中國(guó)新型涂料網(wǎng)訊：
添加石墨烯的涂料因與聚合物樹(shù)脂發(fā)生物理混合或化學(xué)復(fù)合制成功能涂料，顯著提升作為各個(gè)不同用途的涂料的性能。因此，石墨烯涂料已經(jīng)成為石墨烯的重要應(yīng)用研究領(lǐng)域。
1.耐腐蝕性能
石墨烯本身憎水憎油，分散均勻性較差，將其添加到海洋重防腐蝕涂料中，應(yīng)配合相應(yīng)的偶聯(lián)劑，可制備出優(yōu)于傳統(tǒng)富鋅類的防腐涂料。有研究發(fā)現(xiàn)，添加石墨烯的環(huán)氧樹(shù)脂涂料具有層層疊加形成的致密隔絕層，通過(guò)物理方式抑制水、腐蝕性離子等對(duì)涂膜的浸潤(rùn)與滲透；同時(shí)利用快速導(dǎo)電能力保護(hù)陽(yáng)極，阻止鐵銹的生成。
2.導(dǎo)電性能
石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)使之具有很高的電子遷移率和優(yōu)異的電學(xué)性能。巨浩波等制備的石墨烯/硅丙乳液復(fù)合涂料滲流閾值為0.5%，當(dāng)添加含量高于0.9%時(shí)，涂層電導(dǎo)率基本穩(wěn)定在10-3S/cm 以上。賴奇等制備出石墨烯/丙烯酸樹(shù)脂導(dǎo)電薄膜，研究發(fā)現(xiàn)石墨烯的加入降低了涂層電阻率，石墨烯的粒徑越小，涂膜的導(dǎo)電性能越好。楊貽婷研究發(fā)現(xiàn)將石墨烯分散液與基體混合聚氨酯涂料的導(dǎo)電性增強(qiáng)不大，而旋涂至聚氨酯涂料的表面，可以大幅度提高涂料的導(dǎo)電性。
導(dǎo)靜電涂料是指表面電阻為106 -109 的具有防靜電作用的防腐涂料。大型工業(yè)設(shè)備設(shè)施一般需要刷涂防腐蝕涂料，但往往會(huì)因產(chǎn)生靜電而加速腐蝕，因此，最好防腐蝕的同時(shí)又能導(dǎo)靜電。
電磁屏蔽涂料主要利用涂料的反射、吸收等阻止電磁能進(jìn)入被屏蔽區(qū)域。近日，江蘇大學(xué)采用GO為原料研制出一種紫外光固化抗電磁屏蔽涂料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)GO 的用量為聚醚多元醇NJ－220 質(zhì)量的3.8%時(shí)，電導(dǎo)率接近純石墨烯電導(dǎo)率，具有較強(qiáng)的電磁屏蔽效能。
3.導(dǎo)熱性能
石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高，比表面積大，填充在涂層中增大了涂層散熱表面積，降低了物體表面和內(nèi)部溫度。薛剛等采用回流法制備出一種石墨烯復(fù)合散熱涂料，與普通散熱涂料相比，其紅外發(fā)射率和節(jié)能效果更好。
4.耐熱性能
石墨烯/聚合物復(fù)合涂料在燃燒過(guò)程中，發(fā)生石墨烯自身和聚合物基體分子鏈取向，進(jìn)而在聚合物炭化過(guò)程中形成致密碳層，阻礙降解產(chǎn)物的逸出，并且使聚合物的起始分解溫度和最大分解溫度向高溫方向移動(dòng)，因此可用作阻燃材料。李洪飛等研究發(fā)現(xiàn)添加 0.025 份 GO 的膨脹型水性防火涂料試樣耐燃時(shí)間可以增加 59.5% ，達(dá)到阻燃的目的。
5.耐污性能
于歡制備的石墨烯/TiO2復(fù)合涂料海洋防污涂層性能良好，可替代氯化亞銅毒性防污劑。劉文超以 GO 作為納米銀的載體，制備了 GO/納米銀抑菌涂料，表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性以及良好的抑菌性和明顯的殺菌效果。
6.氣體阻隔性能
研究表明均勻分散在聚合物基體中的石墨烯本身不具有氣體阻隔性，但石墨烯聚合物的氣體阻隔性增強(qiáng)。李洪飛等向丙烯酸膨脹阻燃涂料中添加微量 GO，發(fā)現(xiàn)涂料燃燒過(guò)程中生成固體顆粒的逸出路徑增加并易沉積，添加量為 0. 125 份時(shí)生煙速率下降 68% ，抑煙效果十分顯著。
7.物理機(jī)械性能
石墨烯表面吸附力強(qiáng)，能在涂料干燥室形成致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與基材間形成較強(qiáng)的附著力，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。呂生華等將 GO 加入到以丙烯酸酯類聚合物水泥防水涂料中，使涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等物理性能得到明顯提升。王乾乾將適量 GO與水性聚氨酯共混制得皮革涂飾劑，顯著改善被涂飾皮革的耐磨耗性能。潘炳力等將石墨烯與聚苯硫醚( PPS) /聚四氟乙烯蠟復(fù)合，獲得耐磨性明顯高于純 PPS涂層的涂料。
