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腐蚀一直是制约各国经济发展的重大问题之一，全球每年有2.5万亿美元左右的直接经济损失是因腐蚀造成的，应用防腐涂料是解决腐蚀问题的主要方式之一。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。常规防腐涂料是在一般条件下，对金属等起到防腐蚀的作用，保护有色金属使用的寿命；重防腐涂料是指相对常规防腐涂料而言，能在相对苛刻腐蚀环境中应用，并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。

石墨烯因具有超大比表面积、气相阻隔性能、优良的导电性能、力学性能以及化学稳定性，拓展了其在涂料领域的应用。发展我国的防腐涂料技术，是未来我国战略发展需求。但长期以来，由于技术限制，我国重防腐涂料和核心原料严重依赖进口。直到年10月，石墨烯复合陶瓷耐蚀涂料发布会的召开，宣布由烯旺科技开发的石墨烯改性涂料正式进入化学品防腐领域，为传统防腐涂料带来强化升级，以新技术带动中国耐蚀树脂涂料进入4.0时代，实力突破欧美20多年关键技术垄断。

那么石墨烯防腐涂料的防腐机理是怎样的呢？

电化学腐蚀是最为常见的一种腐蚀。腐蚀过程中形成了腐蚀电池，产生了腐蚀电流，所以金属腐蚀实际上是一个短路的原电池反应，金属作为阳极失去电子，电解液作为阴极得到电子，整个过程的氧化还原反应分别列属于阳极和阴极反应，是金属腐蚀的主要类型。

片层阻隔效应

石墨烯具有良好的疏水性能，能够阻隔环境中的水、氧气、氯离子等的渗透，同时，均匀分散且取向平行于基底表面的石墨烯防腐涂层能够形成迷宫阻隔屏障，阻碍腐蚀介质的渗透路径，阻断原电池形成的通路，延缓基底的腐蚀速率，石墨烯的片层阻隔效应如图。

石墨烯的片层阻隔效应示意图

耐磨作用

石墨烯具有良好的力学性能，普通的树脂涂层抵御划痕的能力较差，石墨烯的掺入使得复合涂层具有优异的弹性和抵抗变形的能力，增强了复合涂层的硬度，在磨损过程中，石墨烯形成了滑移层且摩擦热被迅速转移散发，因此增强了涂层的耐磨性，石墨烯树脂复合涂层可持久避免涂层出现局部破损，延长涂层的使用寿命。

导电效应

石墨烯的导电效应如图所示，当防腐涂层出现局部破损时，由于石墨烯的引入赋予涂层优良的导电性，可将阳极反应的电子传输至涂料表面使得阴极反应在涂层表面发生，因此阴极反应生成的OH-与阳极反应生成的Fe3+不能接触反应，随着Fe3+的累积，阳极反应将受到抑制，从而达到抑制腐蚀的效果。

石墨烯的导电机理

阴极保护作用

通过添加锌粉或铝粉在防腐涂料中，使活性锌（铝）作为腐蚀反应的阳极，保护作为阴极的金属基体，但是锌粉的使用量非常高才能达到预期效果，但是大量的锌存在会增大涂层孔隙率，降低防腐效果，通过掺入导电石墨烯，使其作为涂层中锌颗粒的导电桥梁，提升锌的利用率，促进牺牲阳极的电化学反应的进行，但是也有研究表明当石墨烯取向平行于金属基底表面时，虽然能增强屏障阻隔作用，但是石墨烯对活性锌的有效传输作用减弱，削弱了锌对金属基体的保护作用，磁性石墨烯对富锌涂层中锌的活化机理。

磁性石墨烯影响富锌涂层中锌类型的机理

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