功能性粉末涂料是具有特殊功能，提供特種用途的表面涂裝材料。它不僅可以起到傳統(tǒng)的保護(hù)和裝飾等作用，還賦予材料各種特殊功能，主要包括絕緣、導(dǎo)電、防污、耐熱、阻燃，防輻射等多種功能。其中，導(dǎo)電性粉末涂料是涂于非導(dǎo)電底材上，使之具有一定傳導(dǎo)電流和消除靜電能力的功能涂料，因價(jià)格低廉，施工工藝簡(jiǎn)單，在防腐、電磁屏蔽、抗靜電等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

導(dǎo)電粉末涂料的分類

目前，導(dǎo)電粉末涂料可分為2大類：摻合型和本征型。①摻合型粉末涂料是以絕緣聚合物為主要成膜物質(zhì)，在其中摻人導(dǎo)電填料后形成涂料。導(dǎo)電填料主要有金屬粉末，如銀、鎳、鋅、鋁等；非金屬粉末，如石墨、炭黑等；金屬氧化物，如氧化鋅、氧化銻等。不過(guò)金屬填料的抗氧化性、耐腐蝕性差，碳系導(dǎo)電填料顏色過(guò)深，金屬氧化物生產(chǎn)成本高、密度大，所以由它們制備的導(dǎo)電涂料都具有一定的局限性；②本征型導(dǎo)電聚合物是使聚合物本身導(dǎo)電，不過(guò)目前尚處于理論和研究階段，沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用。

石墨烯成為突破口？

顯然，現(xiàn)階段的導(dǎo)電粉末涂料很難滿足許多情況的使用需求。為了彌補(bǔ)以上導(dǎo)電粉末涂料的短板，科研學(xué)者將突破的希望放在了石墨烯上。作為一種極富爭(zhēng)議性的材料，石墨烯常常被認(rèn)為只是純噱頭，但它確實(shí)在光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)等方面都有極佳的性能，甚至有新材料界的萬(wàn)金油之稱。

作為功能性添加劑時(shí)，石墨烯透性好、強(qiáng)度高，能延長(zhǎng)涂膜的使用壽命。而且相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)電物質(zhì)，石墨烯具有更加優(yōu)良的導(dǎo)電性能和良好的機(jī)械性能，而且石墨烯比表面積大，導(dǎo)電滲流閾值低，只需很少的添加量即可達(dá)到導(dǎo)電的目的，因此用于上文中提到的導(dǎo)電粉末涂料自然也不在話下。

石墨烯粉末涂料的優(yōu)勢(shì)

近日，有媒體報(bào)道Erie Powder Coatings利用OCSiAl公司（俄亥俄州哥倫布市）的TUBALL石墨烯納米管開(kāi)發(fā)了多種新型粉末涂料。這些新配方是專門為電磁干擾（EMI）和射頻干擾（RFI）應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，新產(chǎn)品同時(shí)展示了導(dǎo)電和靜電耗散特性，電阻范圍從103Ω/sq到109Ω/sq。

據(jù)OCSiAl稱，石墨烯納米管是在預(yù)混合階段引入的，由于其獨(dú)特的形態(tài)，納米管在材料內(nèi)部可以建立一個(gè)均勻的導(dǎo)電、強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)，且不會(huì)增加熔體粘度。

此外，石墨烯有一個(gè)很重要的特征，就是它不會(huì)像傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電填料一樣顏色過(guò)深影響涂料呈現(xiàn)的顏色。因?yàn)樗?/span>添加量少，只需要添加為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%以內(nèi)即可達(dá)到導(dǎo)靜電水平，因此廠商在顏色、紋理的選擇上可以更加靈活，使得導(dǎo)電性與美學(xué)性能兼顧。

圖片來(lái)源：OCSiAl

另外，由于添加量少，石墨烯導(dǎo)電涂料的涂層的力學(xué)性能一般優(yōu)于炭黑導(dǎo)電涂料涂層的力學(xué)性能，因此石墨烯導(dǎo)電涂料能夠?qū)崿F(xiàn)涂層導(dǎo)電性和力學(xué)性能的同步提高。最關(guān)鍵的是，石墨烯粉末涂料與大多數(shù)工程塑料和金屬基材兼容，因此可應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣闊，如儀器儀表、醫(yī)療、海洋、航空和國(guó)防工業(yè)的靜電敏感應(yīng)用，都很適合它發(fā)揮自身長(zhǎng)處，可以稱得上一句前景可觀。

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