中國粉體網(wǎng)訊 中國涂料行業(yè)歷經(jīng)一百多年的發(fā)展,，已經(jīng)超過三千多億市場(chǎng)規(guī)模,。 從政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),、國際競(jìng)爭(zhēng),、行業(yè)趨勢(shì)等幾個(gè)方面，涂料行業(yè)從以前的高速發(fā)展邁入了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),、綠色轉(zhuǎn)型,、節(jié)約資源、高性能化的高質(zhì)量發(fā)展階段,。
高質(zhì)量薄層石墨烯材料,，厚度僅為幾個(gè)原子層,，對(duì)所有原子、分子都具有不可滲透性,，與傳統(tǒng)材料比較,，相同質(zhì)量下，具有更大的片層阻隔面積,。石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué),、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,，在涂料中實(shí)現(xiàn)均勻分散后,，高質(zhì)量薄層石墨烯可以作為防腐、防水,、耐候,、機(jī)械性能增強(qiáng)的原子片層阻隔原料，正在為更具優(yōu)異性能和更多功能的涂料提供重要價(jià)值,。
當(dāng)前,，石墨烯改性防腐底漆是一種具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)的工業(yè)涂料升級(jí)產(chǎn)品，其技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展已經(jīng)初步成熟,，具有較大市場(chǎng)空間,，包含溶劑型和水性涂料，包含有機(jī)和無機(jī)的涂料,。此外,，通過高質(zhì)量石墨烯解決水性、高固含,、無溶劑,、粉末類的環(huán)保涂料轉(zhuǎn)型中遇到的各種技術(shù)問題，也是技術(shù)和市場(chǎng)的重要機(jī)遇,。
石墨烯在防腐涂層中的作用機(jī)制
阻隔效應(yīng)
石墨烯中C—C鍵長(zhǎng)為0.142nm，碳原子的范德華半徑0.11nm,，正六邊形孔徑僅為0.064nm,，石墨烯對(duì)于腐蝕性介質(zhì)（H2O、O2,、Cl-）具有良好的阻隔性能,，抗腐蝕介質(zhì)滲透，可在防腐涂層中發(fā)揮優(yōu)異的物理屏蔽效果,。同時(shí),，石墨烯是一種二維納米材料，可填充涂層間隙,，使涂層更加致密,。
迷宮效應(yīng)
石墨烯因其極大的比表面積,、納米級(jí)的尺寸和薄片狀的結(jié)構(gòu)而具有出色的阻隔性能。通過其二維片層結(jié)構(gòu)的堆疊,，構(gòu)筑成致密的物理屏障,，能在涂層中形成彎曲的通路，使得O2,、Cl-等腐蝕介質(zhì)穿越涂層到達(dá)金屬基材表面的路徑大大延長(zhǎng),，延緩了腐蝕介質(zhì)透過涂層與基材表面的接觸，這種現(xiàn)象也被稱為“迷宮效應(yīng)”,。因此,，其常被應(yīng)用于加強(qiáng)樹脂涂層的防腐性能。
陰極保護(hù)協(xié)同效應(yīng)
研究表明,，環(huán)氧富鋅底漆中只有25%～30%的鋅粉在陰極保護(hù)中起作用,，大部分鋅粉僅作為導(dǎo)電介質(zhì)，高導(dǎo)電性的石墨烯增強(qiáng)了鋅顆粒與鋼材間的電連接,，提
高鋅粉利用率,，降低鋅粉用量，延長(zhǎng)了陰極保護(hù)時(shí)間,。
石墨烯在導(dǎo)電,、散熱中的應(yīng)用
在導(dǎo)靜電涂料應(yīng)用中，石墨烯具有108 S/m的高電導(dǎo)率,，與碳納米管一起成為新型碳納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電填料體系,，優(yōu)勢(shì)在于以很少的添加量，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異導(dǎo)靜電性能,。石墨烯-碳納米管復(fù)合體系,，替代大量的金屬填料、金屬氧化物,、導(dǎo)電云母復(fù)合填料,、傳統(tǒng)的石墨-碳黑復(fù)合碳系導(dǎo)電填料體系。
石墨烯具有3000~5000W/mK超高熱導(dǎo)率,，是良好的導(dǎo)熱,、散熱、電加熱涂料的理想選擇,，可應(yīng)用于電子,、光伏、LED,、5G基站等散熱等領(lǐng)域,。
石墨烯具有極強(qiáng)的紫外光吸收能力，少量石墨烯添加到涂料中,，無論是丙烯酸類,，還是聚氨酯,、聚硅氧烷，甚至氟碳漆,，均能有效提升其耐UV,、耐候性能，其機(jī)制在于石墨烯對(duì)紫外和可見光具有很強(qiáng)的吸收能力,。此外,，高質(zhì)量石墨烯可作為良好的疏水添加劑，解決有機(jī)硅等涂料提升疏水,、超疏水性能,。
目前，石墨烯高性能涂料已經(jīng)陸續(xù)在橋梁,、軌道交通,、石化、風(fēng)電,、海工,、建筑鋼結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域滲透和應(yīng)用。隨著石墨烯制備,、涂料產(chǎn)品開發(fā)及市場(chǎng)應(yīng)用,、產(chǎn)業(yè)鏈逐步走向成熟，將形成以石墨烯改性涂料為升級(jí)型產(chǎn)品的市場(chǎng)趨勢(shì),。
2024年10月29日在上�,？鐕少彆�(huì)展中心，由北京粉體技術(shù)協(xié)會(huì)與柏德英思展覽(上海)有限公司聯(lián)合主辦2024第三屆低維碳納米材料制備及應(yīng)用技術(shù)交流會(huì),。屆時(shí)來自中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所/蘇州格瑞豐納米科技有限公司的劉立偉研究員將作題為《高質(zhì)量薄層石墨烯導(dǎo)電,、防腐、散熱等多功能防護(hù)涂層應(yīng)用》的報(bào)告,。報(bào)告主講人將介紹高質(zhì)量薄層石墨烯導(dǎo)電,、防腐、散熱等多功能防護(hù)涂層應(yīng)用以及石墨烯工業(yè)化的未來展望,。
專家簡(jiǎn)介：
劉立偉,，研究員，蘇州格瑞豐納米科技有限公司董事長(zhǎng),。2005年獲中國科學(xué)院物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)博士學(xué)位。2006-2007年美國中佛羅里達(dá)大學(xué)納米科技中心(NanoScience Technology Center, University of Central Florida)博士后,。2007年作為科研骨干引進(jìn)至中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所,。主要從事碳納米管、石墨烯納米材料合成,、器件制作,、及應(yīng)用研究,。已經(jīng)在Adv. Mater., Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett., J. of Phys. Chem. B, J. of Phys. Chem.等國際高質(zhì)量期刊發(fā)表論文。已申請(qǐng)國家發(fā)明專利5件,。主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng),，主持蘇州市科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目和教育部留學(xué)回國人員科研啟動(dòng)基金各1項(xiàng)，參加國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(Award ID: 10834004),、國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃納米制造培育計(jì)劃,、科技部973等項(xiàng)目。并獲蘇州市“高層次緊缺人才計(jì)劃”等資助,。
參考來源：
鄂忠敏,，石墨烯為高性能涂料開創(chuàng)新的市場(chǎng)機(jī)遇—訪蘇州格瑞豐納米科技有限公司董事長(zhǎng)劉立偉
魏珍妮等，石墨烯快速散熱涂料在波紋管防腐中的應(yīng)用
鄧靖,，石墨烯涂料防腐可靠性的探究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
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