为什么石墨烯能在涂料领域能率先有较成熟的应用？

一直关注石墨烯领域，查到有许多企业都生产了石墨烯涂料，此项应用是否靠谱？如果靠谱为什么石墨烯能率先在涂料领域实现成熟应用，而不是其他领域？毕竟石墨烯有那么多优越的特性！

作者：宮非

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来源：知乎

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有朋友反映目前工艺已经可以做到 1wt% 石墨烯可以取代 40-50% 锌粉，这样成本的因素是可以拿掉了，但锌粉还是得用来做氧化膜。我对于这些用心研究防腐涂料的朋友说声加油，再接再厉，继续找出一条不同的思维，这个产品才有竞争力。怎么说呢？每家石墨烯业者都知道这些方法，找些课题组做些基础研究，就怕滥竽充数就糟蹋了你们苦心努力的成果。

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2017-12-18

不知道你根据什么信息可以武断地判定石墨烯率先在涂料领域实现成熟应用？这让我想到今天看到一则新闻提到浙江泰先进入清算，令人不胜唏嘘！过去发布的抗静电轮胎、石墨烯手机甚至石墨烯基锂电池，这些不是炒作就是无法商业化，当然原因很多，成本及与现有工艺匹配性都是制约。石墨烯涂料为何避不开“概念”的陷阱_涂饰商情

我可以跟你打包票石墨烯涂料要走上实际应用的道路还很长！简单地说，石墨烯涂料目前看起来比较火的是防腐涂料，但最大的功能是部分取代锌粉，尚无法实现全石墨烯防腐涂料的境界。这是腐蚀机理导致，锌是一种极易被氧化的金属，在空气中被氧化后其表面形成一层致密的氧化膜，能够补充被保护金属丢失的电子，从而保护金属内部不被继续氧化。而石墨烯导电性佳，将石墨烯引入到锌粉底漆中，与锌粉形成良好的导电网络，从而突破性实现了在低锌条件下仍然具有优异阴极保护作用和防腐性能。此外，石墨烯的阻隔性强，甚至分子、原子无法穿透，所以是防腐涂料很好的填料。但奇怪的是文献也提到，CVD 制备的石墨烯也只能提供短时间的防腐效能，在长时间腐蚀测试（6個月）中，有涂布石墨烯的铜表面反而比纯铜表面的腐蚀性更为严重。这是因为导电性石墨烯增强了金属的电化学腐蚀，反而比不上纯铜表面发生氧化反应时所产生的钝化膜所减缓腐蚀的效果好。

石墨烯片的强疏水性能，使得水分子更不易进入到金属表面，增强了对金属的防护性；石墨烯片的强导电作用，使得金属表面的阳极反应产生的电子能够很快通过石墨烯片传递到涂层表面，使得阴极反应在涂层表面发生， 产生的 OH- 停留在涂层表面而无法与金属离子生成沉淀，由于阳极的金属离子不断累积抑制了阳极反应，从而减缓了金属的腐蚀；但如果石墨烯片量过多，会形成团聚， 使涂层的空隙加大，更容易使得腐蚀介质穿过涂层进入到金属表面，从而加大腐蚀。

那究竟真的可以省多少钱呢？我们以这家公司的配方做说明（每家石墨烯不同、表现也会有差异），加了石墨烯 1.2wt% 可以省下锌粉 5%。这类石墨烯还不能让 PH 值偏低产生腐蚀，所以要用大量水洗，我们就用每公斤 1,000 元来算，而锌粉在阿里巴巴每吨卖 32,000 元。你说每吨成本还要增加 10,400元，你说常规产品怎么用得起？

石墨烯所具有的独特性能使其在各个领域都展现了巨大的潜力与应用前景，目前已成为国内外科研的热点。然而，有关石墨烯及其复合材料在涂料领域中的应用报道还较少，该研究尚处于起步阶段，还有一些关键技术问题需要解决，如：怎样大规模、低成本制备出高质量的石墨烯，并实现其结构的可调控性；石墨烯应用领域的拓宽及石墨烯功能化改性方法的创新；研究石墨烯与聚合物的相容性及其在涂料体系中的作用机理，为其在涂料领域的应用提供理论基础。所以说，欲将石墨烯成功应用于防腐涂料，还需对其进行更多的功能化改性与其它物质进行复合等方面的研究，以避免相反结果发生。

理想太丰满，现实太骨感！我自己做石墨烯应用技术的，这类产品像润滑油一样先要解决分散及沉淀问题，我不认为现在这些问题已经克服，但我也相信假以时日会解决的。所以现在说石墨烯率先在涂料领域实现成熟应用是言之过早，这点中科院几位专注研究这个领域的专家也是这样对国人说的。