腐蝕一直是制約各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大問(wèn)題之一，全球每年有2.5萬(wàn)億美元左右的直接經(jīng)濟(jì)損失是因腐蝕造成的，應(yīng)用防腐涂料是解決腐蝕問(wèn)題的主要方式之一。石墨烯是一種二維碳納米材料，具有優(yōu)異的熱電傳導(dǎo)性，并且還是一種完全零滲透率的材料，因而其在防腐涂料、導(dǎo)電防腐涂料、防污防腐涂料及防火防腐涂料等領(lǐng)域引起了人們極大的關(guān)注，具有非常好的前景。

2.1石墨烯在防腐涂料中的應(yīng)用

2.1.1石墨烯防腐機(jī)制

①屏蔽作用

傳統(tǒng)防腐涂料中的高聚物膜層都存在一定孔洞，孔洞平均直徑約在10-5~10-7cm，但水和氧的分子直徑通常只有十幾納米。石墨烯作為納米材料，可以充分發(fā)揮其小尺寸效應(yīng)填補(bǔ)到防腐涂料的缺陷中，有效地阻隔水和氧氣等氣體原子的通過(guò)。

②緩蝕作用

為了增強(qiáng)涂層的防護(hù)能力會(huì)通過(guò)防腐涂料本身成分和金屬基體進(jìn)行反應(yīng)，使金屬表面發(fā)生純化或者形成具有防護(hù)性的膜層，石墨烯能對(duì)鍍層金屬起到鈍化作用，進(jìn)一步提高其耐蝕性能。

③加固作用

金屬材料常用的聚合物涂層容易被刮壞，而石墨烯優(yōu)良的機(jī)械性能和摩擦學(xué)性能可以提高材料的減摩、抗磨性能。

2.1.2石墨烯防腐涂料

環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)異的機(jī)械性能，對(duì)基材的粘附性、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性好，且低成本，可以與不同的固化劑形成不同的防腐涂料配方，這些優(yōu)點(diǎn)使得環(huán)氧防腐涂料成為防腐涂料中最常用的品種。石墨烯與硅烷類、鋁類、鐵類等其他材料復(fù)合的協(xié)同作用，使得防腐性能有很大的提升。Ramezanzadeh等制備了3－氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)接枝氧化石墨烯，再利用溶膠－凝膠法制備功能化石墨烯填充硅烷基環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料。通過(guò)電化學(xué)阻抗譜(EIS)、耐鹽霧和陰極剝離試驗(yàn)研究了硅烷處理石墨烯對(duì)環(huán)氧防腐涂料防腐性能的影響。結(jié)果表明：將功能化氧化石墨烯納米片結(jié)合到硅烷膜中增強(qiáng)了環(huán)氧涂層的腐蝕保護(hù)性能和耐陰極剝離性能。

聚氨酯防腐涂料表現(xiàn)出優(yōu)異的耐腐蝕性、耐溶劑性、耐磨損性、改進(jìn)的阻隔性能和耐沖擊性、劃痕等性能，廣泛應(yīng)用于建筑、航空航天、汽車熱屏障、海洋應(yīng)用管道保護(hù)和裝飾等領(lǐng)域。Mo等使用APTES提高石墨烯分散性，從而制備功能化石墨烯/聚氨酯復(fù)合材料，其具有優(yōu)異的防腐性能。

聚苯胺防腐涂料因其與多種金屬之間形成致密的防腐蝕膜且價(jià)格低廉，從而在石油傳送管道、軍工產(chǎn)品、橋梁等防腐設(shè)施有較好的應(yīng)用前景。Mahato等利用原位聚合法制備出石墨烯/聚苯胺復(fù)合防腐涂料，涂層不僅為腐蝕環(huán)境提供物理屏障，而且賦予非潤(rùn)濕性。復(fù)合涂層對(duì)鋼的更好保護(hù)歸因于石墨烯納米片在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的均勻分散和聚苯胺協(xié)同作用。

