石墨烯在功能涂料中的应用概述

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石墨烯及其在涂料中的应用

石墨烯及其在涂料中的应用石墨烯是一种由碳原子构成的二维材料，具有极高的导电性、热导性和力学强度，因此在涂料行业中具有广泛的应用前景。

石墨烯在涂料中的应用主要体现在以下几个方面：1. 抗腐蚀性能：石墨烯涂料能够有效保护基材不受腐蚀。

由于石墨烯具有极高的导电性，可以形成一层致密的保护膜，阻隔外界的氧、水和其他腐蚀性物质的侵蚀，提高涂层的耐腐蚀性能。

2. 导电性能：石墨烯具有极高的导电性，可以用于制备导电涂料。

传统的防静电涂料通常含有金属颗粒，但这会导致涂层厚度增加，影响外观和性能。

而石墨烯涂料可以在涂层中加入少量的石墨烯颗粒，就能够显著提高涂层的导电性能，同时保持较薄的涂层厚度。

3. 热导性能：石墨烯具有极高的热导性，可以用于制备具有优异散热性能的涂料。

在一些特殊应用场景下，需要涂层能够快速将热量传导出去，以保护基材或提高设备的工作效率。

石墨烯涂料的热导性能可以满足这些需求，使涂层具有更好的散热性能。

4. 增强力学性能：石墨烯具有出色的力学强度，可以用于增强涂料的力学性能。

在一些需要涂层具有较高硬度、耐磨性和抗刮擦性能的场合，可以将石墨烯添加到涂料中，以提高涂层的力学性能。

5. 光学性能：石墨烯具有极高的光吸收率和光散射率，可以用于制备具有特殊光学效果的涂料。

例如，可以利用石墨烯的特殊光学性质制备出具有抗紫外线功能的涂料，用于户外建筑物的保护；还可以制备出具有特殊纹理和光泽效果的涂料，用于室内装饰。

石墨烯在涂料行业中具有广泛的应用前景。

通过将石墨烯添加到涂料中，可以改善涂料的抗腐蚀性能、导电性能、热导性能、力学性能和光学性能，从而提高涂层的整体性能和使用寿命。

随着石墨烯技术的不断发展和成熟，相信石墨烯涂料将会在未来得到更广泛的应用。

石墨烯导电涂料性能研究及应用

石墨烯导电涂料性能研究及应用石墨烯是一种由碳原子构成的单层二维材料，具有可重复制备、高比表面积、高导电性、高机械强度、透明性等优异的物理和化学特性，被广泛应用于能源储存、传感器、生物医药等领域。

其中，石墨烯导电涂料作为石墨烯应用中的一种重要形态，在电子、光电、涂料等领域展现出较高的应用潜力。

一、石墨烯导电涂料的性能1、高导电性由于石墨烯单层结构的存在，石墨烯导电涂料具有空气中最高的导电性，电导率达到了50,000 ~ 100,000 S/m。

因此，在电子芯片、电极、电池等领域中，石墨烯导电涂料得到了广泛应用。

2、高机械强度石墨烯导电涂料具有令人惊讶的高机械强度和硬度，因此非常适合用于造成存储、弹性等应用中。

3、优异的透明性石墨烯导电涂料具有高透明度，光学透过率高达97%，在太阳电池等光电应用中具有广泛的应用前景。

二、石墨烯导电涂料的应用1、电光设备石墨烯导电涂料具有材料省、制作方便、性能优异等优点，被广泛应用于Touch Panel, FPD，LCD，OLED等电光设备中。

例如，石墨烯导电涂料可用于电子墨水、柔性电路、散热片等。

2、化学储能石墨烯导电涂料在化学储能技术中也有广泛应用，石墨烯导电涂料的高导电性可以使其用于制备石墨烯锂离子电池，并且也可以成为一种高效的电容器材料。

3、环保涂料在环保涂料应用领域，石墨烯导电涂料也具有广泛的应用前景，由于石墨烯导电涂料具有较好的导电性和透明性，所以在光伏电池制备中也有一定的应用。

三、石墨烯导电涂料未来发展趋势石墨烯导电涂料的发展方向主要有以下几方面：1、石墨烯导电涂料在新能源开发领域应用的推广；2、发展石墨烯导电涂料的多功能性；3、提高石墨烯导电涂料的工业化水平。

总之，石墨烯导电涂料的应用潜力巨大，具有广泛的市场前景，而其未来的发展也需要多专家的探索，以推动石墨烯的工业化进程，从而更好地为人类社会提供高品质、高效率的新产品。

