功能化石墨烯在防腐涂料中的应用

孟祖超，颜黎栋，米董哲，吴康

(1.西安石油大学 化学化工学院，陕西 西安 710065；2.长庆油田分公司第四采气厂地质研究所，陕西 西安 710021)

金属腐蚀是普遍存在且不可避免的现象，发生腐蚀的根本原因是金属材料与腐蚀介质的化学反应。腐蚀不仅造成资源浪费和环境污染问题，也阻碍了新技术的发展。面对金属腐蚀的问题，聚合物复合涂层由于其优异的耐腐蚀性和较低的应用限制，已成为有效抑制腐蚀过程发生的最有效和最受欢迎的选择之一。但是，传统的聚合物涂层还存在裂纹扩展阻力小、脆性大、断裂韧性低等缺点，在长时间比较苛刻的腐蚀环境下，制备的涂层内部存在微尺度的缺陷，一些腐蚀介质必然会穿过涂层的微孔到达基底表面，导致涂层下形成腐蚀产物、涂层的附着力损失。为了在不增加涂层厚度的情况下提高阻隔性能，因此需要在涂层中引入新型的纳米填料。

石墨烯作为一种涂层材料，人们普遍认为石墨烯具有“迷宫式”的物理屏障效应，并且在一些极端环境下能保持自身的稳定性。然而，由于石墨烯的“纳米效应”和与聚合物的不相溶性，在实际应用中存在严重的团聚问题，阻碍了其防腐性能的提高。因此在使用之前要对石墨烯进行预处理，石墨烯及其衍生物在聚合物基复合材料中作为防腐纳米填料已被广泛应用。另外，石墨烯的片层结构可以将涂层分割成许多小区间，能有效降低涂层内应力，消耗断裂能量，提高涂层的柔韧性、抗冲击性和耐磨性。……