石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料制备及应用研究进展

石墨烯/导电聚合物复合材料不仅具有石墨烯优异的屏蔽性能和导电聚合物良好的氧化还原特性,还能协同发挥二者的功能,在金属防腐蚀领域有着巨大的应用潜力。本文综述了石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的制备方法,包括电化学方法、化学氧化法、分散液混合法和化学气相沉积法（CVD）;并全面总结了石墨烯/导电聚合物复合材料在防腐蚀涂层中的应用及性能。制备的石墨烯/导电聚合物复合材料可以通过电化学方法、溶剂挥发法制成石墨烯/导电聚合物防腐蚀薄膜涂层,还可以混入成膜物树脂中制备树脂复合防护涂层。讨论了石墨烯/导电聚合物在制备过程、薄膜涂层和树脂复合涂层应用中的优势与不足,提出了构建结构可控、综合性能好的复合防腐涂层是石墨烯/导电聚合物复合防腐蚀材料的未来主要发展趋势。     

石墨烯在防腐涂料中的应用进展

石墨烯对气体和液体完全不透过的性质,使它成为优秀的单原子厚金属保护薄膜。本文介绍了石墨烯的结构和性质优势及防腐机制,总结了近年来石墨烯防腐薄膜制备方法以及石墨烯作为填料在聚合物防腐涂层的研究概况。在此基础上详细讨论了石墨烯在防腐方面存在的问题,包括石墨烯薄膜在制备过程中容易出现缺陷问题,石墨烯不能在有机聚合物中分散均匀以及在涂层发生破坏时局部微电流腐蚀的产生等,并针对以上问题提出了相应的解决方案。最后展望了石墨烯在防腐领域中的发展方向。     

基于提升锌粉利用率的富锌涂料改性研究进展

富锌涂料因独特的阴极保护防腐机制广泛应用于恶劣腐蚀环境。通常作为防腐涂层底涂层,为钢结构提供直接有效的腐蚀防护。本文综述了近年来提高富锌涂料锌粉利用率的最新进展,包括添加导电填料（金属材料和碳材料）,以及导电聚合物的改性策略。在导电金属填料改性中,主要介绍了常规高导电金属,以及纳米金属提高锌粉利用率的策略;在碳材料改性中,主要介绍了碳纤维、石墨烯和生物炭等材料的应用;导电聚合物改性中,主要介绍了聚苯胺提高锌粉的利用率的策略。这些研究成果能有效地提高富锌涂料锌粉的利用率,从而降低涂料成本,极大提高涂层防腐性能。     

石墨烯防腐涂料制备及其防腐性能对比

研究了石墨烯底漆的制备与防腐原理,对比石墨烯底漆与富锌底漆耐中性盐雾性能,将石墨烯底漆配套环氧云铁中间漆和氟碳面漆制备不同膜厚的样片,与镀锌片和316L不锈钢的耐中性盐雾性能进行比较。结果表明:单纯的石墨烯底漆防腐性能优于富锌底漆的防腐性能;石墨烯底漆配套涂层总厚度>300μm时,其耐中性盐雾时间>2 000 h,镀锌片耐盐雾时间900 h,316L不锈钢片耐盐雾实验>2 000 h。分析防腐方案性价比得知,如果基材厚度>1 mm,采用涂层防腐的性价比高。如要求单面防腐,0.5 mm以上基材的单面防腐,涂层的性价比也是高于316L。如果基材厚度<0.8 mm时,需双面防腐时,采用316L不锈钢材料更经济。     

石墨烯基有机防腐涂层的研究进展

石墨烯作为新型材料成为腐蚀防护领域中的研究热点。在简述了石墨烯薄膜的防腐性后,通过石墨烯衍生物在有机防腐涂层中的不同作用,综述了石墨烯衍生物通过增强涂层屏蔽性、附着力以及促进电化学保护等方式提高涂层防腐性能,以及石墨烯衍生物在涂层自修复、导热性和抗菌性等方面的研究。介绍了石墨烯有序排列对优化涂层阻隔性能的影响。     