石墨烯在防腐涂料中的应用

石墨烯在防腐涂料中的应用腐蚀是金属材料失效的主要形式，也是一个全球都普遍存在的问题。

据估计，全球每年因腐蚀报废的金属设备占其产量的30%，除去回收的部分外，还有10%的钢铁一去不复返。

寻找有效的技术手段来实现金属表面防护成为各国研究者共同关注的目标。

众多学者致力于研究和开发腐蚀控制技术和措施，降低腐蚀损失的主要方法有开发和正确选用耐蚀材料、电化学保护和涂层保护。

而金属表面覆膜处理技术是最为经济、简单、使用最为广泛的防腐手段。

这些技术往往是用某些材料（如特种金属、陶瓷、金属氧化物、非金属聚合物等）包裹在金属表面，以避免其表面与空气、水或其它腐蚀环境直接接触，从而达到防止腐蚀的目的。

这些包裹材料因为各种局限而难以满足日益复杂的工作环境。

普通的表面涂层往往存在粗糙度大、涂层过厚等因素而不适合精密场所的使用；同时聚合物材质往往不耐高温，并且可能影响涂覆基材的性质。

薄型化是防腐技术发展的一个重要方向，而石墨烯作为最薄的膜材料，为相关应用带来了新的可能。

1. 石墨烯防腐机理图1 石墨烯防腐涂料中“迷宫效应”示意图石墨烯具有特殊的片层状结构，可以像鳞片状云母粉、铝粉、玻璃薄片等作为填料应用于防腐涂料中，石墨烯的片层状结构，对水、氧气和离子的扩散有很好的物理屏蔽作用，可以增加腐蚀介质在涂层中的渗透路程，从而达到对金属材料的防腐蚀功能，这一过程被通俗的称为石墨烯的“迷宫效应”。

目前，石墨烯在金属防腐蚀、防污、导电以及其他功能涂料领域中的应用已取得初步成果，石墨烯重防腐涂料产品成为石墨烯迈向应用的热点之一。

2. 石墨烯防腐涂层展望图2石墨烯防腐涂层外观图石墨烯在金属材料的防腐领域也具有非常大的应用潜力。

首先，石墨烯稳定的sp2杂化结构使其能在金属与活性介质间形成物理阻隔层，阻止扩散渗透的进行。

科学家在研究石墨烯制备微小密封“气球”时发现石墨烯能有效阻碍气体分子通过，即便是H原子也很难通过；基于纯石墨烯膜的防护涂层值得期待。

石墨烯在涂层材料中的应用

精细石油化工进展ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS44第20卷第3期石墨烯在涂层材料中的应用罗洁玲，游慧敏，黄宝轻，陈庆华，罗富彬福建师范大学环境学院，福州350007摘要介绍了石墨烯在防腐涂料、导电涂料、导热涂料、阻燃涂料、电磁屏蔽涂料及其他功能性涂料中的应用现状,着重探讨了其在涂料中表现出的独特作用及存在的问题，并展望了石墨烯的发展前景。

关键词石墨烯涂层材料防腐电磁屏蔽2004年NOVOSELOV等⑴采用胶带剥离的方法从石墨薄片中剥离出了单层石墨烯,并证明了石墨烯能够在室温下稳定存在,这一发现填补了二维碳材料的空白。

碳纳米材料分为零维富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯,而石墨烯是构成碳纳米材料的基本单元，通过自身包裹卷曲得到球状的富勒烯,平行卷曲为碳纳米管,大量堆叠则成为石墨。

石墨烯具有电子迁移率高、热稳定性好、抗拉强度强和电阻率低的优点，在功能涂料中被广泛应用，并展现出了优异的发展前景。

采用传统的石墨等碳材料为填料时,用量较高,性能较低，而石墨烯只需少量添加即可极大地提高聚合物的性能。

本文综述了石墨烯在防腐、导电、导热、阻燃、电磁屏蔽和其他功能涂料领域的应用，并对石墨烯涂层材料的发展方向进行了展望。

1石墨烯的结构和性能石墨烯是一种二维蜂窝状碳材料，为单层片状结构,c=C原子之间由sp2杂化结合而成，在垂直于层平面的方向上形成一个大TT键,结构非常稳定。

石墨烯按照层数可分为单层、双层和多层石墨烯。

石墨烯上2个相邻C原子间的键长约为0.142nm,单层石墨烯的厚度为0.335nm,仅为1个碳原子的厚度，而1mm厚的石墨中有将近150万层的石墨烯。

石墨烯的基本结构单元为有机材料中最稳定的苯六元环，是最理想的二维纳米材料⑵。

石墨烯稳定的晶格结构使碳原子具有优异的电学性能，室温下载流子迁移率约为15000 cm2/（V-s）,比硅材料高出了10倍。

石墨烯是已知的最薄、最坚硬的纳米材料，单层石墨烯的刚度可达300-400N/m,导热系数为2000~6000 W/（m•K）,电阻率为10"Q•cm,5层以下石墨烯的透光率大于90%。

