石墨烯防腐散热涂料绝非概念

2 石墨烯防腐机理2.1 屏蔽作用将防腐涂料涂抹于金属表面上，能够有效隔绝金属基体本身与周边空气两者，这种类型的保护作用就是屏蔽作用[3]。

通常情况下所使用涂料，若只涂单层时其厚度相对比较小，很难起到完全隔绝腐蚀性离子的作用，这主要是因为高聚物膜层一般都存在一定的孔洞，而这些孔洞的平均直径大约为10-5cm ～10-7cm 之间，但是水分子直径和氧分子直径一般在十几纳米左右，在这种情况将石墨烯这种具有纳米性质的材料融入防腐涂料中，能够起到填补涂料本身存在的缺陷作用，以此来隔绝水、氧气等一些气体原子渗透涂层。

根据相关实验研究结果表面，氧气分压所处环境在10-4mbar 以上，石墨烯也可以有效保护金属基底，有效避免其受到腐蚀影响。

基于以上，运用石墨烯材料应用于金属防护涂层所用的防腐涂料中，能够其实避免金属表面与具有腐蚀性、氧化性的介质进行接触，有效防护基地材料。

2.2 缓蚀作用所谓缓蚀作用，就是基于涂料本身特有的成分与金属基体两者发生反映后，促使金属表面因此出现纯化或者是形成具有保护性质的一层防护膜层，通过这种方式来强化涂料的防护作用，将石墨烯加入其中，能够起到对镀层金属的钝化作用，对提升金属基底的耐腐蚀性能具有积极性应用意义。

2.3 加固作用就金属材料本质特征来讲，其经常使用的聚合物涂层很容易某种物质刮坏，但通过将石墨烯与防腐涂料融合于一体后使用，因石墨烯本身具有的机械、摩擦方面的应用性能优势，能够起到强化材料在减摩以及抗磨方面的应用优势；除以上之外，石墨烯还具有重量轻、特性超薄的特征，不会对金属基底带来其他不良的使用影响。

3 石墨烯在防腐涂料中的应用3.1 石墨烯-环氧树脂涂料所谓石墨烯-环氧树脂涂料，简单来讲就是采用物理混合的方式将自制石墨烯分散液和双组份水性环氧树脂两者混合起来制作而成[4]。

其一，通过对极化曲线、电化学阻抗以及中性0 引言就石墨烯改性涂料的特性来讲，能够实现长时间在高温环境下开展工作，由此可以看出，这种类型的涂料具有良好的耐热性、耐光照老化等优势，而石墨烯的这些应用优势对于涂料而言具有非常大的应用意义，因此将石墨烯与涂料两者结合起来使用，能够有效强化涂料在使用中的导热性、防腐性等应用性能，同时也可以应用于各种环境相对比较恶劣且极端的环境下使用。

石墨烯防腐涂料原理
石墨烯防腐涂料是一种新型高效的防腐材料，其原理主要是利用石墨烯的优异物理和化学性能来保护金属表面不被腐蚀。

首先，石墨烯具有极高的导热和导电性，可以快速将热量和电流传递到金属表面，形成一层高效的热和电导层，使金属表面的温度和电位保持稳定，从而降低了金属表面的化学反应速率，延缓了金属腐蚀的进程。

其次，石墨烯具有极高的机械强度和韧性，可以形成一层坚固的保护层，防止外界物质的侵蚀和磨损。

同时，石墨烯还能够有效地吸附和催化金属表面上的有害物质，如氧气、水分和酸碱等，将其转化为无害物质，从而消除了金属表面的腐蚀因素。

最后，石墨烯防腐涂料具有优异的耐久性和稳定性，可以长期保持其防腐效果，同时具有良好的适应性和可塑性，可以根据不同的金属材料和使用环境进行量身定制，以实现最佳的防腐效果。

综上所述，石墨烯防腐涂料原理基于石墨烯的优异物理和化学性能，通过形成一层高效的热、电、机械和化学保护层，防止金属表面的腐蚀和磨损，从而实现高效、可靠、耐久的防腐效果。

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石墨烯导热散热涂料石墨烯重防腐涂料应用优势首先，石墨烯导热散热涂料具有出色的导热性能。