添加石墨烯的涂料因與聚合物樹(shù)脂發(fā)生物理混合或化學(xué)復(fù)合制成功能涂料，顯著提升作為各個(gè)不同用途的涂料的性能。因此，石墨烯涂料已經(jīng)成為石墨烯的重要應(yīng)用研究領(lǐng)域。
1.耐腐蝕性能
石墨烯本身憎水憎油，分散均勻性較差，將其添加到海洋重防腐蝕涂料中，應(yīng)配合相應(yīng)的偶聯(lián)劑，可制備出優(yōu)于傳統(tǒng)富鋅類的防腐涂料。有研究發(fā)現(xiàn)，添加石墨烯的環(huán)氧樹(shù)脂涂料具有層層疊加形成的致密隔絕層，通過(guò)物理方式抑制水、腐蝕性離子等對(duì)涂膜的浸潤(rùn)與滲透；同時(shí)利用快速導(dǎo)電能力保護(hù)陽(yáng)極，阻止鐵銹的生成。
2.導(dǎo)電性能
石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)使之具有很高的電子遷移率和優(yōu)異的電學(xué)性能。巨浩波等制備的石墨烯/硅丙乳液復(fù)合涂料滲流閾值為0.5%，當(dāng)添加含量高于0.9%時(shí)，涂層電導(dǎo)率基本穩(wěn)定在10-3S/cm 以上。賴奇等制備出石墨烯/丙烯酸樹(shù)脂導(dǎo)電薄膜，研究發(fā)現(xiàn)石墨烯的加入降低了涂層電阻率，石墨烯的粒徑越小，涂膜的導(dǎo)電性能越好。楊貽婷研究發(fā)現(xiàn)將石墨烯分散液與基體混合聚氨酯涂料的導(dǎo)電性增強(qiáng)不大，而旋涂至聚氨酯涂料的表面，可以大幅度提高涂料的導(dǎo)電性。
導(dǎo)靜電涂料是指表面電阻為106 -109 的具有防靜電作用的防腐涂料。大型工業(yè)設(shè)備設(shè)施一般需要刷涂防腐蝕涂料，但往往會(huì)因產(chǎn)生靜電而加速腐蝕，因此，最好防腐蝕的同時(shí)又能導(dǎo)靜電。
電磁屏蔽涂料主要利用涂料的反射、吸收等阻止電磁能進(jìn)入被屏蔽區(qū)域。近日，江蘇大學(xué)采用GO為原料研制出一種紫外光固化抗電磁屏蔽涂料，發(fā)現(xiàn)當(dāng)GO 的用量為聚醚多元醇NJ－220 質(zhì)量的3.8%時(shí)，電導(dǎo)率接近純石墨烯電導(dǎo)率，具有較強(qiáng)的電磁屏蔽效能。
3.導(dǎo)熱性能
石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高，比表面積大，填充在涂層中增大了涂層散熱表面積，降低了物體表面和內(nèi)部溫度。薛剛等采用回流法制備出一種石墨烯復(fù)合散熱涂料，與普通散熱涂料相比，其紅外發(fā)射率和節(jié)能效果更好。
4.耐熱性能
石墨烯/聚合物復(fù)合涂料在燃燒過(guò)程中，發(fā)生石墨烯自身和聚合物基體分子鏈取向，進(jìn)而在聚合物炭化過(guò)程中形成致密碳層，阻礙降解產(chǎn)物的逸出，并且使聚合物的起始分解溫度和最大分解溫度向高溫方向移動(dòng)，因此可用作阻燃材料。李洪飛等研究發(fā)現(xiàn)添加 0.025 份 GO 的膨脹型水性防火涂料試樣耐燃時(shí)間可以增加 59.5% ，達(dá)到阻燃的目的。
5.耐污性能
于歡制備的石墨烯/TiO2復(fù)合涂料海洋防污涂層性能良好，可替代氯化亞銅毒性防污劑。劉文超以 GO 作為納米銀的載體，制備了 GO/納米銀抑菌涂料，表現(xiàn)出很高的穩(wěn)定性以及良好的抑菌性和明顯的殺菌效果。
6.氣體阻隔性能
研究表明均勻分散在聚合物基體中的石墨烯本身不具有氣體阻隔性，但石墨烯聚合物的氣體阻隔性增強(qiáng)。李洪飛等向丙烯酸膨脹阻燃涂料中添加微量 GO，發(fā)現(xiàn)涂料燃燒過(guò)程中生成固體顆粒的逸出路徑增加并易沉積，添加量為 0. 125 份時(shí)生煙速率下降 68% ，抑煙效果十分顯著。
7.物理機(jī)械性能
石墨烯表面吸附力強(qiáng)，能在涂料干燥室形成致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與基材間形成較強(qiáng)的附著力，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。呂生華等將 GO 加入到以丙烯酸酯類聚合物水泥防水涂料中，使涂膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等物理性能得到明顯提升。王乾乾將適量 GO與水性聚氨酯共混制得皮革涂飾劑，顯著改善被涂飾皮革的耐磨耗性能。潘炳力等將石墨烯與聚苯硫醚( PPS) /聚四氟乙烯蠟復(fù)合，獲得耐磨性明顯高于純 PPS涂層的涂料。