石墨烯在涂料领域的应用概况

材料依靠氧化石墨烯的亲水性直接改善了聚苯胺的亲
渗滤阈值（约为０．５％，质量分数，下同）。石墨烯用量＞０．９％时，复合材料的导电网络结构已经基本构筑完善，
体积电阻在经过９～１１个数量级的急剧下降后，基本稳
定在ｌ０ｎ・ｃｌｎ以下，导电性有了明显提高；石墨烯用量
水性，同时不会改变聚苯胺的导电特性，使得其环保型应用成为了可能，可应用于制备水性导电涂料。
为０．７％时，其在高分子基体中的分散状态最好，与不加
石墨烯的硅丙乳液涂膜相比，复合材料的拉伸强度提高了１５．５％，断裂伸长率下降了３．６％，耐水性提高了１４％，失重５％时的热分解温度提高了４３℃，防腐蚀性能也得到了极大提升。化学氧化还原法制备的石墨烯，丙酮进行表面处理后，加人到丙烯酸涂料中，对涂层电阻检测结果表明：石
墨烯的加入降低了涂层电阻率，导电性得到了提高，具有制备导电涂料的应用前景。通过无机特种功能性填料与有机物或聚合物进行
巨浩波嘲等采用溶液超声法制备了石墨烯／硅丙乳液复合材料，测试分析结果表明，复合材料具有较低的
复合，制备具有某种特殊功能材料的方法常常为许多科
研人员所采用。刘言等将苯胺单体吸附在比表面积巨大的氧化石墨烯表面，制备了氧化石墨烯一聚苯胺复合材料。由于氧化石墨烯与水具有较强的亲和力，使石墨烯一聚苯胺在水中也具有了较好的分散性。在苯胺的苯环上引入亲水基团（如磺酸基、羧基等），与聚苯胺的胺基相互作用，形成自掺杂的聚苯胺，改善了聚苯胺的亲水性，再通过乳化剂实现掺杂聚苯胺的乳液化。复合

石墨烯的功能化改性及应用研究

石墨烯的功能化改性及应用研究石墨烯是一种由单层碳原子组成的二维材料，具有出色的物理、化学和机械性能。

自2004年被成功分离以来，石墨烯在能源、材料、生物医学等领域的应用引起了广泛。

然而，石墨烯的化学稳定性、生物相容性以及在水溶液中的分散性等问题限制了其广泛应用。

因此，对石墨烯进行功能化改性具有重要的实际意义。

功能化改性是提高石墨烯应用性能的有效途径。

改性的方法主要包括氧化、还原、官能团化、共价键合等。

通过这些方法，可以改变石墨烯的表面性质、水溶性、分散性等，以满足不同应用场景的需求。

氧化石墨烯是一种常见的石墨烯衍生物，通过在石墨烯表面引入羟基、羧基等基团，提高其水溶性和分散性。

还原氧化石墨烯则是在氧化石墨烯的基础上，通过还原剂将氧化基团还原为氢基团，以恢复石墨烯的导电性能。

官能团化石墨烯是通过化学反应在石墨烯表面引入特定官能团，如氨基、巯基等。

这些官能团可以与其它分子或离子反应，实现对石墨烯功能的进一步拓展。

共价键合则是通过在石墨烯表面引入功能化的基团，实现与其他分子或材料的键合。

经过功能化改性后，石墨烯在各个领域的应用研究得到了广泛开展。

在电子领域，功能化石墨烯可用于制作透明导电膜、场效应晶体管、储能器件等。

在纳米制备领域，功能化石墨烯可用于制备纳米药物、纳米催化剂、纳米传感器等。

在复合材料领域，功能化石墨烯可用于增强金属、陶瓷、高分子等材料，提高其力学、电磁、热学等方面的性能。

功能化石墨烯在能源、生物医学等领域也有广泛的应用前景。

尽管石墨烯的功能化改性和应用研究已经取得了显著的进展，但仍存在许多问题需要进一步探讨。

功能化改性的方法需要进一步完善，以提高石墨烯的性能和稳定性。

石墨烯的大规模制备和分离仍然是亟待解决的问题，需要开发更为高效和经济的方法。

石墨烯的生物相容性和生物活性需要进一步研究，以拓展其在生物医学领域的应用范围。

本文介绍了石墨烯的功能化改性及其应用研究。

通过氧化、还原、官能团化和共价键合等方法，可以改善石墨烯的性能和应用范围。

石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用

石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用摘要：防腐涂料是指由底漆、中漆和面漆组成的具有防腐蚀功能的涂料，依据涂料应用领域的不同，可以分为常规防腐涂料和重防腐涂料。

一般常见的防腐涂料有环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸树脂涂料、富锌涂料等。

鉴于此，本文主要分析石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用。

关键词：石墨烯；防腐涂料；应用1、石墨烯简介1.1、石墨烯的结构石墨烯是碳原子sp2杂化形成的蜂窝状平面薄膜，是一种仅有单层原子厚度的二维材料，也被称为单原子层石墨。

