石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用

腐蝕一直是限制各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問(wèn)題之一。全球每年因腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約為2.5萬(wàn)億美元。防腐涂料的應(yīng)用是解決腐蝕問(wèn)題的主要途徑之一。防腐涂料的概念和市場(chǎng)規(guī)模防腐涂料是指由底漆，中間漆和面漆組成的防腐涂料。根據(jù)涂料的應(yīng)用領(lǐng)域，可分為常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料。常規(guī)的防腐蝕涂層可在正常條件下保護(hù)金屬免受腐蝕，并保護(hù)有色金屬的使用壽命。與常規(guī)防腐蝕涂料相比，重型防腐蝕涂料可在相對(duì)苛刻的腐蝕環(huán)境中使用。一類抗腐蝕涂料，與傳統(tǒng)的抗腐蝕涂料相比，具有更長(zhǎng)的保存期限。中國(guó)防腐涂料的市場(chǎng)規(guī)模僅次于建筑涂料，年均增長(zhǎng)率超過(guò)20％。重型防腐涂料市場(chǎng)具有巨大的發(fā)展空間。 2018年，中國(guó)國(guó)防涂料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為1258.67億元，比2017年的1211.03億元增長(zhǎng)4.01％。石墨烯防腐機(jī)理1特征優(yōu)勢(shì)單層石墨烯層強(qiáng)度高，韌性好，比表面積大面積，超疏水性和超親脂性，以及良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性。 

2結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)石墨烯的片狀結(jié)構(gòu)相互疊置交錯(cuò)，在涂層中可形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)屏蔽結(jié)構(gòu)，可有效抑制腐蝕介質(zhì)的滲透，滲透和擴(kuò)散，提高涂層的物理阻隔性能;可以將超薄片材厚度的石墨烯填充到涂層的缺陷中，降低涂層的孔隙率，增強(qiáng)涂層的致密性，并進(jìn)一步延遲或防止腐蝕因子浸入基材的表面。石墨烯層之間具有良好的潤(rùn)滑作用，并且石墨烯的片層結(jié)構(gòu)可以將涂層分成多個(gè)小室，有效降低涂層的內(nèi)應(yīng)力并提高涂層的柔韌性。性別，耐沖擊性和耐磨性。石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用作為石墨烯材料的應(yīng)用領(lǐng)域，石墨烯改性的防腐涂料已迅速成為國(guó)內(nèi)外防腐涂料的研究熱點(diǎn)。目前，海虹，阿克蘇諾貝爾和日本等國(guó)外涂料公司一直在進(jìn)行石墨烯防腐涂料的研究和應(yīng)用，并已進(jìn)行了初步的技術(shù)儲(chǔ)備。以中國(guó)科學(xué)院寧波材料研究所為代表的少數(shù)科研機(jī)構(gòu)和涂料公司已成功開(kāi)發(fā)出石墨烯涂料，并已在海洋防腐和工業(yè)防腐領(lǐng)域進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性涂層。

通過(guò)用石墨烯材料改性常規(guī)涂層，不僅可以大大提高其耐腐蝕性，而且可以賦予涂層許多新功能。 1石墨烯/環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料環(huán)氧樹(shù)脂是一種低聚物，是通過(guò)使用脂環(huán)族或芳族主鏈?zhǔn)弓h(huán)氧基與固化劑反應(yīng)而形成的，并且含有兩個(gè)或多個(gè)環(huán)氧基。身體。環(huán)氧樹(shù)脂可以廣泛地與不同類型的固化劑，稀釋劑，助劑等結(jié)合使用，并具有優(yōu)異的機(jī)械，熱，機(jī)械，粘合和防腐性能。但是，固化后的強(qiáng)度和導(dǎo)電性差，難以滿足工業(yè)上的要求。石墨烯的添加可以有效地解決這些問(wèn)題，但是石墨烯的高成本和差的分散性阻礙了石墨烯/環(huán)氧防腐涂料工業(yè)的發(fā)展。 2石墨烯/聚苯胺防腐涂料聚苯胺在屏蔽，腐蝕抑制和鈍化方面可以作為防腐涂料的成膜物質(zhì)。聚苯胺涂層具有出色的耐腐蝕性，因?yàn)榫郾桨房梢遭g化金屬表面。聚苯胺涂層本身具有很強(qiáng)的防腐性能，石墨烯的摻雜可以進(jìn)一步提高其耐腐蝕性。然而，聚苯胺易于附聚，解決石墨烯的分散問(wèn)題對(duì)于提高涂層的性能最重要。 3石墨烯/聚氨酯防腐涂料聚氨酯涂料是通過(guò)多異氰酸酯和多元醇的加成聚合反應(yīng)形成的聚合物。它們對(duì)基材具有良好的附著力，并且是高強(qiáng)度，抗撕裂和耐磨的防腐涂料。聚氨酯具有耐化學(xué)腐蝕，機(jī)械性能好等特點(diǎn)。雖然是一種廣泛使用的材料，但其防腐涂層不能耐高溫，不導(dǎo)電，不能滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。 。由于石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)，電氣和機(jī)械性能，因此可用于改善聚氨酯涂料，以獲得導(dǎo)電防腐涂料。