中國粉體網訊 中國涂料行業歷經一百多年的發展，已經超過三千多億市場規模。 從政策法規、標準、國際競爭、行業趨勢等幾個方面，涂料行業從以前的高速發展邁入了創新驅動、綠色轉型、節約資源、高性能化的高質量發展階段。
高質量薄層石墨烯材料，厚度僅為幾個原子層，對所有原子、分子都具有不可滲透性，與傳統材料比較，相同質量下，具有更大的片層阻隔面積。石墨烯具有優異的力學、導電、導熱性能，在涂料中實現均勻分散后，高質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勢的工業涂料升級產品，其技術和標準發展已經初步成熟，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，通過高質量石墨烯解決水性、高固含、無溶劑、粉末類的環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（H2O、O2、Cl-）具有良好的阻隔性能，抗腐蝕介質滲透，可在防腐涂層中發揮優異的物理屏蔽效果。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，延緩了腐蝕介質透過涂層與基材表面的接觸，這種現象也被稱為“迷宮效應”。因此，其常被應用于加強樹脂涂層的防腐性能。
陰極保護協同效應
研究表明，環氧富鋅底漆中只有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，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，優勢在于以很少的添加量，實現優異導靜電性能。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陸續在橋梁、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、涂料產品開發及市場應用、產業鏈逐步走向成熟，將形成以石墨烯改性涂料為升級型產品的市場趨勢。
2024年10月29日在上海跨國采購會展中心，由北京粉體技術協會與柏德英思展覽(上海)有限公司聯合主辦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物理專業博士學位。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。已經在Adv. Mater., Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett., J. of Phys. Chem. B, J. of Phys. Chem.等國際高質量期刊發表論文。已申請國家發明專利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
（中國粉體網編輯整理/留白）
注：圖片非商業用途，存在侵權請告知刪除！