石墨烯是世界上已知的最坚硬且最薄的纳米材料，虽然只有1个碳原子厚度，但在外应力作用下抵抗变形能力大小的模量可达1012Pa。

1.2、石墨烯的制备方法（1）机械剥离法是最早被发现并用于生产石墨烯的方法，该方法对于实验设备要求极低，操作简便，效果明显，并且获得的石墨烯样品的质量很好。

因此，实验室生产以及石墨烯用量偏小的公司，大多使用该方法来制备石墨烯。

主要是将机械力作用在石墨表面，使其受力剥离，由原来的多层变为一层或数层。

（2）氧化还原法是当前制备石墨烯最为流行的方法之一，也是实验室批量生产石墨烯所采用的方法。

该方法以石墨或膨胀石墨为原材料，首先将石墨或膨胀石墨加入到浓硫酸中，加入强氧化剂得到蓬松的氧化石墨烯，再加入强还原剂，得到石墨烯。

该法制备周期短，成本较低，设备简单，而且可以得到氧化石墨烯；但制备过程中应用强酸、强氧化物等物质，较为危险，而且得到的石墨烯有较多缺陷，如电学和力学性能不够优异。

（3）外延生长法碳化硅外延生长法：将碳化硅置于高温高压环境中，使硅原子蒸发，将碳原子留在载体上。

该方法可以制备单层大面积石墨烯，其质量十分优异。

但由于制备条件严苛、成本昂贵、转移困难，导致应用受限。

金属催化外延生长法：在超高真空的条件下，将碳氢化合物加到具有催化活性的过渡金属基底表面，并通过加热使吸附在金属表面的气体催化脱氢得到石墨烯薄膜。

对于碳原子来说要有较低的溶解度，这样才能通过化学腐蚀的方法使石墨烯与基底实现分离，不然不利于石墨烯的后续加工。

石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究

第5期石晓凡，等:石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究-107-石墨烯在防腐防污涂料中的应用研究石晓凡，贾新磊(滨州学院化工与安全学院，山东滨州256600)摘要:石墨烯凭借其阻隔性能好、屏蔽性能好以及化学稳定性好等特点，在防腐防污涂料领域得到了广泛应用。

本文综合叙述了近年来石墨烯在防腐、防污涂料中的相关内容，归纳了石墨烯的结构特性，总结了石墨烯在防腐、防污涂料中的应用，整理了石墨烯在涂料方面存在的问题'关键词:石墨烯;结构特性;防腐;防污中图分类号:TQ637文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021)05-0107-02Application of Graphene in Anticorrosion and Antifouling CoatingsShi Xiaofan,Jin Xinlei(School of Chemical Enginee/ng and SCety of Binzhou University,Binzhou256600,China)Abstract:Graphene has been widely used in the fieN of anti-corrosion and antifou/ng coatings because of its excellent bc/cr performance,outstanding shielding performance and good chemical stabOty.In thO paper,the related contenO of graphene in anti-cormsion and antifou/ng coa—ngs in recent years are comprehensively described,the structural chamcte时Ucs of graphene aoesummaoczed,theappeccatcon oogoaphenecn antc-co o scon and antcoouecngcoatcngscssummaoczed,and theexcstcngpoobeems oogoaphenecn coatcngsaoesooted out.Key words:graphene；structural properties；corrosion protection；antifou/ng在英国的两位科学家通过众多实验成功分离出了石墨烯后，石墨烯进入了人们的眼界，并且得到了广泛的关注。

石墨烯在涂料领域中的应用_沈海斌

Vol.35No.8第35卷第8期涂料技术与文摘石墨烯在涂料领域中的应用Application of Graphene in Paint沈海斌，刘琼馨，瞿研(常州第六元素材料科技股份有限公司，江苏常州213000)摘要：石墨烯是一种新型的单层片状结构的碳纳米材料，具有高比表面积、良好的导电、导热性、优异的化学稳定性、突出的力学性能等，使其在导电涂料、重防腐涂料中具有广泛的应用前景，不仅能提高导电性或耐盐雾性能，同时还能进一步降低涂层厚度，增加对基材的附着力，提升涂料的耐磨性。

关键词：石墨烯；涂料；导电；防腐中图分类号：TQ630.4文献标识码：A文章编号：1672-2418(2014)08-0020-040引言石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ）是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以ｓｐ２杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。

石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至２００４年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈・海姆和康斯坦丁・诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，而证实它可以单独存在，２人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”，共同获得２０１０年诺贝尔物理学奖［１－３］。

石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收２．３％的光；导热系数高达５３００Ｗ／ｍ・Ｋ，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过１５０００ｃｍ２／ｖｓ，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约１０－８Ω・ｃｍ，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料［４－９］。

