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石墨烯粉末產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方向

發(fā)布日期:2023-01-11  來源:  瀏覽次數(shù):17

石墨烯產(chǎn)品一般分為兩種形式:石墨烯粉末石墨烯薄膜。石墨烯粉體目前主要用于新能源、防腐涂料、復(fù)合材料、生物傳感器等領(lǐng)域,應(yīng)用范圍較廣,本文主要介紹石墨烯粉末;石墨烯薄膜主要應(yīng)用于柔性顯示和傳感器等領(lǐng)域,相對來說應(yīng)用范圍較小。

石墨烯應(yīng)用在傳統(tǒng)的鋰電池上。鋰電池很多原材料和石墨烯一樣,屬于納米材料,像正極、負(fù)極原材料都是粉體的形式,生產(chǎn)工藝都需要打成漿料,將漿料涂到正極負(fù)極上去。碳納米材料原本葉已是成熟的電池導(dǎo)電劑,在不改變原有工藝配置的前提下,可以用石墨烯去替代原有的導(dǎo)電劑實現(xiàn)對電池的性能的提升。

石墨烯應(yīng)用在涂料上。石墨烯應(yīng)用在涂料中主要利用石墨烯的高導(dǎo)電、低電阻、高強(qiáng)度、防腐性能等,制備的產(chǎn)品為石墨烯導(dǎo)電/發(fā)熱/電磁屏蔽涂料和石墨烯防腐涂料。

1、石墨烯導(dǎo)電/發(fā)熱/電磁屏蔽涂料。石墨烯是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料,具有非常好的熱傳導(dǎo)性能;以及二維面電子傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上同步實現(xiàn)網(wǎng)鏈?zhǔn)健⑺淼朗胶痛挪钍礁咝У碾娮舆\(yùn)動模式,由于電子移動的摩擦和碰撞產(chǎn)生熱能,以紅外線和面輻射的方式實現(xiàn)熱傳導(dǎo),電熱轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%以上。利用這些特性制作的石墨烯導(dǎo)電/發(fā)熱/電磁屏蔽涂料, 安全可靠,節(jié)能高效,升溫速度快,發(fā)熱均勻, 耐候性好,性能好,應(yīng)用靈活。

2、石墨烯防腐涂料。石墨烯多種特性:片層阻隔效應(yīng),石墨烯石墨烯的片層結(jié)構(gòu)的堆疊作用,在涂料結(jié)構(gòu)中形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu),能有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴(kuò)散,提高防腐涂料的物理阻隔性;“導(dǎo)電搭橋”機(jī)理,目前的傳統(tǒng)防腐涂料,絕大多數(shù)是以鋅粉作為有效成分。然而,隨著腐蝕時間的加長,涂層中的鋅被氧化致使導(dǎo)電性下降,便有可能阻斷電子傳輸路徑,失去陰極保護(hù)的作用,讓涂料失去防腐性能。如果將微晶科技的石墨烯粉末添加進(jìn)防腐涂料中,而石墨烯結(jié)構(gòu)使得防腐涂料的涂層具有良好的導(dǎo)電性,形成穩(wěn)定的長期更佳穩(wěn)定的電化學(xué)保護(hù);石墨烯的“疏水性”以及石墨烯的高強(qiáng)度,可增強(qiáng)防腐涂料的穩(wěn)定性。

利用以上石墨烯特性制備的石墨烯防腐涂料,具有多種優(yōu)勢:防腐涂料的成膜強(qiáng)度大,附著力高,各方面物理機(jī)械性能好,防腐性能優(yōu)良,耐鹽霧性大幅超過一般鋅粉防腐涂料的2000小時,可達(dá)5000-6000小時;比重低不易沉降,便于施工;漆膜固化后表面致密穩(wěn)定,石墨烯的疏水性,能相當(dāng)程度隔絕基材與水分、空氣等;防腐涂料只需常溫固化,或低溫固化,減少施工工序成本。

