一、石墨烯涂料发展历史

1.1、石墨烯涂料发展起源

新材料是指新出现或传统材料改进后具有优异性能或新功能的材料，新材料的运用是涂料行业高质量发展和转型升级的重要基础。石墨烯技术变革与涂料企业转型升级形成历史性的融合汇聚，为涂料行业高质量发展带来了新的市场机遇。

中国涂料行业历经100多年的发展，已经超过3千多亿市场规模。从政策法规、标准、国际竞争、行业趋势等几个方面，涂料行业从以前的高速发展迈入了创新驱动、绿色转型、节约资源、高性能化的高质量发展阶段。

高质量薄层石墨烯材料，厚度仅为几个原子层，对所有原子、分子都具有不可渗透性，与传统材料比较，相同质量下，具有更大的片层阻隔面积。石墨烯具有优异的力学、导电、导热性能，在涂料中实现均匀分散后，高质量薄层石墨烯可以作为防腐、防水、耐候、机械性能增强的原子片层阻隔原料，正在为更具优异性能和更多功能的涂料提供重要价值。

石墨烯自从2004年英国研究人员发现以来，已经有16年发展时间，经历新材料产业的研发、验证、产业放大、市场开拓周期长的必经过程。石墨烯材料入选国家统计局发布的《战略性新兴产业分类（2018）》。在工信部公布的《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》中，石墨烯改性防腐涂料作为应用于桥梁、钢结构、管道、储罐、汽车的前沿新材料入选。

2012年左右，美国研究人员开展石墨烯直接覆盖到金属上的防腐性能基础研究，但在真正涂料中的产品开发和产业化进程中，中国的石墨烯规模化制造、石墨烯材料在防腐涂料应用都处于国际领先地位。中国的高质量石墨烯制造企业，以及具有创新意识的内、外资涂料企业起到了引领作用。在产业化推动过程中，经历了质疑、观望、尝试到积极推动的认识转变过程。

在众多从业人员、企业、机构多年共同努力下，石墨烯在涂料行业中的应用已经形成新的创新发展趋势，这个发展趋势来自于技术的变革以及为产业发展带来的价值和动力。在政策制定部门、科研院所、行业专家、投资机构、众多石墨烯、涂料和用户企业，以及标准和设计机构等多年共同推动下，研发、验证、规模生产、产品、标准、案例以及市场等均有进展和收获。

1.2、《石墨烯锌粉涂料》行业标准（HG/T 5573-2019）

历时3年多的立项审批的《石墨烯锌粉涂料》行业标准（HG/T 5573-2019）于2020年7月1日实施，参与起草单位多达35家企业。目前，已经有很多工程施工防腐体系要求高性能石墨烯基的防腐涂料，一些设计院开始了石墨烯基高性能涂料的引入，还有一些采用了团标并已经开展了几年的石墨烯防腐涂料的工程应用。国内外具有创新意识和能力的一些知名涂料企业，历经多年的研发、测试和试产，更多的高性能石墨烯锌粉涂料产品将推广上市。

石墨烯基高性能涂料产业化已经进入到了快速发展阶段。国内外具有研发实力的企业几乎都布局开展了石墨烯相关的涂料产品开发，基于石墨烯的溶剂型、水性、粉末等涂料产品也已经陆续开始上市。有些涂料企业增加新的生产线，也考虑直接用高性能的石墨烯相关涂料作为企业发展的战略方向。《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》（JT/T 722）交通运输部行业标准修改意见稿也增加了高性能石墨烯锌粉涂料。可以预见，未来桥梁、石化设施、储罐、轨道交通、建筑钢结构、海工、风电、汽车等将得益于石墨烯改性防腐涂料的长效耐久防护。

1.3   石墨烯的优异性能

即使在不含锌粉的普通防锈漆中，石墨烯增强腐蚀防护性能也表现出了非常优异的性能。通过优化使用高质量薄层石墨烯，部分产品已经能提升100%的耐盐雾性能。对于环保（水性、无溶剂、粉末）涂料，石墨烯也能帮助解决提升耐腐蚀和施工性能。对于汽车车桥底面合一漆（水性、溶剂型）、水性汽车电泳漆、工程机械及轨道交通的水性防锈底漆等，石墨烯的改性使用，已有案例显示耐盐雾性能提升近100%。对于环保水性涂料，石墨烯在提升耐盐雾、冷凝等性能上均能发挥重要作用，解决了水性工业涂料防腐蚀性能不足的短板对于粉末涂料，通过石墨烯的使用 ，可以提升其在C5环境下使用的能力。对于无溶剂、高固含涂料，除了能提升耐盐雾性能之外，还能对其抗开裂性能起到提升作用。在降低VOCs方面，通过使用高质量薄层石墨烯提高涂料性能，减少涂料的用量，减少涂料重涂或修复的次数，从而减少VOCs的排放。

1.4   石墨烯的成本优势

人们一提及石墨烯材料，便感觉成本太高，无法使用。前些年，石墨烯材料价格确实很高，然而，当前的石墨烯材料价格已经降低1~2倍，已经能为涂料企业降低材料成本，或为终端用户带来综合成本降低。而且，随着制备规模化发展和技术提升，还有价格降低的空间。首先，体现在直接降低材料成本，尤其在石墨烯锌粉涂料中，由于大大降低了锌粉用量，使得在性能提升的同时，也能实现材料成本的降低。而且，通过石墨烯的使用，可以优化配方，使涂布率得到提高，实现施工成本进一步降低。其次，通过石墨烯材料的使用，由于防腐性能的大大提升，有的可以通过减少施工漆膜厚度，节省材料降低成本。再次，通过石墨烯提升漆膜的防腐耐久性，提高工程质量，延长漆膜使用寿命，减少涂料重涂或修复的次数，从而有效降低使用的综合成本。