因此，石墨烯同时具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能。

石墨烯因其优良的性能，其在涂料中的应用主要在于导电涂料、防腐涂料、阻燃涂料、导热涂料和高强度涂料等。

目前，石墨烯在国内已形成工业化生产能力，如常州第六元素材料科技股份有限公司石墨烯粉体产能已达到１００ｔ／ａ。

1石墨烯导电涂料1.1汽车静电喷涂浅色底漆目前，汽车塑料件喷涂还是采用常规的空气喷涂，空气喷涂涂料浪费严重，并且ＶＯＣ排放高，使用新型的喷涂技术，以及采用环保的新型涂料是近阶段的研究热点。

石墨烯在涂层中的应用

石墨烯在涂层中的应用
石墨烯在涂层中具有多种应用，其中最常见的是作为电子器件的阳极材料，以替代传统的金属阳极材料，如硒，银，铜等，用于高密度太阳能电池的电极。

石墨烯可用于制造电子过滤器的涂层，以改善传统电子过滤器的功能。

此外，石墨烯还可用于涂覆增强复合材料的表面属性，如抗腐蚀性，耐热性等。

此外，石墨烯也可以作为气体传感器的涂层，具有良好的选择性，可快速响应特定气体浓度的变化，对环境污染的监测和防治具有重要的意义。

最后，石墨烯可以用于涂覆发光二极管，增加发光二极管的透明度，减少发光二极管的蓝色光透射率，使发光效率更高，可替代传统的涂覆材料。

石墨烯在功能涂料中的应用概述

石墨烯在功能涂料中的应用概述导读：本研究根据国内外研究成果，对石墨烯的制备、改性及其在涂料中的应用进行了概述，以期拓宽石墨烯的工业应用。

石墨烯具有独特的性能和潜在的应用前景，目前已成为全世界的关注焦点与研究热点。

此前，曾有科学家认为二维晶体在有限温度下是不可能存在的，而如今通过简单的机械剥离高定向热解石墨，便可制备得到二维单层石墨烯。

英国曼彻斯特大学的教授AndreGeim和KonstantinNovoselov因在石墨烯领域的研究方面取得了开创性成果而荣获2010年的诺贝尔物理奖。

此后，石墨烯引起了科学家极大的兴趣，并发现其在光、电、热等方面均有独特而优异的性能。

石墨烯在纳米复合材料、储能材料、电子元器件及催化剂载体等领域已得到应用，且显现出良好的应用前景。

石墨烯电子迁移率高、热稳定性好、导电性优异、硬度高等优点使其在涂料中获得应用，并取得了较好的应用效果。

本研究根据国内外研究成果，对石墨烯的制备、改性及其在涂料中的应用进行了概述，以期拓宽石墨烯的工业应用。

1、石墨烯的结构与性质石墨烯是一种由sp2杂化碳原子组成的二维晶体材料，具有略微波浪状的层式结构，被认为是组成石墨、碳纳米管、富勒烯等同素异形体的基本组成单元。

石墨烯的强度高达130GPa，是迄今发现的力学性能最好的材料之一，石墨烯的热导率达5000W/(m·K)，是良好的导热体。

石墨烯独特的载流子特性，使其电子迁移率达到2×105cm2/(V·s)，超过硅100倍，且几乎不随温度变化而变化。

石墨烯与其氧化物在导电性能方面有很大差异，这是由于引入含氧基团后，破坏了原来的共轭结构，因此可以通过对石墨烯氧化－还原程度的调控，实现对其导电性能的控制，进一步推动半导体材料的发展。

2、石墨烯的制备方法自石墨烯被发现以来，科研人员为能批量稳定地制备石墨烯付出了巨大努力并取得了阶段性成果。

石墨烯制备方法主要有:(1)晶体外延生长法，该法是在极高的真空度下将单晶碳化硅衬底加热至1200～1600℃，使衬底中的硅原子升华析出，过量的碳原子留在基底并重构生成石墨烯，这是目前公认的最有可能实现工业化的方法之一;(2)化学气相沉积法(CVD)，该法将甲烷等含碳化合物在基底上进行高温分解而重构生成石墨烯，然后除去金属基底得到石墨烯;(3)化学氧化－还原法，目前以该法制备氧化石墨主要有3种途径，即Brodie法、Staudenmaier法及Hummers法。

