一、石墨烯防腐涂料的防腐原理

　　
　　石墨烯防腐涂料的防腐原理是石墨烯與環氧樹脂和水發生界面反應，形成活性吸附中心，使涂層中樹脂和顏填料及基材之間形成鍵合力，構成三維網狀結構，大大提高了涂層的致密度、韌性、硬度、耐沖擊、附著力及耐腐蝕等性能。同時，傳統防腐涂料中加入徑厚比較大的鱗片，分散在涂料中的鱗片交錯排列，形成了獨特的“迷宮”式屏蔽結構，腐蝕介質無法穿透鱗片，只能繞過其進行擴散，這種結構在涂料內部形成曲折的防擴散滲透路徑，從而延長了腐蝕介質的滲透時間，提高涂層的抗滲透性與使用壽命。此外，鱗片將涂層分割成許多小間，隔開了涂層中的氣泡和裂紋，改善涂層的收縮應力和膨脹系數，延緩腐蝕介質擴散和侵入基體的時間。
　　
　　將石墨烯用于防腐涂料中，二維片層的石墨烯在涂料中層層疊加。相比其他類型的鱗片填料，縱向厚度方面石墨烯堆疊的層數更多，形成的防擴散滲透路徑更為復雜，石墨烯起到的物理隔絕作用也更為突出。從而形成具有高抗腐能力的涂料，很大程度地提高金屬的耐腐蝕能力。并且，除石墨烯自身的物理隔絕層以外，石墨烯通過改變樹脂的結構組裝，提高分子排列的有序程度，減少了涂料中的結構缺陷，形成致密的保護膜進一步提升了涂料的防滲透性能。

二、石墨烯防腐涂料的性能

　　1、防腐蝕性

　　
　　石墨烯防腐涂料具有優異的防腐性和導電性，普通防腐涂料采用石墨烯等納米材料改性后，涂層導電性和耐腐蝕性明顯提高。石墨烯加入普通防腐涂料中，主要通過采用環氧樹脂與石墨烯粉體共研磨或直接在樹脂中加入石墨烯漿料的方式，加入量在0.5%～1.0%。
　　

　　2、物理隔絕性

　　
　　涂層作為半透膜，其耐腐蝕性能主要體現在可以有效阻止腐蝕介質透過。采用石墨烯材料對涂料進行改性，涂層的耐化學介質性能可以大大提高。石墨烯具有二維片層結構，在石墨烯改性后的涂層中，具有片層結構的石墨烯層層疊加，可以形成迷宮一樣致密的隔絕層，可以有效地隔絕腐蝕介質的透過。石墨烯納米粒子通過改性后可以均勻分布于涂層中 , 填補涂層的缺陷，提高了涂層的致密性，阻止腐蝕介質滲透到涂層與基體表面，增強了涂層的物理隔絕作用。
　　

　　3、機械性能

　　
　　船舶和海工平臺表面涂層受外力撞擊會出現破損或脫落，從而對涂層的防腐性能造成破壞 , 縮短涂層使用壽命。涂料經過石墨烯材料改性后，涂膜硬度和附著力均有一定程度的提高。石墨烯經改性后，石墨烯粒子表面具有一定數量的官能團，如羥基和羧基等，這些官能團不僅能夠與涂層中的主體樹脂很好地結合，而且還能夠與基材表面進行很好的吸附，涂層與基材的吸附作用可以進一步提高與基材的附著力。另外，由于石墨烯硬度高，層間具有潤滑作用，可以大大提高涂層的機械強度、耐沖擊性、柔韌性等機械性能。
　　

　　4、涂層散熱性

　　
　　石墨烯是很好的導熱材料，熱導率高達5300W/（m·K），涂料經石墨烯改性后，其導熱性能可以明顯提高。由于石墨烯導熱系數高，因此當涂料中含有一定數量的石墨烯后，相當于增加了涂膜的導熱面積，有助于涂層內部和外部熱量的傳導。具有散熱功能的石墨烯涂料在海洋腐蝕嚴苛的環境中不僅可以應用于機電設備散熱器、電子元件等部位，還可延伸至海上機電設備熱交換器、供暖設備、熱機設備中，對海洋機械裝備起到很好的保護作用。