石墨烯基自修复防腐涂层的研究进展

表面涂覆防腐涂层是延缓基材腐蚀的有效措施，但由于外部因素和内部因素的综合作用，涂层表面难免会出现磨损、划痕和微裂纹等。涂层的微裂纹容易加速基材腐蚀，进而导致涂层的大面积失效，大大缩短涂层的保护寿命。自修复防腐涂层因能主动修复微裂纹，延长涂层的保护寿命，受到业界广泛关注。本文简要概述了二维石墨烯材料在自修复防腐涂层领域的应用，总结了外援型自修复防腐涂层和本征型自修复防腐涂层在防腐领域的优缺点，并详细介绍了各类自修复涂层的组成和自修复机理。针对当前石墨烯基自修复防腐涂料存在的问题展望了其发展方向。     

BTA@介孔SiO2-石墨烯/环氧涂层的导热防腐性能研究

为抑制石墨烯/聚合物导热复合涂层的“腐蚀促进活性”,制备了封装有苯并三氮唑(BTA)缓蚀剂的介孔SiO₂-石墨烯(SrGO)材料，考察了其作为导热、防腐填料的性能。结果表明，在5%填料下复合涂层的热导率相对于空白涂层提升了5.7倍；在3.5%NaCl溶液中浸泡35 d后复合涂层的|Z|_{0.01 Hz}比空白涂层高了约4个数量级。划伤-浸泡实验表明，BTA可从SrGO中释放到破损部位，进而有效抑制涂层的“腐蚀促进活性”,从而赋予涂层更长效的防腐性能。     

植酸改性石墨烯的制备及其在防腐涂层中的应用

石墨烯作为一种新型的二维片层材料在防腐涂料中具有很好的应用前景,然而石墨烯分散性差易团聚,且一般只具有物理防腐功能。针对这些问题,本文以一种成本较低的生物基原料——植酸(PA)对石墨烯进行共价改性,利用其结构中的磷酸基团与氧化石墨烯表面的羟基反应共价接枝到石墨烯表面,制备得到了一种分散性良好的植酸改性石墨烯(PA-rGO),植酸对石墨烯改性不仅可提高石墨烯在树脂中的分散性,还可以与金属基材螯合起到化学防腐的效果。将PA-rGO添加到水性环氧树脂中制备了一种具备"物理+化学"双重防腐效果的水性防腐涂料。通过红外光谱以及X射线光电子能谱对PA-rGO的结构进行了表征,通过电化学阻抗及极化曲线研究了不同PA改性程度的石墨烯对涂层防腐性能的影响。结果表明:当PA体积浓度为1.6%时,PA-rGO在涂层中的分散性最好,且所得涂层(PA-rGO/WEP)具有最佳的防腐效果,25 d后其阻抗模值能够达到106Ω·cm²,比纯环氧涂层(WEP)以及添加还原氧化石墨烯的环氧涂层(rGO/WEP)高1～2个数量级,自腐蚀电流(Icorr)最小,数值为9.85×10-9A/cm     

石墨烯/超支化聚硅氧烷涂层的制备与防腐性能研究

为改善有机硅涂层的防腐性能,本实验采用硅烷改性氧化石墨烯掺杂超支化聚硅氧烷,制得石墨烯改性超支化聚硅氧烷(HBPSi-PDM-SGO)涂层,探讨了硅烷改性氧化石墨烯含量对涂层热稳定性、防腐性等的影响.结果 表明,HBPSi-PDM-SGO的热稳定性较好,防腐性也得到了显著提高;此外,硅烷改性氧化石墨烯还可以改善涂层的机...     