一文秒懂石墨烯在涂料领域中的应用！

一文秒懂石墨烯在涂料领域中的应用！石墨烯是纳米材料中厚度最小、强度最大的种类。

由于吸光率很低，只有2.3%，所以外观几乎是完全透明的。

石墨烯物理性能优异，导热性能比碳纳米管和金刚石还高，为5300W/m·K，室温环境下其电子迁移率大于15000cm2/vs，超过纳米碳管或硅晶体。

石墨烯是当前世界上已知材料中导电性最好的材料，电阻率仅为10-8Ω·cm，低于铜或银。

综上所述，石墨烯兼具比表面积大、导电性好、化学稳定性强、力学性能和导热性能优异等优点，一经问世，就受到世界各国的广泛关注。

现阶段我国已经初步形成石墨烯工业化生产。

石墨烯应用范围十分广阔，涂料是目前石墨烯众多应用领域中的一个重要组成部分。

凭借各种优越性能，石墨烯在导电涂料、防腐涂料、阻燃涂料、导热涂料和高强度涂料等方面都有着非常深远的应用前景。

下面就对石墨烯在涂料领域中的主要应用进行一下简要介绍与分析。

石墨烯在导电涂料领域的应用汽车静电喷涂浅色底漆汽车是重要的工业产品。

作为汽车构成系统中的有机组成部分，汽车塑件具有很好的市场空间。

当前汽车塑件涂装普遍采用常规空气喷涂方式作业。

这种喷漆工业是以喷枪为工具，使用压缩空气为载体进行生产。

在生产过程中，大量涂料以雾化形式散逸到空气中，不仅成本昂贵，而且会造成较为严重的空气污染。

基于这个原因，汽车及涂料企业一直把更具有经济性、环保性的新型涂料作为汽车涂料的主要开发目标。

其中，静电喷涂就是其中一个重要方向。

静电喷涂以电场为涂装载体，不但涂料利用效率高，成本相对降低，有利于环境保护，还具有生产速度快，装饰性能高等优点。

汽车组成构件中有很大一部分，比如说汽车车身、保险杠、内外饰件等，都是塑料制品，无法形成电场。

为了实现静电喷涂工艺，就要先在加工件表面先涂上一层导电底漆，然后在进行静电喷涂。

当前汽车喷涂导电底漆主要通过添加导电炭黑使涂料具有导电性。

由此导致导电底漆颜色较深，为了美观，往往要再喷涂一层底漆进行遮盖，然后再进行正式的静电喷涂。

一文了解石墨烯在功能涂料中的应用特性及发展趋势！

一文了解石墨烯在功能涂料中的应用特性及发展趋势！石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，厚度在一个纳米以下，具有非常良好的抗拉强度及透光、导电和导热性能，被誉为新世纪的“材料之王”。

石墨烯具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、突出的力学性能、高导热性等性能，石墨烯作为功能性添加剂，能赋予涂料导电、防腐、阻燃、导热和高强度等特殊功能，如利用石墨烯的物理阻隔性能，可提高涂料的防腐、防污、阻燃效果；利用其高导电、高导热性能，可开发导电涂料、散热涂料、电磁屏蔽涂料等。

1、石墨烯在功能涂料中的应用特性（1）石墨烯在导电涂料中的应用相对于传统的导电物质，石墨烯具有更加优良的导电性能和良好的机械性能，而且石墨烯比表面积大，导电渗流阈值低，只需很少的添加量即可达到导电的目的，是目前制备导电涂料的不二选择。

目前，市场用量最多的导电填料是导电炭黑，一般添加量为质量分数10%以内就能达到导静电水平，成本远低于石墨烯。

而石墨烯的优势则是添加量少，添加量为质量分数1%以内即可达到导静电水平。

由于添加量少，石墨烯导电涂料的涂层的力学性能一般优于炭黑导电涂料涂层的力学性能，因此石墨烯导电涂料能够实现涂层导电性和力学性能的同步提高。

此外，由于石墨烯的物理阻隔性能可以提高漆膜的致密性，进而提高漆膜的耐溶剂和耐腐蚀性，能够既导静电又耐腐蚀，可以用作石油、化工等领域的导静电涂料。

（2）石墨烯在防火涂料中的应用石墨烯在防火涂料中的阻燃机理被认为是以下几种阻燃作用的叠加：一是石墨烯的二维片层结构能在涂料中层层叠加，形成致密的物理隔绝层，提高阻燃性能。

二是石墨烯可以与涂料中树脂进行交联复合，进一步形成一层致密的保护膜，起到阻隔空气的作用，从而发挥阻燃的效果。

三是在高温下石墨烯涂层燃烧产生二氧化碳和水，并生成更加致密、连续的碳层，阻隔作用更强。

研究表明：具有片层结构的氧化石墨烯在涂料受热膨胀过程中会使自身和基体分子链取向，进而在聚合物碳化过程中形成骨架结构，增加碳层强度，达到阻燃和抑烟的目的。

石墨烯在涂料中的应用

石墨烯在涂料中的应用石墨烯具有高比表面积、快速导电性、优良的化学稳定性、高导热性和高硬度等特性使其在涂料中得到广泛应用，并获得了较好的应用成果。

一、石墨烯结构特性石墨烯是一种新型的由碳原子构成的单层片状结构的二维材料，是一种由碳原子以sp2 杂化轨道组成的六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，可以看作是一层被剥离的“石墨片”，被认为是零维的富勒烯、一维的碳纳米管和三维的体相石墨的母体。