石墨烯產(chǎn)品一般分為兩種形式:石墨烯粉末石墨烯薄膜石墨烯粉體目前主要用于新能源、防腐涂料、復(fù)合材料、生物傳感器等領(lǐng)域,應(yīng)用范圍較廣,本文主要介紹石墨烯粉末;石墨烯薄膜主要應(yīng)用于柔性顯示和傳感器等領(lǐng)域,相對來說應(yīng)用范圍較小。

石墨烯應(yīng)用在傳統(tǒng)的鋰電池上。鋰電池很多原材料和石墨烯一樣,屬于納米材料,像正極、負(fù)極原材料都是粉體的形式,生產(chǎn)工藝都需要打成漿料,將漿料涂到正極負(fù)極上去。碳納米材料原本葉已是成熟的電池導(dǎo)電劑,在不改變原有工藝配置的前提下,可以用石墨烯去替代原有的導(dǎo)電劑實現(xiàn)對電池的性能的提升。

石墨烯應(yīng)用在涂料上。石墨烯應(yīng)用在涂料中主要利用石墨烯的高導(dǎo)電、低電阻、高強(qiáng)度、防腐性能等,制備的產(chǎn)品為石墨烯導(dǎo)電/發(fā)熱/電磁屏蔽涂料和石墨烯防腐涂料。

1、石墨烯導(dǎo)電/發(fā)熱/電磁屏蔽涂料。石墨烯是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料,具有非常好的熱傳導(dǎo)性能;以及二維面電子傳導(dǎo)的基礎(chǔ)上同步實現(xiàn)網(wǎng)鏈?zhǔn)?、隧道式和磁差式高效的電子運(yùn)動模式,由于電子移動的摩擦和碰撞產(chǎn)生熱能,以紅外線和面輻射的方式實現(xiàn)熱傳導(dǎo),電熱轉(zhuǎn)化率可達(dá)99%以上。利用這些特性制作的石墨烯導(dǎo)電/發(fā)熱/電磁屏蔽涂料, 安全可靠,節(jié)能高效,升溫速度快,發(fā)熱均勻, 耐候性好,性能好,應(yīng)用靈活。

2、石墨烯防腐涂料。石墨烯多種特性:片層阻隔效應(yīng),石墨烯石墨烯的片層結(jié)構(gòu)的堆疊作用,在涂料結(jié)構(gòu)中形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu),能有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴(kuò)散,提高防腐涂料的物理阻隔性;“導(dǎo)電搭橋”機(jī)理,目前的傳統(tǒng)防腐涂料,絕大多數(shù)是以鋅粉作為有效成分。然而,隨著腐蝕時間的加長,涂層中的鋅被氧化致使導(dǎo)電性下降,便有可能阻斷電子傳輸路徑,失去陰極保護(hù)的作用,讓涂料失去防腐性能。如果將微晶科技的石墨烯粉末添加進(jìn)防腐涂料中,而石墨烯結(jié)構(gòu)使得防腐涂料的涂層具有良好的導(dǎo)電性,形成穩(wěn)定的長期更佳穩(wěn)定的電化學(xué)保護(hù);石墨烯的“疏水性”以及石墨烯的高強(qiáng)度,可增強(qiáng)防腐涂料的穩(wěn)定性。

利用以上石墨烯特性制備的石墨烯防腐涂料,具有多種優(yōu)勢:防腐涂料的成膜強(qiáng)度大,附著力高,各方面物理機(jī)械性能好,防腐性能優(yōu)良,耐鹽霧性大幅超過一般鋅粉防腐涂料的2000小時,可達(dá)5000-6000小時;比重低不易沉降,便于施工;漆膜固化后表面致密穩(wěn)定,石墨烯的疏水性,能相當(dāng)程度隔絕基材與水分、空氣等;防腐涂料只需常溫固化,或低溫固化,減少施工工序成本。