石墨烯具有独特的性质和潜在的应用前景,现已成为全世界关注的焦点和研究的热点。功能化的石墨烯既保留了原有的性质,又具有修饰基团的反应活性,可以有效提高石墨烯在涂层体系中的分散性和相容性,甚至赋予涂层体系一些特殊的功能。因此,石墨烯的功能化修饰是其在涂料领域应用中必不可少的重要组成部分。
第一,在导电涂料中的应用
用于石墨烯涂层时,可以制备纯石墨烯涂层和石墨烯复合涂层。前者主要是指纯石墨烯在金属表面起到防腐和导电作用的功能涂层。后者主要是指先将石墨烯与聚合物树脂复合,再用复合材料制备功能涂层。石墨烯可以显著改善聚合物的性能,因此石墨烯复合涂层已经成为石墨烯的一个重要应用研究领域。
石墨烯的共轭结构使其具有很高的电子迁移率和优异的电学性能,这是人们最希望利用的性能。传统的导电涂料是通过添加导电物质作为添加剂来达到涂层导电的目的。导电添加剂通常是金属或金属氧化物颗粒(如银粉、铜粉、氧化锌等。).以应用广泛的银粉为例,其用量、粒径、形貌对涂料的导电性能影响很大。与银粉相比,石墨烯具有优异的导电性、优异的力学和热学性能,是导电涂料的优良添加剂。
导电石墨烯涂层的制备工艺
将制备好的GO和水合肼制成混合分散体,将该分散体喷涂在预热后的基底上。本发明的优点是在制备涂膜的同时氧化石墨烯被还原,通过简单的步骤制备出表面电阻为2.2倍的致密导电石墨烯涂膜;103 &ω;/sq,在550nm波长处透过率高达84%。也可以通过旋涂工艺构建石墨烯导电涂层,涂膜的表面电阻可以低至102 ~ 103ω;/sq,在550nm波长处透过率达到80%。
二、抗静电涂料的应用
抗静电涂料广泛应用于电子、电器、航空空和化工等诸多领域。随着现代科学技术的发展,对抗静电性能的要求越来越高。石墨烯具有导电性高、力学性能强的特点,有利于制备高性能、高强度的抗静电涂料。
01.汽车静电喷涂浅色底漆
汽车是一种重要的工业产品。汽车零部件的很大一部分,如车身、保险杠、内外饰件等。,都是塑料制品,不能形成电场。为了实现静电喷涂工艺,需要先在工件表面涂覆一层导电底漆,然后再进行静电喷涂。目前汽车喷涂用导电底漆主要是通过添加导电炭黑使涂层导电。结果,导电底漆的颜色更深。为了美观,往往需要再喷一层底漆覆盖,然后进行正式的静电喷涂。这种方法工艺复杂,成本增加,难以推广。
石墨烯导电性好,颜色浅。理论上单层石墨烯是透明的,可以避免导电剂导致的底漆变黑问题,对汽车静电喷涂的改善非常有利。数据显示,加入2%至4%的石墨烯后,底漆涂布值为40至50,完全可以满足汽车静电喷涂的色度要求。
02.导静电涂料
石墨烯在导电涂料中的另一个重要应用领域是导静电涂料。这种涂层的表面电阻通常在106-109之间,可以有效防止静电传导的发生。所以一般用于防火防爆要求高的场合。如石油、化工、铁路、交通等行业的油罐、输油管道、罐车等石油储运设备的内外壁,煤矿、航空空、纺织、粮食等行业的设备防腐涂料一般采用导静电涂料作为防腐涂料,既能最大限度地防止设备腐蚀,又能避免电荷积累产生静电引发火灾事故的问题。石墨烯具有良好的导电性和耐腐蚀性,因此在导静电涂料中具有良好的应用效果。