此外還有石墨烯/聚乙烯醇縮丁醛防腐涂料、石墨烯/氟碳防腐涂料等。

2.2石墨烯在導(dǎo)電防腐涂料中的應(yīng)用

2.2.1汽車靜電噴涂淺色底漆

汽車生產(chǎn)過(guò)程中汽車塑件涂裝普遍采用常規(guī)空氣噴涂方式作業(yè)。大量防腐涂料以霧化形式散逸到空氣中，不僅成本昂貴，而且會(huì)造成較為嚴(yán)重的空氣污染。靜電噴涂以電場(chǎng)為涂裝載體，不但防腐涂料利用效率高，成本相對(duì)降低，有利于環(huán)境保護(hù)，還具有生產(chǎn)速度快，裝飾性能高等優(yōu)點(diǎn)。但是汽車組成構(gòu)建中有很大一部分是塑料制品，無(wú)法形成電場(chǎng)，所以要在加工件表面先涂一層導(dǎo)電底漆。

當(dāng)前汽車噴涂導(dǎo)電底漆主要通過(guò)添加導(dǎo)電炭黑使防腐涂料具有導(dǎo)電性。由此導(dǎo)致導(dǎo)電底漆顏色較深，為了美觀，往往要再噴涂一層底漆進(jìn)行遮蓋，最后再進(jìn)行正式的靜電噴涂。這種方法工藝復(fù)雜，成本也高，故此推廣難度較大。使用石墨烯作為導(dǎo)電劑后，可以回避因?yàn)閷?dǎo)電劑帶來(lái)的底漆顏色變深問(wèn)題，對(duì)于汽車靜電噴涂的改進(jìn)十分有利。數(shù)據(jù)顯示，加入2%到4%的石墨烯后，底漆涂層值為40到50，完全可以滿足汽車靜電噴涂的色度要求。

2.2.2導(dǎo)靜電防腐涂料

石墨烯兼具良好的導(dǎo)電性和防腐蝕性，因而在導(dǎo)靜電防腐涂料中應(yīng)用效果很好。加了石墨烯的導(dǎo)靜電防腐涂料表面電阻通常在106到109之間，可以有效防止靜電導(dǎo)走現(xiàn)象發(fā)生，所以一般應(yīng)用于對(duì)防火、防爆等要求很高的場(chǎng)合。比如石油、鐵路、化工、交通等行業(yè)中的貯油罐、輸油管道、油輪等貯油、輸油設(shè)備的內(nèi)外壁，此外煤礦、航空、紡織、糧食等行業(yè)設(shè)備的防腐涂料一般都是導(dǎo)靜電防腐涂料，這樣既可以最大限度防止設(shè)備腐蝕，又可以避免電荷集聚產(chǎn)生靜電引發(fā)火災(zāi)事故的問(wèn)題。

目前，抗靜電防腐涂料用途較為廣泛，石墨烯憑借其較高的導(dǎo)電性、強(qiáng)的力學(xué)性能等特點(diǎn)，較容易制得高性能、高強(qiáng)度的抗靜電防腐涂料。

通過(guò)改變改性石墨烯的添加量，制備出了表面電阻率不同的抗靜電涂層，且當(dāng)石墨烯的添加量為0.5%時(shí)，涂層的表面電阻率將下降到109Ohm/sq，滿足了抗靜電防腐涂料的標(biāo)準(zhǔn)要求。

利用水性丙烯酸樹(shù)脂作為基料，測(cè)試不同的氧化石墨烯含量對(duì)抗靜電涂層性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)氧化石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5% 時(shí)，涂層的體積電阻率達(dá)到 2.604×107Ω·cm，此時(shí)沖擊性能和耐老化性能也均最佳。

2.3石墨烯在防火防腐涂料中的應(yīng)用

2.3.1石墨烯在防火防腐涂料中的阻燃機(jī)理：

①石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)能在防腐涂料中層層疊加，形成致密的物理隔絕層，提高阻燃性能。

②石墨烯可以與防腐涂料中樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)復(fù)合，進(jìn)一步形成一層致密的保護(hù)膜，起到阻隔空氣的作用，從而發(fā)揮阻燃的效果。

