中國建材總院聚焦“四個面向”，不斷加強學科建設，推進基礎研究，筑牢創(chuàng)新之基。一批原創(chuàng)成果在高水平期刊發(fā)表，彰顯了總院對原創(chuàng)策源的堅定信念與不懈追求。

　　中國建材總院所屬國檢集團萬德田團隊在《Coatings》發(fā)表了題為“Size Effect of Graphite Nanosheet-Induced Anti-Corrosion of Hydrophobic Epoxy Coatings” (石墨納米片的尺寸效應對疏水環(huán)氧涂料防腐性能的影響)的論文。

　　為了拓寬石墨納米片添加劑在環(huán)氧樹脂基涂料上的選擇性并驗證尺寸效應，本工作旨在將不同尺寸的石墨納米片摻雜到環(huán)氧樹脂和聚酰胺樹脂交聯(lián)固化產生的三維結構中。此外，構建微納級二級結構和特殊粗糙度的表面，得到復合環(huán)氧疏水涂層。還總結了石墨納米片的尺寸效應對涂層疏水性能和耐腐蝕性能的影響。其中，環(huán)氧樹脂涂層中石墨納米片的優(yōu)化摻雜尺寸（2.2μm）表現(xiàn)出最大阻抗弧為2.58 × 108 Ω cm2，可以形成覆蓋微孔的優(yōu)異納米網(wǎng)絡，阻礙腐蝕介質的擴散。通過模擬計算分析，我們還發(fā)現(xiàn)石墨烯的邊緣位點對于捕獲H？O和O？更加有效；因此，具有大邊緣的較小尺寸的石墨烯可能更有利。該工作將為石墨防腐涂料的工業(yè)化應用提供參考。

　　主要創(chuàng)新點：

　　為了拓寬二維材料添加劑對環(huán)氧樹脂基涂料的選擇性和驗證其尺寸效應的影響，本文章擬將不同尺寸的二維材料摻雜在環(huán)氧樹脂與聚酰胺樹脂交聯(lián)固化所形成的三維結構中，并構筑出微米-納米級的次級結構以及特殊粗糙程度的表面，可規(guī)模化的得到二維材料復合環(huán)氧超疏水涂料。探索二維材料的尺寸效應和界面粗糙程度等因素對涂料疏水性能的影響，同時總結出其對涂料的穩(wěn)定性、耐磨性及耐腐蝕性的影響。最后通過DFT模擬計算揭示微米-納米級結構、尺寸效應在抗腐蝕過程中的作用機制。利用該反應機理可對涂料中摻雜的二維材料尺寸或形貌進行調整，并篩選出穩(wěn)定、高效率的防腐涂料。該研究方法不僅可為二維材料與樹脂基復合提供全新的設計思路，而且創(chuàng)新地提出了在超疏水防腐方面上調控二維材料的尺寸效應的設計理念，為今后二維材料添加劑的選擇和工業(yè)化應用提供了借鑒思路。

圖1. 不同尺寸石墨納米片的制備

圖2. 摻雜不同尺寸石墨納米片的環(huán)氧樹脂抗腐蝕能力對比

　　

圖3. 腐蝕機理分析圖