石墨烯是一种单层碳原子构成的二维材料，具有极高的导热系数。

将石墨烯添加到导热散热涂料中，可以显著提升涂料的导热性能，使其能够更有效地将热量从被涂物表面传导出来，提高散热效果。

这一特点使得石墨烯导热散热涂料得到广泛的应用，特别是在电子元器件、照明设备和汽车等领域，能够有效降低设备的温度，提高设备的可靠性和寿命。

其次，石墨烯重防腐涂料具有优异的耐腐蚀性能。

石墨烯具有高度的化学稳定性和抗氧化性，能够有效地抵抗酸、碱和一些有害气体的侵蚀，能够长时间保持涂层的完整性和稳定性。

将石墨烯添加到重防腐涂料中，能够显著提高涂层的抗腐蚀性能，延长被涂物的使用寿命。

因此，石墨烯重防腐涂料被广泛应用于海洋工程、化工设备和航空航天等领域，能够有效保护金属表面免受外界腐蚀的影响。

此外，石墨烯导热散热涂料和石墨烯重防腐涂料还具有易施工、环保和节能的特点。

石墨烯涂料的施工过程与传统涂料相似，并且具有良好的附着力和耐磨性，能够在各种复杂环境下使用。

石墨烯是一种纯天然的无机材料，不含任何有害物质，对人体和环境无毒无害，符合环保要求。

同时，由于石墨烯涂料的导热性能和防腐性能突出，能够提高设备的能效，减少能源的消耗，实现节能减排。

总之，石墨烯导热散热涂料和石墨烯重防腐涂料是一种具有多种应用优势的新型涂料材料。

它们不仅能够提高设备的散热效果，延长使用寿命，还能够保护金属表面，防止腐蚀，提高设备的可靠性。

同时，它们的施工过程简单方便，环保节能，符合现代工业发展的要求。

因此，石墨烯导热散热涂料和石墨烯重防腐涂料在各种领域具有广阔的应用前景。

石墨烯涂料来了！传统钢管防腐材料产业或被颠覆小烯导读国网宁波供电公司依托“电网新材料应用联合实验室”，联手中科院宁波材料所，共同研发石墨烯改性新型重防腐涂料。

有效解决了沿海特殊环境下的杆塔腐蚀问题，打破了国外对高性能重防腐涂料的垄断。

在舟山500千伏联网工程现场，十余名工作人员正在为地面堆放整齐的一根根铁塔杆管喷刷“石墨烯改性重防腐涂料”，为这座在建的世界最高铁塔穿上一身“防腐外套”。

如何在湿度和盐度较高的海岛环境，减缓金属物的锈蚀，防止表面剥落，保证设备内部结构不受破坏，从而延长杆塔寿命，是沿海地区供电部门研究的一项重要课题。

“海宽一丈，塔高一尺”，随着在舟山500千伏联网工程这个世界最高铁塔——380米的金塘岛输电铁塔建设的启动，铁塔防腐成为重中之重的问题。

早先，国网宁波供电公司已经与中科院宁波材料技术与工程研究所联合共建了“电网新材料应用联合实验室”，共同研发石墨烯改性新型重防腐涂料，通过在镇海、北仑、鄞州等区域试点使用，显著延长输电塔架、线路、输变电设备的服役寿命，将传统镀锌层输电塔架在海洋大气区和工业区的防护寿命提高6年以上，减少维修检修次数和维修频率，不仅如此，该材料还有环保、低成本等优点，运用成效显著。

此次结合石墨烯应用和舟山500千伏联网工程实际情况，国网宁了研究分析，在原涂料成分上进行了改良，首次为380米高塔“量身定制”防腐外套，邀请了中国工程院院士薛群基、国际腐蚀联盟执委李晓刚等多名专家对此次“海岛铁塔应用石墨烯改性重防腐涂料”进行可行性论证评审，经共同质询与讨论，认为技术材料齐全、规范，数据翔实，符合评审要求。

目前，“石墨烯改性重防腐涂料”涂刷工作正在按计划实施，铁塔预计于2018年完工。

下面，敲黑板时间到！小贴士被形容为“轻如气球、坚如金属”的石墨烯，是目前自然界最薄的二维纳米材料：１毫米的石墨薄片，就能剥离出多达150万片石墨烯。

石墨烯具有优秀的阻隔和屏蔽性能，同时还兼具高强度、耐蚀性、高导电和导热性能：一克石墨烯就可以覆盖一个足球场；它的强度是钢的200倍、钻石的数倍。

浅析石墨烯在防腐涂料中的应用现状一、引言1.1金属腐蚀的危害性金属腐蚀是指金属在物理、化学或生物作用下的逐渐销蚀和损失其物理力学性能的现象。

金属腐蚀对环境和人类造成了严重的危害：（1）环境污染：金属腐蚀产生的废弃物和腐蚀产物会对环境造成污染；（2）危害健康：金属腐蚀过程中产生的有毒物质可能对人类健康造成危害；（3）安全隐患：金属腐蚀过程中可能导致金属结构的破坏，造成安全隐患；（4）经济损失：金属腐蚀可导致金属设备的损坏和提前报废，造成经济损失等等。