理论上石墨烯是构成其他维度碳材料的基本材料，石墨烯不仅可以覆盖成零维的富勒烯，也可以卷曲成一维的碳纳米管，还可以堆积成三维的石墨。

石墨烯是世界上迄今发现最薄的纳米材料（晶瑞单层0.5-1.5nm），石墨烯薄膜只有1个碳原子厚度，10 万层石墨烯叠加起来的厚度约为1根头发丝的直径，而且由于吸光率很低，只有 2.3%，它的外观几乎是完全透明的。

同时，石墨烯又是已知在世上强度最高的材料之一，其强度高达130 GPa，比最好的钢铁还要高100倍，要拉断相同截面的单层石墨烯所需的力是钢材的200倍。

另外，石墨烯还是良好的导热体，导热系数高5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石。

而且，石墨烯独特的载流子特性，使其电子迁移率达2×105cm2/(V·s)，超过硅100 倍，且几乎不随温度变化而变化。

综上可知，石墨烯纳米材料具有“至薄、至坚”、优良的导热性和电子迁移率等特性。

1、石墨烯在防腐涂料中的应用1.1 环氧富锌防腐涂料均匀分散的石墨烯（晶瑞单层0.5-1.5nm）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。

有研究表明，在环氧富锌防腐涂料中添加1.0%的石墨烯，可使耐盐雾性从624h 提高到2500h，防腐性能提高明显。

田振宇等研究了石墨烯在重防腐涂料中的应用。

研究表明，石墨烯的加入使环氧富锌防腐涂料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。

石墨烯的功能和应用

石墨烯的功能和应用
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料，它具有许多出色的功能和应用。

石墨烯的独特结构赋予了它许多惊人的特性，使其成为了许多领域中的研究热点。

首先，石墨烯具有惊人的机械性能。

由于其高强度和弹性，石墨烯可以用于制造更加坚固和耐磨的材料，如增强的聚合物和复合材料，可以用于建筑材料、汽车零部件等领域。

其次，石墨烯还具有良好的导电性和热导性。

这使得石墨烯可以应用于电子器件领域，比如制造更加高效的电池、超级电容器和柔性电子产品。

石墨烯的热导性也使得它成为了制造高效散热材料的理想选择。

另外，石墨烯还具有出色的光学特性，可以用于制造更加高性能的光学器件和传感器。

此外，石墨烯还具有良好的化学稳定性和生物相容性，这使得它可以应用于生物医学领域，如制造生物传感器、药物传递载体等。

除此之外，石墨烯还具有巨大的表面积，这使得它成为了储能材料和催化剂的理想选择，可以用于制造更加高效的锂离子电池、燃料电池和催化剂。

综上所述，石墨烯具有众多出色的功能和应用，其在材料科学、电子器件、光学器件、生物医学和能源领域都具有广泛的应用前景。

随着石墨烯的研究深入，相信它将会在未来的科技领域发挥越来越重要的作用。

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2021涂料论文（精选10篇）范文随着我国经济和制造水平的不断提升，我国涂料工业发展迅猛,成功应用于我们的生产和生活中，在成为世界第二大涂料生产国后,国人对涂料的关注更是热振，越来越多的朋友参与到涂料的研究中，本文整理了10篇优秀的“涂料论文”，供大家阅读。

涂料论文（精选10篇）之第一篇：石墨烯在涂料领域中的应用进展摘要：石墨烯涂料除具有传统涂料的特性外,更具备无机物特性, 涂膜与基质相同, 具有安全环保, 防水透气、耐碱、耐沾污、防火、耐候, 不褪色, 抗菌防霉, 不会造成二次污染等特性。

对石墨烯在涂料领域中的应用进展进行了综述。

关键词：石墨烯,功能涂料,应用,进展 20世纪70年代,石墨烯的研究开始进入人们的视野。

最早进行应用研究的是Clar等人, 他利用化学合成方法制得共轭体系的石墨烯片。

随后由Schmidt等人合成出石墨衍生物, 该衍生物存在不同边缘修饰基团, 具有独特的应用价值。

最早以石墨烯为原料参与材料制备的先驱是Geim等人, 该团队通过机械力剥离法制得二维原子晶体的石墨烯。

石墨烯具有独特的材料性能:理论比表面积高达2600 m2/g, 力学性能达1 060 GPa, 室温下电子迁移率为15 000 cm2· (V·s) -1, 导热性能为3 000 W· (m·K) -1。