③在高溫下石墨烯涂層燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水，并生成更加致密、連續(xù)的碳層，阻隔作用更強(qiáng)。

2.3.2石墨烯用于防火防腐涂料的實(shí)例

以丙烯酸乳液為成膜物質(zhì)，鈦白粉為顏料，石墨烯作為協(xié)效阻燃/抑煙劑制備成防火防腐涂料。研究結(jié)果表明：氧化石墨烯能有效提高防腐涂料試樣的耐燃時(shí)間和降低峰值生煙速率，當(dāng)氧化石墨烯的添加量為0.025份時(shí)(以100份乳液記)，試樣耐燃時(shí)間可以增加59.5%，當(dāng)添加0.125份時(shí)，試樣的峰值生煙速率從0.024m2/s降至0.013m2/s。具有片層結(jié)構(gòu)的氧化石墨烯在防腐涂料受熱膨脹過(guò)程中會(huì)使自身和基體分子鏈取向，進(jìn)而在聚合物碳化過(guò)程中形成骨架結(jié)構(gòu)，增加碳層強(qiáng)度，達(dá)到阻燃和抑煙的目的。

2.4石墨烯在建筑隔熱防腐涂料中的應(yīng)用

石墨烯因其高導(dǎo)熱系數(shù)，應(yīng)用于建筑隔熱防腐涂料可有效降低建筑物的內(nèi)部溫度，節(jié)能效果明顯。薛剛等通過(guò)回流法將石墨烯包裹在紅外發(fā)射粉末表面，成功制備出一種含石墨烯、電氣石及過(guò)渡金屬氧化物的復(fù)合散熱防腐涂料。研究表明，石墨烯可降低紅外顆粒的熱阻，相比于普通散熱防腐涂料，含石墨烯的復(fù)合防腐涂料紅外發(fā)射率可達(dá)到96%，節(jié)約能耗約6.37%，具有良好的節(jié)能效果。

2.5石墨烯在海洋防污防腐涂料中的應(yīng)用

海洋防污防腐涂料是一種特種防腐涂料，對(duì)植物和動(dòng)物性海洋附著生物有防護(hù)作用，且有較長(zhǎng)的防污期效。于歡將石墨烯/二氧化鈦復(fù)合材料添加到水性聚氨酯防腐涂料中，研究其對(duì)防腐涂料的抗菌滅菌性和表面性能等的影響，結(jié)果表明，石墨烯的加入顯著提高了水性聚氨酯的抗菌滅菌性，使涂層防污性能得到極大的提升。

2.6石墨烯在聚合物水泥防水防腐涂料中的應(yīng)用

石墨烯用于聚合物水泥防水防腐涂料具有良好的耐久性、抗?jié)B性和物理力學(xué)性能。呂生華等通過(guò)溶液共混法將石墨烯加入到丙烯酸酯類聚合物與水泥復(fù)合而成的聚合物水泥防水防腐涂料中。研究表明，因石墨烯中含有豐富的含氧基團(tuán)能夠調(diào)節(jié)水泥中水化產(chǎn)物的生長(zhǎng)，因此使涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和抗?jié)B性等物理性能得到顯著提升。

3博凱石墨烯防腐涂料研究

石墨烯改性防腐涂料作為石墨烯材料的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，近年來(lái)迅速成為國(guó)內(nèi)外防腐涂料的研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)以博凱防腐涂料廠代表的少數(shù)科研機(jī)構(gòu)和涂料企業(yè)均成功開(kāi)發(fā)出石墨烯涂料，并已在海洋防腐和工業(yè)防腐領(lǐng)域進(jìn)行試驗(yàn)涂裝。傳統(tǒng)涂料通過(guò)采用石墨烯材料改性后，其防腐性能不僅會(huì)大大提高，而且還能夠賦予涂料許多新的功能。