因为腐蚀的严峻情况，国内外对防治腐蚀的工作都非常重视，采取了各种措施来减缓腐蚀的影响。

为了确保油气管道的长期安全运行，各国政府和企业都制定了防腐规定，作为设计、建造、管理必须遵守的标准。

1.2石墨烯简述石墨烯是最薄的二维碳材料，也是所有石墨形式的母体。

最初的单层碳原子石墨烯是从石墨中剥离出来的。

石墨烯的发现为碳材料的研究开辟了新的领域。

因此，英国科学家安德烈·海姆和俄罗斯科学家康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得了2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯作为一种在室温条件下稳定存在的新型二维结构晶体材料，因其优良的导电性能、力学性能、热学性能、光学性能以及超大的比表面积、化学稳定性等，在纳米器件、复合材料、传感器、电池、防腐涂料、润滑油等领域受到诸多学者的关注和研究。

石墨烯的制备手段也是丰富多彩，大致上可分为“自上而下”和“自下而上”的制备方法。

对于“自上而下”的制备方法而言，包括机械剥离法、电化学剥离法、超声辅助溶液剥离法和氧化石墨烯还原法；“自上而下”的制备方法而言，包括化学气相沉积法（CVD）、外延生长法和小分子化学合成法。

石墨烯可成功地、大量地制备给碳材料的宏观组装材料带来了新的契机，可通过设计、构筑、组装成多级结构和多维度材料，如石墨烯膜、石墨烯气凝胶、石墨烯纤维等。

经过十年的发展，石墨烯逐渐成为热门的科学话题，其巨大的产业发展前景吸引了全世界的目光。

纳米沉积石墨烯高导热散热涂层涂层外观：黑色哑光粗糙面；高导热散热，显著增大散热面积，兼具常规防腐黑色光滑面：高防腐，导热散热良好，基本不增加散热面积涂层材质与工艺：以石墨烯为主的碳复合材料，少量纳米复合陶瓷以及表面改性助剂。

通过中微纳专利技术纳米沉积，碳材料趋于定向排列，形成微翅片，显著提高导热散热，增大散热面积。

适用基材：铝材、铜材、镁合金、钢材以及其它金属材质，石墨以及碳纤维材质。

说明：不同基材，不同性能侧重，可根据运用调整。

适用温度：长期-60℃—300℃；短期-100℃—400℃。

耐冷热冲击抗热震。

涂层特性：1、高热导率：水平方向最高可达800W/M.K以上，垂直方向最高可达30W/M.K以上，有助工件散热不蓄热，延长寿命。

2、高辐射系数：最高可达0.96以上；3、微翅片结构显著增加散热面积：最高可增加散热面积2倍以上；4、涂层厚度15微米左右，也可根据需要在3—50微米范围内调整定制；5、涂层防静电，具有一定电磁屏蔽功效，具有一定电绝缘性能（耐电压1000伏特左右）；6、涂层附着力1级，结合强度最高可达15MPa以上；7、涂层硬度最高可达6H，柔韧性1级，耐一定次数的折弯，耐冲击50cm以上；8、涂层耐腐蚀，涂层厚度15微米，耐盐雾1920小时以上，最高可耐2400小时以上。

增加涂层厚度，耐盐雾最高可达6000小时以上。

涂层耐酸碱腐蚀，散热防腐一体解决；9、涂层耐湿热，耐水长期浸泡，耐水煮。

纳米沉积系统（中微纳专利技术：纳米材料技术与可控涂层工艺设备的集合）1、工艺技术说明：A、液相纳米沉积和气相纳米沉积相结合，涂层微观粒子趋于定向，微观粒子间离子级结合；B、可实现低温（最低可达60℃）纳米沉积，正常180℃—400℃实现纳米沉积；C、主要工艺流程：工件上工装—工件表面前处理（除油除脂除锈除氧化层）—液相沉积—气相沉积—工件下工装—质检包装。

2、工艺主要特点：A、自动化程度高，连续作业，主要工艺过程无需人工操作，品质稳定；B、生产过程数字化在线监控，时时管控品质，有异常及时报警；C、产能稳定，适宜大规模生产，小批量或换线成本高;D、纳米功能材料、沉积工艺、专用设备三位一体的系统技术，3重连贯的技术门槛。

