Page 54 - 涂层与防护2020-03完整版

于国玲，等：石墨烯纳米材料在涂料中的应用研究进展

[9]
可用作隔热散热涂料。 优异的疏水性还可作为功能填 的沉积。Mukherjee Biswajyoti 等 对等离子喷涂技术进
料制备防污涂料、 疏水自清洁涂料和自修复涂料等， 行了相关研究。 结果表明，喷雾干燥成球的石墨烯纳
并取得了一定的进展 [4-5] 。 米片高速 （197 m/s） 撞击基板熔化形成 GNP 涂层，
GNP 沉积涂层的摩擦系数和腐蚀速率比无石墨烯的
1 石墨烯纳米材料在涂料中的应用研 涂层降低了 3.5 倍。 等离子喷涂技术沉积石墨烯涂层

究进展 在商业领域有广阔的应用前景。

1.1 硅烷/氧化石墨烯复合涂料 1.5 低表面处理无溶剂石墨烯环氧涂料

[6]
张玉平 用硅烷偶联剂改性氧化石墨法制备氧化 权亮等 以环氧树脂为基体树脂，添加石墨烯、三
[10]
石墨烯(GO)，并以此作为填料用脉冲电沉积的方法制 聚磷酸铝、 云母粉等功能填料和活性稀释剂 NC513，
备出了氧化石墨烯/硅烷复合涂层。 阻抗图谱分析显 选择酚醛胺作固化剂，制备出了一种低表面处理无溶
示，质量浓度为 1.0 g/L、沉积电压为 0.4V 时制备的复 剂石墨烯环氧涂料。 通过对涂层的性能测试与表征，
合涂层防腐蚀性能较好。 最佳沉积条件为：沉积频率 结果表明,当石墨烯的添加量为 0.5%；硅烷偶联剂的
-10
1Hz，沉积温度 40 ℃。 在铝合金表面防护方面有重要 加入量为 1%时，涂层的腐蚀电流为 7×10 A，耐盐雾
的应用价值。 4 000 h 以上。 在船舶、海防工程和带锈涂装等领域有

重要的应用价值。
1.2 3,4,9,10-苝四羧酸/石墨烯环氧树脂涂料
1.6 氧化石墨烯/三聚磷酸-水性环氧涂料
崔亚男 [7] 首先制备出石墨烯-胆酸钠 (MRGO)和
[11]
3,4,9,10-苝四羧酸-石墨烯(PTCA-G)两种石墨烯纳米 李菁熠等 在氧化石墨烯水分散液中加入 FC154
材料。 然后以石墨烯和这两种石墨烯纳米材料为功能 和三聚磷酸铝，球磨制备出氧化石墨烯/三聚磷酸复合
填料制备出含不同功能填料的环氧涂料，研究改性石 浆料(AlTP/GO)。 然后以环氧树脂乳液 6520 为基料，搅
墨烯纳米材 料对 涂 层防 腐性 能 的影 响 。 结 果 表明 ， 拌加入 AlTP/GO 复合浆料和 6870 环氧固化剂， 制备
PTCA-G 纳米材料的加入显著提高了环氧树脂涂层的 出可氧化石墨/三聚磷酸铝-水性环氧涂料 （EP-AlTP/
耐蚀性。 当 V（石墨烯）∶V（3,4,9,10-苝四羧酸）=4∶10 GO）。 对涂膜的性能测试结果显示，AlTP/GO 增强了屏
时 ，PTCA-G 的 分 散 性 最 好 ， 涂 层 的 耐 蚀 性 最 优 。 蔽作用，可有效限制腐蚀扩散。 EP-AlTP/GO 涂层的最
MRGO 比还原氧化石墨烯的分散性更好，加入 MRGO 大低频阻抗为 9.45×10 Ω · cm ，人工破损处含氧量的
9
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的环氧树脂涂层，腐蚀抑制效率可达 99.87%。 15.66%。耐腐蚀性明显优于 EP-GO 和 EP-AlTP 涂层。
1.3 赖氨酸—氧化石墨烯/环氧树脂（Ly-Go/ 1.7 石墨烯/环氧疏水涂料
EP）涂料
[12]
卞政等 先将石墨烯分散于 N,N-二甲基甲酰胺
[8]
Xingnan Zhou 等 用含双胺的天然氨基酸（赖氨 (DMF)中，150 °C 条件下加入 N-甲基咪唑和叔碳酸缩
酸）对氧化石墨烯(GO)进行改性。 赖氨酸与 Go 通过化 水甘油酯（E-10P），充分反应后，过滤洗涤真空干燥制
学键结合在 GO 表面形成 Ly-GO。 然后以水性环氧树 得改性氧化石墨烯（F-GO），以此为填料制备出了 F-
脂（EP）为基体树脂，以 Ly-GO 为功能填料制备出了 GO/环氧复合涂料。 结构表征与性能测试结果表明,经
Ly-Go/EP 水性环氧涂料。 对涂层的表征结果显示，EP E-10P 改性后氧化石墨烯（GO）的分散性能明显提升，
涂层的抗腐蚀性能因 Ly-GO 纳米片的加入而显著增 当 m (F-GO）=0.2%时,F-GO/环氧涂层的腐蚀电流为
强；Ly-GO/EP 涂层比 GO/EP 涂层的腐蚀速率低两个数 2.0×10 A/cm ,阻抗值为 6.9×10 Ω · cm ，比纯环氧涂
-2
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2
量级。 层提高两个数量级。
1.4 等离子喷涂石墨烯涂层 1.8 石墨烯电池涂料
当前石墨烯涂层的研究热点之一是在大面积上 张慧涛 在锂离子电池的铝箔涂层和正极活性材
[13]

38 行业视点 INDUSTRY WATCH