當你手表上的秒針轉過一圈半，世界上就有1噸的鋼鐵被腐蝕成鐵銹。“

這里有必要解釋一下，不是有一噸鋼鐵會被腐蝕，而是腐蝕的鐵銹有一噸。

我們的建筑、道路、機械、橋梁、船舶等等，凡是使用材料的地方，只要暴露于大自然中，就會受到來自空氣中的水汽、鹽、堿、酸以及各種化學接觸環(huán)境下帶來的腐蝕。

常見的腐蝕場景

腐蝕數(shù)據(jù)

在我國，每年有接近30%的鋼鐵因腐蝕而報廢；

全世界每年由鋼鐵腐蝕造成的經(jīng)濟損失約為1萬億美元，現(xiàn)在這個數(shù)字還在逐年升高。

于是，為了最大限度減少腐蝕帶來的損害，防腐涂料誕生了！

通過防腐涂料來對表面增加防護層，從而減緩材料在日曬、酸堿、高溫等環(huán)境下的被腐蝕速度，延長物體的使用壽命。

防腐涂料經(jīng)石墨烯改性后，機械力學性能、化學穩(wěn)定性及防腐性能等均可得到提升。

國家工信部重點推進

涂料，尤其是防腐涂料的重要性不言而喻。

敲黑板！重點來了！國家將石墨烯改性防腐涂料列入了”十三五“規(guī)劃以及工信部重點發(fā)展的新材料清單，作為重點研發(fā)項目開始大力推進我國石墨烯改性防腐涂料的發(fā)展。

講到這里，很多人開始好奇了——石墨烯雖然具有超薄、超強柔韌性和導電、導熱性能，可是它跟防腐涂料有什么關系呢？

為什么加入傳統(tǒng)的防腐涂料中會產(chǎn)生神奇的性能加持呢？

石墨烯防腐涂料原理機制

現(xiàn)在，讓我們從石墨烯的防腐機制來一探究竟！

01  ”屏蔽阻隔機理“和”迷宮效應“

石墨烯改性防腐涂料，由于納米級的石墨烯的片層結構層層疊加、交錯排列，在涂層中可形成”迷宮式“屏蔽結構，形成一道屏蔽阻隔。

這樣，便能夠有效抑制腐蝕介質的浸潤、滲透和擴散，提高涂層的物理阻隔性。同時，還可延長腐蝕介質的滲透擴散路徑；從而提供涂層的抗?jié)B透性和使用壽命。

02  ”導電搭橋“機理

被保護的金屬要想達到陰極保護作用，就必須要求外部防腐涂層中含有大量的導電粒子鋅粉，從而形成順暢的微導電通路，在腐蝕介質的侵蝕下，鋅粉發(fā)生氧化反應，失去電子。

所以目前的傳統(tǒng)防腐涂料中，絕大多數(shù)底漆以鋅粉作為添加劑。然而，隨著腐蝕時間的加長，涂層中的鋅粉由于被氧化致使導電性下降，便有可能阻斷電子傳輸路徑，失去陰極保護的情況下，讓涂料失去防腐性能。

這時，將石墨烯添加進鋅粉底漆中，而石墨烯由于導電性能很強，便會與鋅粉形成良好的導電網(wǎng)絡，即讓石墨烯來實現(xiàn)導電搭橋，從而實現(xiàn)低鋅條件下仍然具有防腐功能。

什么是陰極保護？

陰極保護技術是電化學保護技術的一種，其原理是向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流，被保護結構物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。

03  石墨烯”小尺寸效應“

一般的防腐涂層表面并不是一個完美的物理屏障，因為涂層在成膜過程中溶劑的揮發(fā)可能導致涂層內產(chǎn)生微孔和針孔等缺陷，這使得涂層對腐蝕介質存在滲透性。

石墨烯作為一種納米材料，作為改性防腐涂料后，其中的石墨烯便可以填充到涂層的微小的缺陷當中，減少涂層孔隙率，增強涂層致密性，進一步延緩或阻止腐蝕因子浸入到基體表面。

04  石墨烯的”疏水性“

由于石墨烯具有很強的疏水性，這就讓涂層表面形成一層隔水層，于是空氣中的水分子便不易進入到金屬表面，從而增強對金屬的防護性，使之不被氧化。

05   增加金屬的散熱性

由于石墨烯具有很高的導熱系數(shù)，在防腐涂料中加入石墨烯，可提升涂料的導熱性能。

當涂層漆膜中含有石墨烯，漆膜的散熱面積便大幅增加，有助于被保護物體內部的熱量的快速散發(fā)，避免因高溫造成的耐腐蝕性、耐老化性下降。

06 增強涂層的穩(wěn)定性

在防腐涂料中添加石墨烯后，使漆膜在固化過程中形成網(wǎng)狀結構，這可極大增強漆膜和基材的粘合性。讓漆層表面更加穩(wěn)定，且硬度更高。

應用：鐵路系統(tǒng)防腐、通信設備、海洋氣候防腐、抗菌和易清潔涂料等