3.1石墨烯環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料系列

環(huán)氧樹(shù)脂是以脂環(huán)族或芳香族為主鏈并含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)，通過(guò)環(huán)氧基與固化劑反應(yīng)形成的高分子低聚體。環(huán)氧樹(shù)脂可與不同種類的固化劑、稀釋劑、助劑等混合使用，得到了力學(xué)、熱學(xué)、機(jī)械、黏結(jié)和防腐性能優(yōu)異的材料，因此被廣泛地應(yīng)用。但其固化后強(qiáng)度、導(dǎo)電等性能較差，很難滿足工業(yè)要求。加入石墨烯可以有效解決這些問(wèn)題，但石墨烯的成本高和分散性差，又阻礙了石墨烯環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

博凱石墨烯環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料產(chǎn)品：石墨烯環(huán)氧富鋅底漆、石墨烯鋅底漆、石墨烯環(huán)氧中間漆、石墨烯鋅中間漆、石墨烯環(huán)氧面漆等

3.2石墨烯聚苯胺防腐涂料系列

聚苯胺在涂料中可起屏蔽作用、緩蝕作用和鈍化作用，可以作為防腐涂料的成膜物質(zhì)。聚苯胺涂料防腐性能優(yōu)異，原因是聚苯胺可使金屬表面鈍化。聚苯胺涂料本身已經(jīng)具有很強(qiáng)的防腐性能，石墨烯的摻雜可使其抗腐蝕性能得到進(jìn)一步提升。但聚苯胺易團(tuán)聚，解決其與石墨烯的分散問(wèn)題對(duì)于涂料的性能提升最為關(guān)鍵。

博凱石墨烯聚苯胺防腐涂料產(chǎn)品：石墨烯聚苯胺防腐底漆、石墨烯聚苯胺防腐中間漆、石墨烯聚苯胺防腐面漆

3.3石墨烯聚氨酯防腐涂料系列

聚氨酯涂料是多異氰酸酯和多元醇加聚反應(yīng)形成的高聚物，與基材附著力良好，是一種高強(qiáng)度、抗撕裂和耐磨的防腐涂料。聚氨酯具有耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械性能好等特點(diǎn)，是應(yīng)用較廣的一種材料，但其防腐涂料不耐高溫、不導(dǎo)電，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代市場(chǎng)的需求。由于石墨烯具有優(yōu)異的光、電、力學(xué)性能，用其來(lái)改善聚氨酯涂料，可得到具有導(dǎo)電性的防腐涂料。

博凱石墨烯聚氨酯防腐涂料產(chǎn)品：石墨烯聚氨酯防腐底漆、石墨烯聚氨酯防腐面漆、石墨烯聚氨酯防銹底漆、石墨烯聚氨酯面漆等

4結(jié)語(yǔ)

石墨烯因具有優(yōu)異的物理阻隔性、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、突出的力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，使其在防腐涂料行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。性能均得到廣泛提高，這必將推動(dòng)防腐涂料產(chǎn)業(yè)的新一輪革命。然而目前仍面臨著一些關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，如：如何大規(guī)模低成本的制備高質(zhì)量的石墨烯產(chǎn)品；對(duì)石墨烯功能改性方法的創(chuàng)新；研究石墨烯在聚合物中的作用機(jī)理，為其在防腐涂料領(lǐng)域應(yīng)用提供理論支撐伴隨著石墨烯防腐涂料的應(yīng)用發(fā)展。我們堅(jiān)信未來(lái)在石墨烯功能性防腐涂料發(fā)展中出現(xiàn)的這些問(wèn)題會(huì)逐漸解決，在功能性防腐涂料行業(yè)的升級(jí)發(fā)展過(guò)程中，石墨烯將發(fā)揮重要作用。

鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料（CECS 343：2013） 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料（CECS 343：2013）是鑫鼎言防腐涂料摘自CECS 343：2013《鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝技術(shù)規(guī)程》5 防腐蝕工程材料。大家可以放心參考。用于鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝工程的材料，必須具有產(chǎn)品質(zhì)量證明文件，其質(zhì)量和材料性能不得低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB 50212或其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。鍍鋅鋼板、彩涂鋼板及耐候鋼等鋼材應(yīng)提供質(zhì)量合格證書。 時(shí)間：2018/1/15

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