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)超過三千多億市場規(guī)模。 從政策法規(guī),、標(biāo)準(zhǔn),、國際競爭,、行業(yè)趨勢等幾個方面,，涂料行業(yè)從以前的高速發(fā)展邁入了創(chuàng)新驅(qū)動、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,，厚度僅為幾個原子層,，對所有原子、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,、機械性能增強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值。
當(dāng)前,，石墨烯改性防腐底漆是一種具有性價比優(yōu)勢的工業(yè)涂料升級產(chǎn)品,，其技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展已經(jīng)初步成熟，具有較大市場空間,，包含溶劑型和水性涂料,，包含有機和無機的涂料。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)和市場的重要機遇。
石墨烯在防腐涂層中的作用機制
阻隔效應(yīng)
石墨烯中C—C鍵長為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，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)穿越涂層到達金屬基材表面的路徑大大延長，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)用于加強樹脂涂層的防腐性能,。
陰極保護協(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,，延長了陰極保護時間,。
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)勢在于以很少的添加量,，實現(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,，其機制在于石墨烯對紫外和可見光具有很強的吸收能力。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型產(chǎn)品的市場趨勢。
2024年10月29日在上�,？鐕少彆怪行�,，由北京粉體技術(shù)協(xié)會與柏德英思展覽(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。屆時來自中國科學(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,、散熱等多功能防護涂層應(yīng)用》的報告。報告主講人將介紹高質(zhì)量薄層石墨烯導(dǎo)電,、防腐,、散熱等多功能防護涂層應(yīng)用以及石墨烯工業(yè)化的未來展望。
專家簡介：
劉立偉,，研究員,，蘇州格瑞豐納米科技有限公司董事長。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,。已申請國家發(fā)明專利5件。主持國家自然科學(xué)基金面上項目1項,，主持蘇州市科技發(fā)展計劃項目和教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金各1項,，參加國家自然科學(xué)基金重點項目(Award ID: 10834004),、國家自然科學(xué)基金重大研究計劃納米制造培育計劃、科技部973等項目,。并獲蘇州市“高層次緊缺人才計劃”等資助,。
參考來源：
鄂忠敏，石墨烯為高性能涂料開創(chuàng)新的市場機遇—訪蘇州格瑞豐納米科技有限公司董事長劉立偉
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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