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石墨烯的性能及其在防腐领域的应用研究

 

      石墨烯目前是世上*薄的防腐蚀材料,多用于金属材料的防腐保护,有关石墨烯在防腐领域的研究在世界范围内广泛展开。石墨烯具有超大的比表面积、优良的阻隔性、高的化学稳定性及良好的导电性等性能,这对于防腐涂料综合性能具有较强的提升作用,可以增强涂层对基材的附着力(具有附着力促进剂的功效),提升涂料的耐磨性和防腐性,同时具有环保安全、无二次污染。

       近年来基于石墨烯的防腐应用研究主要集中在纯石墨烯防腐涂层以及石墨烯复合防腐涂层两方面。纯石墨烯涂层一般通过化学气相沉积(CVD)方法、机械转移法、喷雾法等方法,将纯石墨烯覆盖到铜、镍等金属基材表面,利用石墨烯自身二维片层结构层层叠加形成的致密隔绝层对金属进行防护。但是单纯使用石墨烯防腐蚀涂层具有很多局限性:对石墨烯品质要求高,一旦薄膜有轻微的缺陷便会加剧金属腐蚀,只能提供短时间的抗氧化腐蚀效能;对金属基底可选择的不多,对设备要求高;难以大规模、大面积制备,难以产业化。

      与纯石墨烯防腐涂料相比,石墨烯复合防腐涂料能够兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速导电性、突出的力学性能和聚合物树脂的强附着力、成膜性,可协同提高涂料的综合性能。另外,石墨烯复合防腐涂料的制备方法和涂覆工艺等都可建立在传统涂料生产的工艺基础上,在工业化合成和产业化应用中表现出很好的可控性和施工性。因此,石墨烯复合防腐涂料将是未来新型防腐蚀涂层材料的新生力量。

      目前石墨烯复合防腐涂料的研究主要以溶剂型复合材料为主,但因环保限制和VOC限制,溶剂型防腐涂料的发展受到越来越多的限制,防腐涂料正向高性能化、功能化、绿色化的方向发展,特别是发展水性涂料已成为重防腐蚀涂料的重要发展方向。

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