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(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(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(dá)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(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，延長了陰極保護(hù)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(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�采購會展中心，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(hù)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(hù)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(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(jī)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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