08
2020
-
12
石墨烯涂料的主要應(yīng)用
石墨烯是一種厚度最小、強(qiáng)度最大的納米材料。因?yàn)槲舛群艿停挥?.3%,外觀幾乎完全透明。石墨烯具有優(yōu)異的物理性能,其熱導(dǎo)率高于碳納米管和金剛石,為5300 W/m k,室溫下電子遷移率大于15000cm2/vs,高于碳納米管或硅晶體。石墨烯是世界上已知材料中最好的導(dǎo)電材料,電阻率只有10-8cm,低于銅或銀。
綜上所述,石墨烯具有比表面積大、導(dǎo)電性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、機(jī)械性能和導(dǎo)熱性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。石墨烯涂料一經(jīng)問世,就受到了世界各國的廣泛關(guān)注。目前,石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)在中國已經(jīng)初步形成。石墨烯具有廣泛的應(yīng)用,涂層是目前石墨烯許多應(yīng)用的重要組成部分。石墨烯具有各種優(yōu)異的性能,在導(dǎo)電涂料、防腐涂料、阻燃涂料、導(dǎo)熱涂料和高強(qiáng)度涂料中有著非常深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。下面簡單介紹和分析一下石墨烯涂料領(lǐng)域的主要應(yīng)用。
石墨烯涂料可用于汽車靜電噴涂用淺色底漆
汽車是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品。汽車塑料件作為汽車組成系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,具有良好的市場空間。目前,常規(guī)空氣噴涂廣泛應(yīng)用于汽車塑料零件的涂裝。這個(gè)噴漆行業(yè)是以噴槍為工具,以壓縮空氣為載體進(jìn)行生產(chǎn)的。在生產(chǎn)過程中,大量涂料以霧化的形式分散到空氣中,不僅價(jià)格昂貴,而且造成嚴(yán)重的空氣污染。為此,汽車和涂料企業(yè)一直將更經(jīng)濟(jì)環(huán)保的新型涂料作為汽車涂料的主要發(fā)展目標(biāo)。其中,靜電噴涂是重要方向之一。
靜電噴涂以電場為涂層載體,不僅涂層利用效率高,成本相對降低,有利于環(huán)保,而且生產(chǎn)速度快,裝飾性能高。汽車零部件的很大一部分,如車身、保險(xiǎn)杠、內(nèi)外飾件等。都是塑料制品,不能形成電場。為了實(shí)現(xiàn)靜電噴涂工藝,需要先在工件表面涂覆一層導(dǎo)電底漆,然后進(jìn)行靜電噴涂。目前,汽車噴涂用導(dǎo)電底漆主要是通過添加導(dǎo)電炭黑來導(dǎo)電。因此,導(dǎo)電底漆顏色較深。為了美觀,往往需要再噴一層底漆覆蓋,然后進(jìn)行正式的靜電噴涂。這種方法工藝復(fù)雜,成本增加,難以推廣。
使用石墨烯涂料作為導(dǎo)電劑后,可以避免導(dǎo)電劑引起的底漆顏色變暗的問題,這對汽車靜電噴涂的改進(jìn)非常有利。數(shù)據(jù)顯示,添加2%-4%石墨烯后,底漆涂裝值為40-50,完全可以滿足汽車靜電噴涂的色度要求。
石墨烯涂料可用于靜電導(dǎo)電涂層
石墨烯涂料在導(dǎo)電涂層中的另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域是靜電導(dǎo)電涂層。這種石墨烯涂料的表面電阻通常在106-109之間,能有效防止靜電傳導(dǎo),所以一般用于防火防爆要求高的地方。比如石油、化工、鐵路、交通等行業(yè)的儲(chǔ)油罐、輸油管道、油輪等石油儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的內(nèi)外墻,以及煤礦、航空、紡織、糧食等行業(yè)的設(shè)備防腐涂料,一般都采用導(dǎo)靜電涂料作為防腐涂料,可以最大限度的防止設(shè)備腐蝕,避免因電荷積累產(chǎn)生靜電而引發(fā)的火災(zāi)事故。石墨烯涂料具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性,因此在靜電導(dǎo)電涂料中具有良好的應(yīng)用效果。