石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用摘要：防腐涂料是指由底漆、中漆和面漆组成的具有防腐蚀功能的涂料，依据涂料应用领域的不同，可以分为常规防腐涂料和重防腐涂料。

一般常见的防腐涂料有环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸树脂涂料、富锌涂料等。

鉴于此，本文主要分析石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用。

关键词：石墨烯；防腐涂料；应用1、石墨烯简介1.1、石墨烯的结构石墨烯是碳原子sp2杂化形成的蜂窝状平面薄膜，是一种仅有单层原子厚度的二维材料，也被称为单原子层石墨。

石墨烯是世界上已知的最坚硬且最薄的纳米材料，虽然只有1个碳原子厚度，但在外应力作用下抵抗变形能力大小的模量可达1012Pa。

1.2、石墨烯的制备方法（1）机械剥离法是最早被发现并用于生产石墨烯的方法，该方法对于实验设备要求极低，操作简便，效果明显，并且获得的石墨烯样品的质量很好。

因此，实验室生产以及石墨烯用量偏小的公司，大多使用该方法来制备石墨烯。

主要是将机械力作用在石墨表面，使其受力剥离，由原来的多层变为一层或数层。

（2）氧化还原法是当前制备石墨烯最为流行的方法之一，也是实验室批量生产石墨烯所采用的方法。

该方法以石墨或膨胀石墨为原材料，首先将石墨或膨胀石墨加入到浓硫酸中，加入强氧化剂得到蓬松的氧化石墨烯，再加入强还原剂，得到石墨烯。

该法制备周期短，成本较低，设备简单，而且可以得到氧化石墨烯；但制备过程中应用强酸、强氧化物等物质，较为危险，而且得到的石墨烯有较多缺陷，如电学和力学性能不够优异。

（3）外延生长法碳化硅外延生长法：将碳化硅置于高温高压环境中，使硅原子蒸发，将碳原子留在载体上。

该方法可以制备单层大面积石墨烯，其质量十分优异。

但由于制备条件严苛、成本昂贵、转移困难，导致应用受限。

金属催化外延生长法：在超高真空的条件下，将碳氢化合物加到具有催化活性的过渡金属基底表面，并通过加热使吸附在金属表面的气体催化脱氢得到石墨烯薄膜。

对于碳原子来说要有较低的溶解度，这样才能通过化学腐蚀的方法使石墨烯与基底实现分离，不然不利于石墨烯的后续加工。

第5期石晓凡，等:石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究-107-石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究石晓凡，贾新磊(滨州学院化工与安全学院，山东滨州256600)摘要:石墨烯凭借其阻隔性能好、屏蔽性能好以及化学稳定性好等特点，在防腐防污涂料领域得到了广泛应用。

本文综合叙述了近年来石墨烯在防腐、防污涂料中的相关内容，归纳了石墨烯的结构特性，总结了石墨烯在防腐、防污涂料中的应用，整理了石墨烯在涂料方面存在的问题'关键词:石墨烯;结构特性;防腐;防污中图分类号:TQ637文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021)05-0107-02Application of Graphene in Anticorrosion and Antifouling CoatingsShi Xiaofan,Jin Xinlei(School of Chemical Enginee/ng and SCety of Binzhou University,Binzhou256600,China)Abstract:Graphene has been widely used in the fieN of anti-corrosion and antifou/ng coatings because of its excellent bc/cr performance,outstanding shielding performance and good chemical stabOty.In thO paper,the related contenO of graphene in anti-cormsion and antifou/ng coa—ngs in recent years are comprehensively described,the structural chamcte时Ucs of graphene aoesummaoczed,theappeccatcon oogoaphenecn antc-co o scon and antcoouecngcoatcngscssummaoczed,and theexcstcngpoobeems oogoaphenecn coatcngsaoesooted out.Key words:graphene；structural properties；corrosion protection；antifou/ng在英国的两位科学家通过众多实验成功分离出了石墨烯后，石墨烯进入了人们的眼界，并且得到了广泛的关注。

