propriétaires d'installations chimiques industrielles, environ 10 % des accidents impliquant des réservoirs de stockage sont causés par la charge électrostatique générée lorsque des matériaux différents sont en mouvement relatif les uns par rapport aux autres. Tout mouvement de produit lorsqu'un réservoir est rempli ou vidé ou lorsque le contenu est mélangé ou agité, en particulier lorsqu'il s'agit de liquides à base de pétrole, peut créer une charge statique entre le liquide et la paroi du réservoir. Les parois du réservoir en fibre de verre agissent comme des isolants et peuvent permettre aux charges statiques de s'accumuler dans le liquide. Les « bonnes » conditions atmosphériques peuvent alors produire l'étincelle incendiaire qui conduit à une explosion.

Pour faire face à ce risque bien documenté, les fabricants de réservoirs en fibre de verre se sont historiquement appuyés sur l'utilisation de charges antistatiques dans la résine, généralement du noir de carbone ou du mica conducteur, ou des voiles de carbone dans la paroi intérieure du réservoir, combinés à des fils de mise à la terre en acier inoxydable, pour dissiper toute charge statique. Cependant, l'utilisation de telles charges est problématique. Des taux de remplissage allant jusqu'à 30 % peuvent être nécessaires, ce qui rend le mouillage de la fibre de verre plus difficile et ralentit le taux de durcissement de la résine. De plus, pour un effet optimal, la charge de carbone doit être uniformément dispersée dans toute la pièce pour s'assurer qu'il n'y a pas de discontinuités électriques. La fissuration de la surface stratifiée finie pourrait également provoquer une discontinuité électrique.

OCSiAl (Leudelange, Luxembourg et Columbus, OH, US) propose une approche différente. Les nanotubes de graphène TUBALL de la société, un type de nanotubes de carbone à paroi unique (SWNT), peuvent fournir une protection contre les décharges électrostatiques en dissipant les charges électrostatiques à l'intérieur et à l'extérieur d'un réservoir de stockage. Un client partenaire d'OCSiAl utilisait auparavant du noir de carbone conducteur à une charge de 15 %, mais l'a remplacé par seulement 0,5 % de TUBALL MATRIX 204, un concentré de nanotubes de graphène prédispersé. Résistivité volumique permanente et stable inférieure à 10 ⁶ Ω·cm (ohm-centimètres) a été atteint, indépendamment de l'humidité et sans les « points chauds » possibles avec des charges mal dispersées. De plus, l'absence de noir de carbone a permis au client d'élargir la gamme de couleurs de son produit.

Un autre partenaire d'OCSiAl a lancé un système de revêtement époxy à base de TUBALL avec une fonction de dissipation électrostatique spécialement conçu pour le revêtement des réservoirs de stockage contenant des substances hautement inflammables. Ce fabricant a remplacé 30% de mica conducteur, dans un système époxy, par seulement 0,3% de concentré TUBALL MATRIX 201. Le résultat est un niveau stable de résistivité volumique entre 10 ⁶ et 10 ⁷ ·cm.

Parce que les SWNT TUBALL sont efficaces à des dosages extrêmement faibles, la perspective de réductions de coûts globales résultant de ces réductions significatives de la charge d'additifs est un avantage à la fois pour les fournisseurs de revêtements et les fabricants de réservoirs, explique OCSiAl. De plus, les concentrés de nanotubes de graphène de la société, contrairement à la charge de noir de carbone, n'ont pas de poudre ou de poussière associée et, appliqués en si petites quantités, ont un impact minime sur les propriétés mécaniques de la résine hôte.