石墨烯在有机防腐涂层中的分散性、定向化、功能化和导电性研究与现实问题

本文在总结国内外大量石墨烯有机防腐涂层相关文献基础上,综述了石墨烯改性有机防腐涂层的屏蔽性（分散方法和定向排列技术）、结合强度、自修复（催化钝化膜和缓蚀吸附膜）研究。探讨了石墨烯在防腐领域研究和应用中所遇到的现实问题和质疑,即石墨烯导电性引起的局部腐蚀加速现象和解决方法。讨论了石墨烯的导电性及其定向排列对富锌涂层阴极保护的作用机理。     

石墨烯在复合防腐涂层中的应用研究进展

基于石墨烯和氧化石墨烯不同的改性方法综述了石墨烯在防腐复合涂层中应用的研究进展,探讨了石墨烯防腐蚀机理,论述了石墨烯和氧化石墨稀复合防腐涂层的合成方法。其中石墨烯的改性方法有：原位改性石墨烯、电化学沉积方法和原位还原氧化石墨烯,而氧化石墨稀的改性方法包括有机改性剂改性氧化石墨烯、无机改性剂改性氧化石墨烯和微胶囊技术改性氧化石墨;并对石墨烯复合防腐涂层的发展前景进行了展望。     

石墨烯防腐涂层研究进展

石墨烯是目前厚度较薄,硬度和强度较高的一种新型二维层状结构的碳材料,具有优异的化学惰性、抗氧化能力和阻隔性能。针对石墨烯在海洋有机防腐涂层领域的应用,归纳了石墨烯的防腐机理,主要在于屏蔽作用、缓蚀作用、加固作用和阴极保护作用,指出了石墨烯在涂层应用中存在易团聚、难定向排列、自身结构有缺陷等问题,提出了相应的改进措施并评价了改善效果,最后展望了石墨烯防腐涂层在多功能化、智能化和绿色化的未来发展方向。     

氮化硼挑战石墨烯:宁波材料所复合涂层防腐新进展

正六方氮化硼(h-BN)又被称为"白色石墨烯",与石墨烯具有类似的层状结构和性能,如高抗渗性、机械性能和优异的导热性。但相比于石墨烯在防腐领域引起的广泛关注,氮化硼对金属长期抗腐蚀性能的研究报道很少。研究人员利用可溶性导电聚合物将层叠的氮化硼粉末剥离,获得氮化硼纳米片,并将其加入环氧涂层中制     

石墨烯与氧化石墨烯增强富锌环氧涂层防腐性能的研究

研究了三种不同锌粉含量的富锌环氧底漆的腐性能,包括厚度、硬度、附着力等物理测试,比较了这三种不同锌粉含量的耐盐雾性能的差异。从而在这三种不同锌粉含量的环氧漆中选择出一种,用以进行后续的实验研究。其次,我们研究了氧化石墨烯(GO)增强富锌环氧涂层的防腐性能,包括物理性能的测试、电化学性能的测试和耐中性盐雾测试。最后,我们研究了石墨烯(G)增强富锌环氧涂层的防腐性能,同样对添加石墨烯的复合涂层进行了物理测试、电化学测试和耐中性盐雾测试。并对氧化石墨烯/富锌环氧复合涂层(GO/Zn)和石墨烯/富锌环氧复合涂层(G/Zn)的防腐性能进行了对比。发现,添加石墨烯的复合涂层(G/Zn)性能比添加氧化石墨烯的复合涂层(GO/Zn)好,且在石墨烯含量为1%时防腐性能最好。     

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层的机械性能与防腐性研究

采用改进Hummers法合成氧化石墨烯,经旋涂制备氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层。利用原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FT-IR)表征氧化石墨烯;测定了复合涂层的机械性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌;同时测试了复合涂层的防腐性能。结果表明,氧化石墨烯片层为单层且含有大量含氧官能团;复合涂层的机械性能和防腐性能都随氧化石墨烯含量的增加呈现先增后减的趋势。当氧化石墨烯含量为0.5%时,复合涂层的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值(分别为83.63 MPa和389%),分别比纯聚偏氟乙烯膜高25%和31%;同时复合涂层的防腐性能最佳,比纯聚偏氟乙烯涂层的阻抗模值高1.4个数量级。     

