近些年,各種新型碳納米材料不斷涌現,最具代表性的就是石墨烯與碳納米管,開始朝著產業化 與規模化的方向快速發展,取得了顯著成就。碳納米材料具有許多優異的特性,由于分子結構的不同 及C-C原子的電子雜化軌道的差異,不同結構的碳納 米材料展現出性能特點也不盡相同。目前,以涂層形式作為碳納米材料應用途徑的相關技術開發成為 國內企業、高校和科研院所的研究熱點涂料在線coatingol.com。
根據化學知識可知,石墨烯為SP2 雜化,為二維碳納米材料,結構相對穩定。單層石墨烯的熱導率 約為5300W/m·K,可以用來制備電子產品導熱膜和 新型散熱功能涂料;石墨烯具有片狀結構,改性后的石墨烯可以均勻分散在涂料中,賦予涂層優異的 屏蔽性能,有效阻止腐蝕介質在涂層中的滲透與擴 散;石墨烯的導電性能優異,可以用來制備導電涂 料和導電膠水,應用于電子產品領域;石墨烯還具有較高的電子遷移率和比表面積,可見光透過率達 到 97.7%,可以用來制備電子產品觸摸面板。
水性涂料具有無毒無害、節能等優點,是當今涂料的主打方向。單一組分的水性涂料有時會無法 滿足復雜場合的需求,而對其進行納米粒子改性或混合使用成為了目前流行趨勢。
相關研究人員通過原位聚合法制備了聚苯胺功能化氧化石墨烯,并將其均勻分散在鋅基水性環氧丙烯酸酯涂料中,制備了新型環保型水性鋅基材料。研究表明,該復合涂層具有優異的分散性、高導電 性、良好的阻隔性能和防腐性能。
研究人員制備了硅酸鉀/鋅/石墨烯復合水性涂層,研究了石墨烯含量對涂層各方面性能的影響。其表征結果顯示,石墨烯的使用改善了鋅顆粒的緩蝕速率,從而提高了該種涂層的耐酸堿性和耐鹽霧性。
關于加強石墨烯和碳納米管等新型碳納米材料 的研究與應用技術開發,我國頒布了相關的扶持政策。在2017年,工信部發布了《新材料產業發展指 南》,積極鼓勵對各類新型材料展開研究與探索, 不斷突破技術壁壘,全面落實示范工程,發揮帶頭作用,同時聯合能源、生物與信息等技術,不斷提 升新型材料的質量與性能,將其應用到更廣闊的領 域。科技部“十三五”規劃中也列入了《石墨烯等 碳基納米材料技術研究、集成與應用項目》,從政 策和資金上大力支持石墨烯和碳納米管的研發和產業化。