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。     

改进石墨烯分散性的物理和化学表面修饰技术研究进展

开发石墨烯防腐涂层的关键是石墨烯的分散技术。本文通过对近年来相关文献的整理,总结了石墨烯在有机涂层中所用到的分散方法。根据石墨烯与分散基团之间的相互作用,可分为物理吸附分散法和化学共价分散法。分散修饰基团主要有无机氧化物、有机小分子和高分子基团。分散修饰基团与树脂之间的相互作用同样包括物理作用和化学共价作用,其中化学共价作用对石墨烯起到了固定作用。这种固定作用,在工艺流程上可通过分步混合反应或一步聚合反应来实现。化学共价分散法效果优于物理吸附分散法,但会造成石墨烯结构的破坏。高效稳定的物理分散方法是石墨烯防腐涂层应用研究的优先方向。     

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。     

石墨烯环氧富锌涂层的研究进展

介绍了石墨烯在防腐领域,尤其是在环氧富锌涂层中的研究进展。讨论了石墨烯环氧富锌涂层的防腐蚀机理,包括石墨烯的物理阻隔效应、电化学防腐机理等。石墨烯可有效延长锌粉的阴极保护时间,降低锌粉用量,增强传统环氧富锌涂层的长效保护作用。     

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。     

高质量薄层石墨烯改性环氧含锌涂层的腐蚀防护机理研究

制备了不同配比的高质量薄层石墨烯改性环氧含锌涂层,通过断面形貌表征、交流阻抗测试、吸水率测试等手段分析了不同涂层的腐蚀防护性能,对含锌涂层中应用高质量薄层石墨烯提高防腐性能的机理进行了深入研究,探讨了涂层内部的防腐机理演化过程以及物理阻隔和阴极防护作用对腐蚀防护性能的贡献比例。结果表明:在腐蚀防护过程中,高质量薄层石墨烯的引入能够显著提升环氧合锌涂层的物理阻隔性能。在本文优化的配比下,物理阻隔和阴极防护机理的贡献相当,且有先后次序地发挥作用。此外,石墨烯添加量太多或太少都不能达到最佳的防腐性能。在本研究的0. 2%～10%范围内,当加入的高质量薄层石墨烯质量分数为0. 5%时,涂层的综合腐蚀性能最优,在盐水的浸泡试验中提供的腐蚀防护期长达125 d。     

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。     

石墨烯改性环氧锌基防腐涂料的制备与性能研究

针对传统环氧富锌涂料环保性差、质量大、成本高等问题,利用石墨烯优异的导电性与独特的二维片层结构可增强涂层防腐性能的特性,取代传统环氧富锌涂料中的部分锌粉,以期制备低锌含量的石墨烯环氧锌基涂料。首先将石墨烯材料与环氧树脂预混合,掺杂天然高分子表面活性剂,制备一种高分散性石墨烯 /环氧树脂浆料;然后将其与计量的环氧树脂、锌粉、其他功能颜填料复配,通过高速分散与砂磨的制备方式相结合,得到石墨烯改性环氧锌基防腐涂料;最后通过力学性能、连接强度、交流阻抗、耐中性盐雾等方法探索涂层关键性能。研究结果表明：该石墨烯涂层防腐性能优异, 2 000 h盐雾划痕腐蚀扩展 0.9 mm,且力学性能与施工性能好,可广泛应用于船舶、海工设备、桥梁等大型钢结构装备领域。     

石墨烯导电海洋重防腐蚀涂料的研制

研制了一种石墨烯导电海洋重防腐蚀涂料,通过实验得出了石墨烯的最佳添加量,并对其防腐机理作了初步分析。测试结果表明:采用石墨烯制备的海洋重防腐蚀涂料具有优异的综合性能。     

改性石墨烯基填料在防腐涂料中的应用研究进展

石墨烯具有高导电性、高强度和对水分子、氧、氯离子等良好的阻隔性能。石墨烯基填料与防腐涂料相结合,在电网设施、船舶重防腐、海洋工程、石油化工等工业防腐领域有强大的应用潜力。本文针对石墨烯作为防腐填料所存在的优点和问题进行分析,综述了近年来石墨烯基填料在工业防腐涂料领域的研究现状,并对今后改性石墨烯基填料与水性涂料相结合的研究方向进行了展望。     

