石墨烯在防腐涂料领域的应用研究(2)

Somayeh等[15]将石墨烯的表面官能化，提高了其与环氧树脂的相容性，进而制备了均匀的环氧树脂/石墨烯复合涂层，通过电化学分析和X-射线荧光光谱的方法研究石墨烯防腐蚀机理，发现这种复合涂层能够在碳钢的表面形成一层钝化层防止碳钢的腐蚀。

Pu等[16]用CVD法在SUS304不锈钢和镀镍不锈钢Ni/SUS304基体上生长石墨烯薄膜，表面完全覆盖石墨烯涂层的SUS304不锈钢金属表现出优良的耐蚀性，其腐蚀电流仅为裸的Ni/SUS304不锈钢的1/50左右。Prasai等[17]发现，通过CVD法将多层石墨烯覆盖在金属镍表面，其腐蚀速度比裸镍的腐蚀速度漫20倍。

Patricia等[18]将石墨烯作为填料混入环氧-聚酯-聚硅氧烷-聚脲的树脂中制备了复合涂层，通过直流极化法(DCP)和电化学阻抗谱法(EIS)对石墨烯防腐蚀机理进行了研究，发现石墨烯能够限制涂层内树脂的分子链的运动能力，降低了涂层的可渗透性，提高了石墨烯的防腐蚀性能。

Miskovic-Stankovic等[19]人利用化学气相沉积的方法在铜表面制备了石墨烯涂层，并通过一种转换技术将多层的石墨烯层片从铜基底转移到铝表面，结果表明利用化学气相沉积的方法在铜表面制备的石墨烯涂层在0.1 M氯化钠溶液中具有防腐蚀性能，通过转移技术将铜表面制备的石墨烯涂层转移到铝表面之后，显现出来的电化学性能与铝中的氧化铝涂层表现出相似了作用，本实验中铜表面的石墨烯涂层较铝表面的石墨烯涂层相比，具有更好的防腐性能，其原因在于氧化铝涂层的破坏导致了腐蚀介质的渗透。

Mogera等[20]人提出来一种在Ni表面简单快速制备石墨烯的方法，该方法通过在旋转式无氢气的真空箱内加热用樟脑丸覆盖的镍箔来制备石墨烯，利用该方法制备的石墨烯薄膜即使在较高的温度下，仍然具有很好抗腐蚀性和抗氧化性。

4.2. 国内现状

受世界范围内石墨烯研究热潮的影响，国内石墨烯的研究发展迅速，针对氧化石墨烯的制备、石墨烯防腐涂料的制备、防护与使用寿命和石墨烯与树脂改性及填料合成的问题，国内科研机构和企业已经开展了一系列研究工作。

Yu等[21]首先制备功能化的石墨烯，然后添加到聚苯乙烯中制得防腐蚀涂料。相比于纯聚苯乙烯涂料，添加2%功能化的石墨烯涂料具有很好的耐腐蚀性能，涂层的保护效率由 37.9%提高到 99.53%，涂层的耐热性和强度也得到提高，热解温度由298℃升高到372℃，弹性模量由1808 Mpa提高到2802 Mpa。

Sun等[22]采用原位聚合法制备石墨烯/聚对苯亚胺复合材料应用于防腐蚀涂料，电化学测试表明相对与单纯的聚对苯亚胺或石墨烯涂料，复合材料涂层对腐蚀介质具有很好的屏蔽性能，从而使涂层的耐蚀性能提高。

沈海滨等[23]将石墨烯加入到富锌环氧防腐涂料中，通过对各组分的优化选择，石墨烯含量为2 wt%、锌粉含量为35 wt%时，耐盐雾试验可达1000 h。该发明大大降低了涂料中锌粉的含量，降低了漆膜的厚度，同时保证涂层具有很好的防腐效果。

孟良等[24]将苯胺改性的石墨烯加入到丙烯酸锌树脂中制备了石墨烯防腐防污涂料。防污性能测试表明：石墨烯防污涂料经过13个月动态模拟测试后无浮游生物的附着，而普通防污涂料9个月后已有明显的生物附着。防腐蚀性能测试表明：耐中性盐雾经过1000小时后，涂层表面没有腐蚀，仅划痕处发生腐蚀，普通防污涂料整个表面呈现不同程度的腐蚀。

王耀文[25]通过还原氧化石墨烯的方法制备了石墨烯，运用超声波分散使其均匀地分散在环氧树脂中，用极化曲线法探讨了石墨烯涂料的防腐性能。研究表明：石墨烯涂层的自腐蚀电流远小于纯环氧树脂，自腐蚀电压也比纯环氧树脂高，防腐蚀效果明显优于纯环氧树脂。当石墨烯含量为1%时，石墨烯防腐涂层的防腐蚀性能达到最佳。

田振宇等[26]研究了石墨烯在重防腐涂料中的应用。实验表明，石墨烯的加入使环氧富锌漆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。当石墨烯含量 ＜ 1%时，锌烯复合涂层的物理机械性能和耐盐雾性能随石墨烯含量的升高而增大，由于石墨烯的屏蔽作用提高了防腐性能。

蓝席建等[27]将石墨烯用于海洋重防腐蚀涂料。水性石墨烯涂料的防腐效果明显优于其他碳系材料填充的水性涂料，也比市售的水性涂料具有更为突出的耐盐雾性。当石墨烯添加量为0.6%时，配用相应的偶联剂，能大幅度提高涂层的综合防腐性，其性价比优于传统的富锌类防腐涂料。

文章来源：《腐蚀科学与防护技术》 网址: http://www.fskxyfhjszz.cn/qikandaodu/2021/0803/879.html