我国石墨烯重防腐涂料首次应用于钢结构桥梁

<正>近日,长益扩容工程钢结构桥梁石墨烯重防腐技术方案顺利通过专家组评审。石墨烯这种"新材料之王",将有机会首次运用于长益扩容工程钢结构桥梁建设。钢结构桥梁在各种复杂环境下,易发生腐蚀破坏及材料老化现象。涂装高性能防腐涂层材料,对大型钢结构桥梁进行长效腐蚀防护,能够大幅减少钢结构桥梁的维护保养频率,降低维护成本,延长桥梁使用寿命。石墨烯是目前自然界最薄的二维纳米材料,被称为"黑金"、"新材料之王",具有十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特     

石墨烯涂料在岛礁环境车辆上的应用研究

通过石墨烯重防腐涂料的配方设计、石墨烯分散工艺技术研究以及性能研究,对石墨烯重防腐涂层进行了设计并对其应用进行了评价,分析了石墨烯重防腐涂料相较传统富锌防腐涂料的特性与优势。从石墨烯重防腐涂料的结构特点出发,探讨了石墨烯重防腐涂料的腐蚀防护机理,并针对车辆在岛礁使用环境特点提出了新型重防腐涂料体系配套方案。对配套方案的腐蚀防护性能进行评估,结果表明以石墨烯为基础的重防腐涂层体系腐蚀防护性能远优于以传统环氧富锌涂料为基础的重防腐涂层体系。新型石墨烯重防腐涂料体系满足岛礁车辆腐蚀防护的需要。     

石墨烯光固化涂料的制备及防腐性能研究

为了提高光固化涂料的耐腐蚀性,将不同质量分数的石墨烯添加到光固化涂料中,制备了石墨烯复合光固化防腐涂层。对不同含量石墨烯复合光固化防腐涂层的硬度、耐冲击性、附着力等物理性能进行测试,并通过极化曲线、电化学阻抗谱等对其电化学性能进行了研究。最后,采用盐雾试验对不同石墨烯添加量的光固化涂层的防腐性能进行了评价。结果表明：当石墨烯的添加量为 0.1%时,涂层的硬度、耐冲击性以及附着力等物理性能得到显著增强,此时涂层的腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最低,具有优异的耐腐蚀性能。     

功能型环氧树脂基防腐涂层的研究进展

环氧树脂涂层因其优异的耐蚀性能、对金属表面良好的附着力而在金属防腐领域得到广泛应用。但涂层固化过程中会形成缺陷和孔洞，腐蚀介质可以直接接触到金属表面。为了开发出具有优良耐久性的防腐涂层，研究人员使用不同的方法和材料制备了多种环氧树脂防腐涂层。该文综述了纳米粒子改性环氧防腐涂层、超疏水型环氧防腐涂层、自修复型环氧防腐涂层、导电聚合物改性环氧防腐涂层及生物基材料改性环氧防腐涂层的制备及性能。但这5种防腐涂层各有局限性，未来应该探究出新的环氧防腐涂层，在提升涂层防腐性能的同时，兼顾其他性能，使环氧树脂基防腐涂层朝着功能化、智能化的方向发展。     

金属表面纳米粒子/聚合物复合防腐涂层的研究进展

纳米材料（NMs）具有独特的性能，由其构成的纳米粒子/聚合物复合涂层在金属表面防腐蚀方面是非常经济有效的。本文总结了氧化物基和碳基两种不同纳米材料对纳米粒子/聚合物涂层性能的影响，概述了典型纳米粒子/聚合物复合防腐涂层防腐机理，表明碳基纳米材料可以作为提高防腐涂层阻隔性能的较有前途的纳米填料。最后展望了将纳米粒子/聚合物材料有效应用到金属表面防腐涂层中所面临的挑战和未来发展前景。