石墨烯 揭开石墨烯防腐涂料的神奇面纱：为何能让涂层实现超强防腐性能？
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“当你手表上的秒针转过一圈半，
世界上就有1吨的钢铁被腐蚀成铁锈。”
这里有必要解释一下，不是有一吨钢铁会被腐蚀，而是腐蚀的铁锈有一吨。
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我们的建筑、道路、机械、桥梁、船舶等等，凡是使用材料的地方，只要暴露于大自然中，就会受到来自空气中的水汽、盐、碱、酸以及各种化学接触环境下带来的腐蚀。
常见的腐蚀场景
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腐蚀数据
在我国，每年有接近30%的钢铁因腐蚀而报废；
全世界每年由钢铁腐蚀造成的经济损失约为1万亿美元，现在这个数字还在逐年升高。
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于是，为了最大限度减少腐蚀带来的损害，防腐涂料诞生了！
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通过防腐涂料来对表面增加防护层，从而减缓材料在日晒、酸碱、高温等环境下的被腐蚀速度，延长物体的使用寿命。
防腐涂料经石墨烯改性后，机械力学性能、化学稳定性及防腐性能等均可得到提升。
国家工信部重点推进
涂料，尤其是防腐涂料的重要性不言而喻。
敲黑板！重点来了！国家将石墨烯改性防腐涂料列入了“十三五”规划以及工信部重点发展的新材料清单，作为重点研发项目开始大力推进我国石墨烯改性防腐涂料的发展。
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讲到这里，很多人开始好奇了——
石墨烯虽然具有超薄、超强柔韧性和导电、导热性能，可是它跟防腐涂料有什么关系呢？
为什么加入传统的防腐涂料中会产生神奇的性能加持呢？
01
石墨烯防腐涂料原理机制
现在，让我们从石墨烯的防腐机制来一探究竟！
01
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“屏蔽阻隔机理”和“迷宫效应”
石墨烯改性防腐涂料，由于纳米级的石墨烯的片层结构层层叠加、交错排列，在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构，形成一道屏蔽阻隔。
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这样，便能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散，提高涂层的物理阻隔性。同时，还可延长腐蚀介质的渗透扩散路径；从而提供涂层的抗渗透性和使用寿命。
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“导电搭桥”机理
被保护的金属要想达到阴极保护作用，就必须要求外部防腐涂层中含有大量的导电粒子锌粉，从而形成顺畅的微导电通路，在腐蚀介质的侵蚀下，锌粉发生氧化反应，失去电子。
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所以目前的传统防腐涂料中，绝大多数底漆以锌粉作为添加剂。然而，随着腐蚀时间的加长，涂层中的锌粉由于被氧化致使导电性下降，便有可能阻断电子传输路径，失去阴极保护的情况下，让涂料失去防腐性能。
这时，将石墨烯添加进锌粉底漆中，而石墨烯由于导电性能极佳，便会与锌粉形成良好的导电网络，即让石墨烯来实现导电搭桥，从而实现低锌条件下仍然具有防腐功能。
什么是阴极保护？
阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。
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石墨烯“小尺寸效应”
一般的防腐涂层表面并不是一个完美的物理屏障，因为涂层在成膜过程中溶剂的挥发可能导致涂层内产生微孔和针孔等缺陷，这使得涂层对腐蚀介质存在渗透性。
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石墨烯作为一种纳米材料，作为改性防腐涂料后，其中的石墨烯便可以填充到涂层的微小的缺陷当中，减少涂层孔隙率，增强涂层致密性，进一步延缓或阻止腐蚀因子浸入到基体表面。
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石墨烯的“疏水性”
由于石墨烯具有很强的疏水性，这就让涂层表面形成一层隔水层，于是空气中的水分子便不易进入到金属表面，从而增强对金属的防护性，使之不被氧化。
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