除此之外, 石墨烯还具有其他优异特性, 如半整数的量子霍尔效应、永不消失的电导率等性质。

正是由于石墨烯独特的物理结构和化学性质, 激发了物理、化学、材料等领域研究人员的极大兴趣, 一场碳化学的革命悄然兴起[1]。

作为目前发现的厚度最薄、强度最高、导电导热性最强的一种新型纳米材料,石墨烯被称为“黑金”、“新材料之王”。

科学家甚至预言, 石墨烯将会掀起一场席卷全球的颠覆性新技术、新产业革命。

鉴于石墨烯具有电子迁移率高、热稳定性好、导电性优异、硬度高等优点,近年来研究人员将石墨烯应用于涂料领域中, 其表现出的作用主要有两个, 一是赋予涂料新的功能性, 比如导电性、隔热性等, 另一个是提高和改善涂料的现有性能, 比如环保性、防腐性等。

石墨烯涂层表面

石墨烯涂层表面
在材料科学领域，石墨烯一直备受瞩目。

石墨烯是一种由碳原子单层构成的二维材料，具有许多优异的性质，例如高导电性、高热传导性和强度。

石墨烯涂层作为一种新型材料表面处理技术，已经引起了广泛关注。

石墨烯涂层表面在各个领域都有着广泛的应用。

在电子领域，石墨烯涂层可以大大提高材料的导电性能，使之成为理想的导电材料。

此外，石墨烯涂层还可以应用于光学器件的表面处理，提高光学器件的透光性能，提高器件的性能稳定性。

在生物医学领域，石墨烯涂层能够改善生物材料的力学性能，提高生物医学器件的可靠性和生物相容性。

石墨烯涂层表面的制备技术也在不断完善。

目前，常用的石墨烯涂层制备方法包括化学气相沉积法、化学还原法、机械剥离法等。

这些方法不仅能够制备出高质量的石墨烯涂层，而且还能够控制石墨烯涂层的厚度、形貌和结构，满足不同领域的需求。

虽然石墨烯涂层表面的性能优越，但是在实际应用中还存在一些挑战。

例如，石墨烯涂层的稳定性、耐久性和成本仍然是制约其广泛应用的关键因素。

针对这些挑战，研究人员正在不断探索新的制备技术和改进方法，以提高石墨烯涂层表面的性能，并推动其在各个领域的应用。

总的来说，石墨烯涂层表面作为一种新型的材料表面处理技术，具有巨大的应用潜力。

随着研究的不断深入和技术的不断改进，相信石墨烯涂层表面一定会在未来的各个领域展现出更多的优异性能，为人类创造出更多的可能性。

石墨烯耐磨涂料

如前所述，石墨烯是迄今为止发现的力学性能最好的材料之一，添加石墨烯到各种功能涂料中都能很大程度提高涂膜的力学性能。

Wang等用溶胶凝胶法制备了石墨烯－水性聚氨酯涂料，添加%的石墨烯即可使涂膜的抗张强度提高71%，杨氏模量提高86%。

潘炳力等制备了聚苯硫醚(PPS)/聚四氟乙烯蜡/石墨烯复合涂料，摩擦学性能测试结果表明，复合涂料的摩擦系数低于纯PPS涂层，而耐磨性明显高于纯PPS涂层。

王乾乾以溶液共混法制得GO/水性聚氨酯共混涂料，并用作皮革涂饰剂。

应用结果表明，适量加入GO可显著改善被涂饰皮革的耐磨耗性能，耐干擦、湿擦等级分别达到级和级，优于未改性的WPU涂层。

Liang等发现在热塑性聚氨酯(TPU)中加入少量(TPU用量的1%)的磺化石墨烯时，该复合材料的杨氏模量提高了120%。

Pan等［30］以溶液共混方式制备出聚酰胺11/石墨烯复合涂料，并喷涂在45铁基底上研究其摩擦性能。

结果表明，随石墨烯用量的增加，涂膜的摩擦寿命增加且增幅显著，摩擦系数基本不变，当石墨烯用量为%时，摩擦寿命比纯聚酰胺11提高了880%。

由于石墨烯微片可以增强涂层附着力，可使石墨烯涂层具有优异的耐磨和耐刮擦性能，目前已经有厂家开发出针对不粘锅用的高导热、高强度石墨烯涂料，具有优异的耐高温、耐磨性能Yan等人为增强医用超高分子量聚乙烯的耐磨性能，采用纳米粒子增强复合材料技术，充分利用新型二维纳米材料石墨烯的高强度、高模量、高硬度和低摩擦系数的突出特点，提高了石墨烯/UHMWPE复合材料摩擦磨损性能；同时，他们研究了石墨烯增强体在聚合物基复合材料摩擦过程中的组分、结构与性能的演变规律以及石墨烯的润滑机理和化学物理变化。

石墨烯的加入有效地降低了涂层的摩擦系数和磨损率，并且在石墨烯的含量在%时，涂层的摩擦系数和磨损率均最低。

其原因一方面在于分散在涂层中的石墨烯具有润滑作用，降低了涂层的摩擦系数，另一方面石墨烯具有良好的耐热和导热性，很好的分散了摩擦过程中产生的热量，阻止了由于涂层表面的局部过热而发生的化学降解。