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)、標準、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)新驅動、綠色轉型、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、導電、導熱性能，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，其技術和標準發(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)保涂料轉型中遇到的各種技術問題，也是技術和市場的重要機遇。

石墨烯在防腐涂層中的作用機制

阻隔效應

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

石墨烯因其極大的比表面積、納米級的尺寸和薄片狀的結構而具有出色的阻隔性能。通過其二維片層結構的堆疊，構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”。因此，其常被應用于加強樹脂涂層的防腐性能。

陰極保護協(xié)同效應

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電介質(zhì)，高導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。

石墨烯在導電、散熱中的應用

在導靜電涂料應用中，石墨烯具有10⁸ S/m的高電導率，與碳納米管一起成為新型碳納米結構導電填料體系，優(yōu)勢在于以很少的添加量，實現(xiàn)優(yōu)異導靜電性能。石墨烯-碳納米管復合體系，替代大量的金屬填料、金屬氧化物、導電云母復合填料、傳統(tǒng)的石墨-碳黑復合碳系導電填料體系。

石墨烯具有3000~5000W/mK超高熱導率，是良好的導熱、散熱、電加熱涂料的理想選擇，可應用于電子、光伏、LED、5G基站等散熱等領域。

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、風電、海工、建筑鋼結構等領域滲透和應用。隨著石墨烯制備、涂料產(chǎn)品開發(fā)及市場應用、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�采購會展中心，由北京粉體技術協(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用技術交流會。屆時來自中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所/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)量薄層石墨烯導電、防腐、散熱等多功能防護涂層應用》的報告。報告主講人將介紹高質(zhì)量薄層石墨烯導電、防腐、散熱等多功能防護涂層應用以及石墨烯工業(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年獲中國科學院物理研究所凝聚態(tài)物理專業(yè)博士學位。2006-2007年美國中佛羅里達大學納米科技中心(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回國人員科研啟動基金各1項，參加國家自然科學基金重點項目(Award ID: 10834004)、國家自然科學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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