金属材料表面新型重防腐涂层研究进展及发展趋势

重防腐涂层因具有良好的防腐效果而被广泛应用于金属防腐领域。概述了无溶剂玻璃鳞片重防腐涂料、聚硅氧烷重防腐涂料和锌铝基重防腐涂料等的最新研究进展。介绍了代表新型重防腐涂料发展方向的纯聚脲和生物基重防腐涂料的研究进展及其应用。     

Facile Repair of Anti-Corrosion Polymeric Composite Coatings Based on Light Triggered Self-Healing

Photothermally induced self-healing coatings are widely reported, while their application scenarios are rarely taken with concern. In addition, there is a need to achieve the balance between good properties and self-healing behaviors for closing the gap between academic research and engineering applications. Here, self-healing composite coatings are designed based on silane-modified epoxy chains with reversible crosslinking points and multifunctional fillers of cerium oxide nanoparticles grown on graphene nanosheets, and their applications are demonstrated for restricted regions. Diglycidyl ether-terminated poly(dimethylsiloxane) is co-polymerized with diglycidylether of bisphenol A with the weight ratio of 1/99–10/90 to achieve surface-tension driven crack closure, while dangling furan groups contribute to reversible crosslinking points via Diels–Alder reaction. Cerium oxide nanoparticles and graphene nanosheets enhance anti-corrosion properties, and graphene nanosheets also act as photothermal fillers. The results show that pencil hardness, polarized resistance, and coating resistance are highly improved via the introduction of multifunctional fillers at 1 and 2 phr. Good thermally and photothermally induced self-healing is demonstrated. This work provides a new application thought for light triggered self-healing coatings that can be used for restricted regions including inner walls of pipelines and reactors.     

氧化石墨烯改性环氧树脂涂料的制备及防腐性能

环氧树脂在溶剂蒸发过程中容易产生微孔,影响其防腐蚀性能。为了提高其对腐蚀介质的阻碍能力,本文采用密闭氧化法制备氧化石墨烯,再利用湿式转移法将氧化石墨烯水溶液分散在环氧树脂中,制备氧化石墨烯/环氧树脂防腐涂料。通过红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和拉曼光谱（Raman）分析氧化石墨烯的结构变化,利用开路电位测试（OCP）、水接触角、腐蚀形貌和气体透过率分析氧化石墨烯/环氧树脂涂料的防腐性能。结果表明,氧化石墨烯/环氧树脂（GO/EP）涂料的开路电位和水接触角分别为0.181V和86.12°,与纯环氧树脂涂料相比,分别提高了0.066V和10.5°;当GO/EP浸泡在3.5%NaCl溶液中腐蚀20天后,表面仅产生了粗糙化,涂层稳定性好,屏障性能强;与EP涂层相比,GO/EP涂层的O₂和H₂O渗透率分别降低了51.2%和65.5%。     

聚苯胺防腐涂料的研究进展

聚苯胺作为最具应用前景的新型防腐涂料越来越受广大研究者关注。本文简述了聚苯胺防腐涂料的特点、制备方法以及对金属的防腐蚀作用;并且讨论了聚苯胺防腐涂料的防腐蚀机理及其应用前景。     

钢结构防火涂料与防腐涂料施工的区别

钢结构在现代建筑中具有重大作用,防腐和防火涂装是钢结构使用性能的重要保证。防火涂料和防腐涂料是有区别的,不但体现在涂料配方上,还体现在施工中;不同的配方导致了不同的施工方法,很多涂装从业人员同时接触这两种涂料,本文列出了它们的异同,以指导涂装从业人员更好地工作。     

防腐涂装国家和行业标准规范的应用

介绍了防腐涂料的设计规范标准、表面处理标准和涂膜质量检查标准以及在防腐涂装中的应用。