石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究张陆【摘要】石墨烯改性涂料可以很长时间在高温环境下进行工作,可见这种涂料具备很不错的耐候性,光照老化等特性,石墨烯的这些特点对于涂料有着很大的作用.将其加入到涂料中,可以提升涂料的耐冲击性、导热性与防腐性等,这种复核涂料可以在多种极端环境中使用.现如今,石墨烯的研究已经是十分热门的话题.本文对石墨烯及其在防腐涂料中的应用研究展开分析,并提出相关解决策略.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】2页(P103-104)【关键词】石墨烯;防腐涂料;应用研究【作者】张陆【作者单位】中国船舶工业系统工程研究院北京 100094【正文语种】中文【中图分类】T引言石墨烯具备高比表面积，十分快速的导电性能以及十分不错的高导热性等，可见石墨烯这种物质具备很多的功能，这也让其在涂料领域得到了大量的运用。

因为石墨烯的高比表面积，也导致其表面具备很强的吸附能力，其表面能大，当涂料变得干燥时，其就会形成网状结构，这样就可以让涂层具备更强的吸附力，涂层也会变得更为紧密，从而提升涂料对基材的吸附能力。

石墨烯改性涂料可以很长时间处于高温环境中进行工作，其具备不错的耐候性等，正是因为这些特性，让其可以在极端环境中使用。

不仅如此，石墨烯还是一种新的防腐材料，将石墨烯加入到一般的防腐涂料当中，可以制作出更加完善的防腐涂料，其具备更强的韧性、附着力以及耐水性等，这种新型的防腐涂料可以大量的运用在海洋工程、交通运输当中。

1.石墨烯涂料的制备石墨烯是一种纳米添加剂，将其加入到涂料当中，因为石墨烯本身拥有独特的性能，这些性能也会在涂料中展现出来。

现阶段，石墨烯符合涂料的制备方法有三种，那就是溶胶-凝胶法、直接共混法以及原位聚合法。

下面就对这三种方法展开探讨。

(1)溶胶-凝胶法。

溶液-凝胶法就是把金属化合物在溶剂中进行溶解，接着让金属化合物进行水解，从而形成纳米粒子溶胶，然后将其进行干燥，便可以得到凝胶。

纳米石墨烯在防腐涂料领域的研究进展和应用随着工业化的发展，各种化学物质的大量使用也导致了环境的恶化和人类的健康问题。

其中，防腐涂料作为一种重要的防腐材料，在工业领域中得到了广泛的应用。

然而，传统的防腐涂料通常含有大量的有害化学物质，如苯、酚、铅、汞等，对环境和人体都有潜在的危害。

因此，开发一种高效、环保的防腐涂料显得尤为重要。

纳米石墨烯作为一种新型材料，在近年来备受关注。

纳米石墨烯的具有高表面积、导电性和机械强度，特别是其具有防腐蚀、抗氧化、防紫外线、抗菌等特性，使其成为一种非常有前途的防腐涂料添加剂。

近年来，许多学者和研究机构对纳米石墨烯在防腐涂料领域进行了一系列的研究。

研究表明，纳米石墨烯具有较强的增强作用、以及抗腐蚀和耐候性。

其中，下面几方面是目前纳米石墨烯在防腐涂料领域的研究进展和应用：一、纳米石墨烯的增强作用防腐涂料中添加纳米石墨烯可以提高涂料的硬度、耐磨性和耐候性等性能。

研究发现，添加0.5%纳米石墨烯的防腐涂料，在铝合金表面进行划伤测试，其硬度远高于未添加纳米石墨烯的涂层，并且表面的磨损程度也大大降低。

所以，纳米石墨烯可以增强涂料的性能，延长涂料的使用寿命。

二、纳米石墨烯的防腐性能纳米石墨烯在防腐涂料中的应用可以隔绝氧气和水分子的进入，影响了对金属物体的腐蚀和氧化。

例如，在一些强酸和强碱环境中，往往需要高品质的防腐涂料来保护金属。

研究发现，在添加1%纳米石墨烯的防腐涂料中，其对金属表面的腐蚀率减小了46%，表明纳米石墨烯可以有效地保护金属表面免受腐蚀的侵蚀。

三、纳米石墨烯的耐候性在野外环境中，防腐涂料会因长时间的紫外线照射而失去颜色和光泽。

但是添加纳米石墨烯的涂料具有更好的耐候性。

研究发现，在添加2%纳米石墨烯的涂料中，其所含的涂料分子结构特别稳定，可以有效地保护表面不受日晒雨淋的侵蚀。

四、纳米石墨烯的抗菌性能防腐涂料的抗菌性能也是十分重要的一个方面。

研究显示，纳米石墨烯的表面含有大量的氧化物，可以与细菌细胞质融合，从而阻止了细菌的生长。