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導語

近日，一石墨烯重型工業添加劑項目投產吸引了編者的眼球。據悉，改項目總投資5500億元，其第一期項目設計生產3000噸/年石墨烯重型工業助劑（包括2000噸/年高性能工業助劑和1000噸/年水性工業助劑）。

石墨烯到底有什么魅力？使得這項目投資者投5千億？其實，石墨烯涂料目前是國內的研究與應用熱點，該產品被列入了中國制造2025，已在國內多項工程中成功應用涂料在線coatingol.com。

一、這些大橋都在用

新型石墨烯鋅基氟碳超耐久防護涂層技術是由石墨烯改性富鋅（環氧或無機）底漆、石墨烯環氧云鐵中間漆、石墨烯改性氟碳面漆構成，用于鋼結構防腐可達到30年以上，甚至50年的耐久性使用壽命，被譽為“國內領先、國際先進水平”，并獲得北京市科委京津冀協同創新推動專項支持，該技術已列入新版JT/T 722《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》中，并成功應用于福廈高鐵泉州灣、安海灣大橋、蒙華鐵路、雅萬鐵路、廣湛線等項目的鋼結構防腐涂裝，為我國鐵路、公路橋梁鋼結構防腐涂裝的優化升級貢獻一份力量。

早前就有企業利用石墨烯與片狀鋅粉的二維共軛導電功能，復配VCI氣相緩蝕劑，選用高性能無機樹脂，將四者的優異性能充分結合，使其成為具有領先水平的重防腐涂料。并應用在“海南文昌火箭發射基地”、福廈高鐵主體結構、蒙西華中鐵路等項目上。其中蒙西華中鐵路項目更是經過現場工程監理抽檢，證實其涂層體系附著力（拉開法）測試結果＞15MPa，另據UVB人工氣候老化測試，已超過6800h，保光率超 90%，人工老化QUV（UVB)試驗2000小時:相當于最惡劣環境下5-7年。

二、石墨烯在涂料上性能優良

電學特性：石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/（V·s），這一數值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質銻化銦（InSb）的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm2/（V·s）。

熱學特性：石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數高達5300W/mK，是為止導熱系數最高的碳材料，高于單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱系數也可達600W/mK。

力學特性：石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可達0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

光學特性：石墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。

基于石墨烯的優良性能，石墨烯成為新一代涂料的焦點。帶有大量含含氧基團的功能化石墨烯，它與樹脂、高分子材料的結合力強，及其適合作補強材料或功能化材料。石墨烯涂料在防腐、導電、抗靜電等領域性能優秀。

三、石墨烯技術突破， 推動成本下降

重防腐涂料下游應用需求快速增長，但上游的樹脂、顏料、助劑等原材料技術未能被國內企業完全突破，由于受到原材料供應的制約，產能擴張潛力有限，國內生產企業積極與高校和科研機構合作解決這一問題，例如：電網新材料聯合實驗室由浙江寧波供電公司與中科院寧波材料所聯手研發的石墨烯重防腐涂料不僅填補了國內電網防腐涂料技術空白，還打破了國際壟斷。

目前這種新型涂料已經進入市場推廣階段，預計年產5000噸左右，當前珠海聚碳復合材料有限公司已經掌握了石墨烯重防腐涂料核心技術，其自主研發的石墨烯重防腐涂料，成本低且環保，早已通過3600小時耐鹽霧檢測，防腐性能遠超世界海洋重防腐體系標準，抗腐蝕強，同品質防腐價格比國外進口低20%左右。

此外，孚日集團上市公司與青島宣威涂層材料有限公司自主研發了環境友好型水下固化防腐涂層材料，攻克海洋鋼結構的大氣和水下部位的防腐蝕的技術難題，突破國外長效防腐的技術壁壘，制備出的可水下固化的長效防腐涂層材料已廣泛應用于國家的碼頭、電廠等的重大建設工程防腐，助力海洋經略發展。

重防腐涂料的生產成本主要包括原料成本和加工成本：在原材料上，國內企業生產重防腐涂料所使用的原材料長期依賴進口，成本高，技術突破有望解決進口替代問題，有助于企業降本增效；在加工成本上，目前存在的問題是生產規模偏小，加工成本較高，但隨著規模的擴大，預期加工成本走低。同時，部分國內的生產企業借助區位優勢壓縮成本，如國內重防腐涂料企業主要集中在長江三角洲地區、珠江三角洲地區、環渤海地區三大涂料生產基地，利用當地良好的營商環境進行投資生產，為中高端涂料產品提供了良好的市場環境，降低了生產運輸成本。

此外，國內相關石墨烯重防腐企業數量僅有3家，且均有局限性，未來要想在這個市場掘金，還需要行業內企業的共同努力。