自2004 年发现石墨烯以来， 这一新材料就引起了世界各国的研发和追捧热潮， 被认为是21 世纪新材料纪元的引领者和带动者。石墨烯以其特殊的结构和优异的性能，可以被应用于新能源电池、纳米复合材料、生物传感器以及催化剂载体等领域， 同时石墨烯电子迁移率高、热稳定好、抗拉强度强和电阻率低的优点使其在涂料中能取得不错的应用前景，将成为在工业、民用建筑等各大领域有着举足轻重作用的涂料主力军，是未来工业、民用等应用领域中最被寄予厚望的新生化学涂料。
中国“十三五”期间，防腐涂料将进入发展成长的黄金时期，石墨烯的出现，更令防腐涂料产品锦上添色，将使防腐涂料其规模、品种、性能都得到以大幅提高。
伴随着中国基础设施建设、工业机构调整和新兴产业的发展，防腐涂料无疑成为涂料产业与市场体系中的一个重要领域与分支，与其相关的参与企业、技术发展、产品体系、市场规模、实际需求、应用领域、作用发挥等在目前均达到了新的水平，而且不少行业专家都认为，工业涂料中制造规模最为领先、生产效率高、产能发挥好的，当属防腐涂料。
据行业资深媒体专家指出，石墨烯的应用被国际上列为影响未来全球经济的十二大课题之一，并被预测到2025年将拉动全球经济一万亿美元的产出。
石墨烯在涂料中的应用
石墨烯材料在电子、光学、生物学、传感器、储能等领域表现出了独特的功能和作用。石墨烯所具备的各种突出的理化性质也引起了涂料领域对石墨烯材料在涂料中的应用这一课题的普遍关注，并由此开展了大量的研究工作。
1.导电涂料
导电涂料是伴随着现代科学技术而迅速发展起来的特种功能涂料，石墨烯本身的共轭体系使其电子传输能力很强，具有优异的导电性能，这使得它在导电涂料领域具有非常大的应用潜力。
研究表明：石墨烯加入丙烯酸树脂中，降低了涂层电阻率，导电性能得到提高。相比于传统的导电介质（如银粉、铜粉、氧化锌等），石墨烯除了拥有良好的导电性能外， 还具备优异的热性能和透光性。
2.防腐涂料
防腐涂料是现代工业、能源、海洋等领域应用广泛的一种涂料，可通过涂层的屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用来防止基体腐蚀。实验表明，石墨烯中羧基含量越高，涂层的防腐性能越好，这是因为石墨烯中的羧基可以减少石墨烯的团聚，使石墨烯更均匀地分散在涂层中，提高了涂层的屏蔽作用。均匀分散的石墨烯能在涂层中形成物理隔绝层，起到屏蔽作用。将其加入到环氧富锌漆中，可在涂料中形成网状导电结构，提高锌粉的利用率，加强锌粉对钢板的阴极保护作用，具有更佳的保护效果。
石墨烯的加入使环氧富锌漆中锌的利用率明显提高，发挥了良好的阴极保护协同作用，大大降低了锌粉的用量，减少了施工时的粉尘污染。
3.防污涂料
防污涂料是涂装于船底和海洋水下设施的一种特殊涂料。它的主要作用是通过漆膜中毒料的渗出、扩散或水解等方式逐步释放毒料，达到防止海洋生物附着在船底或海洋水下设施的目的。氧化石墨烯是一种优良的抗菌材料，对哺乳动物的细胞毒性较小。因此，石墨烯具有应用于防污涂料的潜质。
结果表明，环氧树脂加入石墨烯，可以提高涂层的防腐和抗菌性，改性石墨烯因分散更均匀，可以更有效地提高涂层的防腐防污性能。
4.防火涂料
防火涂料是通过降低被涂基材表面的可燃性，阻滞火灾的迅速蔓延，提高被涂基材耐火极限的一种特种涂料。防火涂料按阻燃机理可分为2类，一类是膨胀型防火涂料，遇火时涂层会发生软化熔融膨胀，形成海绵状或蜂窝状碳化层； 另一类是非膨胀型防火涂料，在遇火燃烧时吸收大量热量，使温度难以升高，并在物体表面形成一层隔绝氧气的保护层。
石墨烯的二维片层结构， 一方面在涂层中形成致密的隔绝层，起到阻燃效果，另一方面石墨烯可以与树脂交联复合，形成保护层，起到隔绝空气的作用。
将改性后的氧化石墨烯加入到硅树脂中，结果表明，氧化石墨烯的加入增加了硅树脂的耐热性，主要原因是分散在硅树脂中的氧化石墨烯包覆在硅树脂的网状结构外围，氧化石墨烯片层起到了保护作用，减少了氧和其他活性分子与硅树脂的接触。同时，氧化石墨烯片层对硅树脂的链段运动起到了阻碍作用，从而提高了硅树脂的耐热性能。
在丙烯酸膨胀阻燃涂料中加入氧化石墨烯，结果表明，将适量的氧化石墨烯加入到阻燃体系中， 会在涂料受热膨胀时诱导聚合物分子链取向和生成“骨架”物质而显著增强碳层，发挥阻燃作用。同时，氧化石墨烯具有气体阻隔性，有效地抑制了燃烧过程中形成的固体颗粒物的溢出，抑烟效果也十分显著。
5.水性涂料
水性涂料是用水作为分散介质的一种环境友好型涂料，与同种类型的溶剂型涂料相比，水性涂料的功能还有待于进一步地提高。
实验表明：加入改性石墨烯比单纯的水性聚氨酯涂料的拉伸强度提升显著，热稳定性也有所提高。石墨烯改性水性聚氨酯涂层具有良好的防污性能。
石墨烯作为一种新型功能材料，具有高比表面积、快速导电性、优异的力学和稳定性能，它在各个领域都展现了巨大的应用前景，已成为国内外的研究热点。石墨烯在导电、防腐、防污和防火等功能涂料体系中均可提升涂料的综合性能，展现了诱人的潜在前景。然而石墨烯在涂料中的应用研究尚不成熟， 还有许多关键技术问题需要解决。如低成本高质量石墨烯的规模化生产；解决石墨烯分散更有效的办法，使其能大规模应用于涂料；研究石墨烯在涂料体系中的作用机理，为以后的应用提供理论基础等。相信随着研究的深入和科技的发展，这些问题都会迎刃而解，石墨烯也必将推动涂料产业的新一轮发展与革新。
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