石墨烯在防腐塗料中的應用
石墨烯在（zài）防腐塗料中的應用（yòng）
腐蝕一（yī）直是製約各國經（jīng）濟發（fā）展的重大問題之一，全（quán）球每年有2.5萬億美元左（zuǒ）右的直接經（jīng）濟損失是因腐蝕造（zào）成的（de），應用防（fáng）腐塗（tú）料是解（jiě）決腐蝕問題（tí）的主要方式之一。
防腐塗料的概念及市場規（guī）模
防腐塗料是指由底漆、中漆（qī）和麵漆組成的具有防腐蝕功能的塗料，依據塗料應用領（lǐng）域的不（bú）同，可以分為常規防腐塗料和重防腐塗料。常（cháng）規防腐塗料是在一（yī）般條件下，對金屬等起到防腐蝕的作（zuò）用，保（bǎo）護（hù）有色金屬使用的壽命；重防腐塗料（liào）是指相（xiàng）對常規防腐塗料而言，能在相對苛（kē）刻腐蝕（shí）環境中（zhōng）應用，並具有能達（dá）到比常規防腐塗料更長（zhǎng）保護期（qī）的一類防腐塗料。
我（wǒ）國防腐塗料（liào）的市場規模已經僅次（cì）於建築塗料，年均增（zēng）速超過20%，其中重防腐塗料的市場發展空（kōng）間巨大。2018年我國防腐（fǔ）塗料行業市場規模1258.67億元，同比2017年的1210.13億元增長了4.01%，近幾年我國（guó）防腐塗料行業市（shì）場規模情（qíng）況如下圖所（suǒ）示：
2012-2018年中國（guó）防腐（fǔ）塗料行業市場規模情況（單位：億元）
資料來源：智研谘詢整理
石墨（mò）烯防腐機理
1特性優勢
單石墨烯層強（qiáng）度高、韌性好、比表（biǎo）麵積大，具有超疏水性和超（chāo）親油性，化學和熱穩定性好。
2結構優勢
石墨烯的片（piàn）層結構層層疊（dié）加、交錯排列，在塗層中可形成複雜的網絡屏（píng）蔽結（jié）構，能夠（gòu）有效抑製腐蝕介質的浸潤、滲透（tòu）和擴（kuò）散，提（tí）高塗層的物理阻隔性；
由於其超薄的片層厚度，石墨烯可以填充到塗層的缺陷當中，減少塗層孔隙率，增強塗層（céng）致密性，進一步延緩或阻止腐蝕因子浸入到基體表麵。
石（shí）墨烯層與層之間有良好的潤滑作用，石墨烯的片層結構可以將塗層分割成許多小區間，有效減小塗層內部應力，提高塗層的柔韌性、耐衝擊性和耐磨性。
石（shí）墨烯在防腐塗料中的應用（yòng）
石墨烯改性防腐塗料作為石墨烯材料的一（yī）個應用領域，近年來迅速（sù）成為國內（nèi）外防腐塗料（liào）的研究熱點。目前海虹、阿克蘇（sū）·諾貝爾、立邦等外資塗料公司已經（jīng）紛紛開展石墨烯防腐塗（tú）料的研究與應用（yòng），進行前期的（de）技術儲備。國內以中（zhōng）科院寧波材料研究所為代表的少數科研機構和（hé）塗料企業（yè）均成（chéng）功（gōng）開（kāi）發出石墨烯塗料（liào），並已在海洋防腐和工業防腐領域進行試驗塗裝。傳統塗料通過采用石墨烯材料改性後，其防腐性能不僅會大大提高，而且還能夠賦予（yǔ）塗料許多新的功能。
1石墨烯/環氧樹脂（zhī）防腐（fǔ）塗料
環氧樹脂是以脂（zhī）環族或芳香族（zú）為主鏈並含（hán）有兩個或兩個以（yǐ）上環氧基團，通過環氧基與固化劑反應形成的高分（fèn）子低聚體。環氧樹脂可與不同種類的固（gù）化劑、稀釋劑、助劑等混合使用，得到了力學、熱學、機械、黏（nián）結和防腐性能優異的材料，因此被（bèi）廣泛地應用。但其固化後強度、導電等性能較（jiào）差，很難滿足工業要求。加入石墨烯可以有效解（jiě）決這些問題，但石墨烯的成本高和分散（sàn）性差，又阻礙了石墨烯/環氧樹脂防腐塗（tú）料行業的發（fā）展進程。
2石墨烯/聚（jù）苯胺防腐塗料
聚苯胺在塗料中可起屏蔽作用、緩蝕作（zuò）用和鈍化作用，可以（yǐ）作為防腐塗料的成膜物質。聚苯胺塗料防腐性能（néng）優（yōu）異，原因是聚苯胺可使金屬表麵鈍化。聚苯胺塗料本身已經具有很強的防腐性能，石墨烯（xī）的摻雜可使其抗腐蝕性能（néng）得到進（jìn）一步提升。但聚苯胺易團（tuán）聚，解決其與（yǔ）石墨烯的分散問題對於塗料的（de）性能提升最為關鍵。
3石墨烯/聚氨酯防腐塗料
聚氨酯塗料是多異氰酸酯和多元醇加聚反（fǎn）應形成的高聚物（wù），與基材附著力（lì）良好，是（shì）一種高強度、抗撕裂和耐磨的防腐塗料（liào）。聚氨酯具有耐化學腐蝕（shí）、機械性能好等特點，是應用較廣的一種材料，但其防腐塗料不耐高溫、不導電，已經不能滿足現代市（shì）場的需求。由於石墨烯具有優異（yì）的光、電、力學性能，用其來改（gǎi）善聚氨酯塗料，可得到具有導電性（xìng）的防腐塗料。