水性石墨烯分散液可配置石墨烯防腐涂料等功能涂料
防腐涂料,一般分為常規(guī)防腐涂料和重防腐涂料,是油漆涂料中必不可少的一種涂料。常規(guī)防腐涂料是在一般條件下,對金屬等起到防腐蝕的作用,保護(hù)有色金屬使用的壽命;重防腐涂料是指相對常規(guī)防腐涂料而言,能在相對苛刻腐蝕環(huán)境里應(yīng)用,并具有能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長保護(hù)期的一類防腐涂料。
防腐的化學(xué)原理就是將有害的酸堿物質(zhì)中和為中性的無害物質(zhì),來保護(hù)防腐涂層內(nèi)的材料不受腐蝕性物質(zhì)的侵害。
防腐的物理原理就是以防腐涂層將被保護(hù)材料與外界的腐蝕性物質(zhì)隔離開。 防腐的電化學(xué)作用是指在防銹涂料中添加一些特殊的物質(zhì),這樣在水分和氧氣通過防銹涂料時會發(fā)生反應(yīng)而形成防腐離子,使鋼鐵等金屬的表面鈍化,從而阻止金屬離子的溶出,到達(dá)防腐的目的,這種特殊物質(zhì)中最常見的就是鉻酸鹽。
其中,重防腐對涂料性能工藝要求極高,也是防腐涂料技術(shù)最極致的體現(xiàn)。

重防腐涂料:相比常規(guī)的防腐涂料來說,能在相對苛刻腐蝕環(huán)境里應(yīng)用,并具有能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長保護(hù)期的一類防腐涂料。重防腐涂料與常規(guī)防腐涂料的主要區(qū)別在于其技術(shù)含量較高,技術(shù)難度較大,涉及許多方面的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)品開發(fā),需要綜合應(yīng)用到重防腐涂料與涂裝之中。所以,重防腐涂料的技術(shù)水平,成為衡量防腐行業(yè)先進(jìn)與否的標(biāo)志。
重防腐涂料的主要類型:
1.環(huán)氧類重防腐涂料
環(huán)氧樹脂是大分子鏈上含有兩個或兩個以上的環(huán)氧基團(tuán)的熱固性樹脂,具有良好的成膜性能和優(yōu)異的耐腐蝕特性。
2.聚氨酯重防腐涂料
聚氨酯樹脂其分子結(jié)構(gòu)中的活性氰酸根基團(tuán),決定了其性能具有許多優(yōu)異的特性:良好的柔韌性、粘結(jié)力強(qiáng)、耐磨性和機(jī)械性能優(yōu)異、漆膜防腐性能好。
3.富鋅重防腐涂料
作為現(xiàn)代重防腐涂料體系中常見的底漆之一,在腐蝕環(huán)境中富鋅涂料利用犧牲鋅粉使涂層導(dǎo)電的方式,來達(dá)到保護(hù)金屬基材的效果,因此其干膜的鋅粉含量能達(dá)到80-95%左右。
4.氟碳涂料
氟碳涂料主要是以有機(jī)氟聚合物為成膜樹脂的一種常溫固化涂料,當(dāng)前市場上常見的常溫固化型氟碳涂料主要采用樹脂氟烯烴-乙烯基醚共聚物(FEVE)和端羥基全氟聚醚(PFPE)為主。
5.聚脲重防腐涂料
上世紀(jì)美國公司開發(fā)的一種創(chuàng)新性噴涂聚脲彈性體技術(shù),該技術(shù)基于端氨基聚醚、二胺擴(kuò)鏈劑的活性氫組分和異氰酸酯組分進(jìn)行反應(yīng),具有快速固化、施工時收環(huán)境影響小、極高的耐磨性、抗老化性以及耐腐蝕性等優(yōu)點,因其優(yōu)異的防腐綜合性能。
以上幾種重防腐涂料中,以富鋅防腐涂料最為常見,用途范圍最廣。而鋅粉防腐涂料也有一些不可避免的缺點:
鋅粉防腐涂料,對涂裝的基材表面要求高;鋅粉防腐涂料中鋅粉含量高,比重較大易沉積,施工難度大,施工厚度較大就會發(fā)生漆膜開裂;鋅粉防腐涂料漆膜表面為多孔結(jié)構(gòu),會殘留空氣。

因此,近年來,微晶科技等研發(fā)出了石墨烯防腐涂料,可以克服以上鋅粉防腐涂料缺點:石墨烯石墨烯的片層結(jié)構(gòu)的堆疊作用,在涂層中可形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu),能夠有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴(kuò)散,提高涂層的物理阻隔性。如果將微晶科技的石墨烯添加進(jìn)鋅粉底漆中,而石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)使其具有良好導(dǎo)電性,同時,其片層結(jié)構(gòu)亦能夠保證涂層間有較好的電化學(xué)接觸,形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),提供更佳的電化學(xué)保護(hù)。由于石墨烯具有很強(qiáng)的疏水性,這就讓涂層表面形成一層隔水層從而增強(qiáng)防腐效果。石墨烯在漆膜的表面生成網(wǎng)狀的致密結(jié)構(gòu),極大地加強(qiáng)了涂層與基材的粘合性和穩(wěn)定性。

此外,石墨烯防腐涂料還有一個重要的難題待解決:但石墨烯片不親水也不親油,并且由于范德華力還容易發(fā)生團(tuán)聚,難以長時間穩(wěn)定分散在溶液里,需要一種能較充分融合分散石墨烯的分散液,最好是直接添加有效成分即可制備成石墨烯防腐涂料,這將大大降低石墨烯防腐涂料的制備難度和成本。以下介紹一種可直接配制石墨烯防腐涂料的水性石墨烯分散液:此石墨烯分散液與目前市面上大多數(shù)水性體系均可相容,它可作為添加劑應(yīng)用于抗菌纖維制品、水性導(dǎo)電涂料、水性發(fā)熱油墨、水性散熱涂料、鋰電池負(fù)極材料等多種領(lǐng)域,作為微晶科技研發(fā)的水性專門用于石墨烯分散的水性分散液,能夠賦予體系良好的抗菌、導(dǎo)電、散熱性能。