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石墨烯防腐涂料国际发展态势分析 一、石墨烯重防腐涂料概况涂料工业位于化工产业链末端的精细化工领域，是上中游基础化学品的主要应用领域。据市场研究机构Global Market Insights报告数据显示，全球防腐蚀涂料市场规模到2024年将达到202.1亿美元，年复合增长率约5%。其中重防腐涂料是防腐涂料中威力最大、最具代表性和影响力、且最有发展潜力的一类防护涂料，以其卓越的防护性能，主要应用在船舶、集装箱、石油化工、建筑钢结构、铁路、桥梁、电力和水利工程等诸多关乎国家发展战略和经济命脉的重要领域，是衡量一个国家涂料工业发展水平的重要标志之一。由于石墨烯重防腐涂料具有重量轻、寿命长、导电性及导热性更佳等优点，能够克服化工重污染气体、复杂海洋环境等苛刻条件，成为世界各国竞相研发的重点。如欧盟2013年启动了石墨烯旗舰计划，并在2014年发布的石墨烯旗舰计划路线图中将“面向高性能、轻质技术应用的功能涂层和界面”列为13个重点研发领域之一;2011年英国在《促进增长的创新与发展战略》中把石墨烯列为未来四大重点发展方向之一，耗资3800万英镑依托曼彻斯特大学建设国家级的石墨烯研究院，并将石墨烯涂料列为研究重点;美国国家纳米技术计划统筹联邦研发资源，从基础研究到商业应用，系统地推进石墨烯涂料研发与产业化;《中国制造2025》石墨烯材料技术路线图提出，要将海洋工程等用石墨烯基防腐蚀涂料较传统防腐涂料寿命增长一倍以上并实现规模化应用，产业规模超百亿元。二、石墨烯重防腐涂料研究进展在各国大力推动下，石墨烯防腐涂料基础研究及工程化应用取得了诸多进展。主要研究工作集中在利用石墨烯对各种传统涂料进行改性，具有针对性提升传统涂料性能。如通过降低传统环氧富锌底漆中的锌含量以提高树脂的粘结力和致密度、石墨烯高效均匀分散、对各组分的优化选择等方式改进环氧树脂防腐涂料的改进密度、硬度、柔韧性、耐高温性、导电等方面的不足;通过研究石墨烯最佳含量、利用采用原位聚合−还原法制备聚苯胺/石墨烯(PAG)复合材料等方式，提升聚苯胺防腐涂料附着力、硬度、抗冲击强度、机械性能和热收缩等性能;通过利用偶联剂与石墨烯共轭作用制备石墨烯纳米片复合聚氨酯涂层、利用电化学沉积技术在铜基底上生长石墨烯并使之均匀分散、采用钛酸酯偶联剂改性氧化石墨等方法，提升聚氨酯防腐涂料防腐蚀、分解温度、机械性能、热收缩性能、抗沉降性能、疏水等性能。石墨烯无机防腐涂料的研究相对较少，主要研究工作包括利用凹凸棒土作为石墨烯和锌粉的分散剂，减少团聚现象的发生;石墨烯代替金属铬添加达克罗涂料，提高防腐蚀性能的同时，可以消除重金属铬对环境的污染;石墨烯添加到无机硅酸盐涂料中，大幅提升涂料附着力等等。三、石墨烯重防腐技术专利分析通过检索Thomson Innovation专利数据库，共得到石墨烯防腐涂料技术相关专利(族)572项。2010年开始出现首例石墨烯防腐涂料专利，此后专利申请数量逐年增加，在2010~2016年间，年均增长幅度超过了50%，石墨烯防腐涂料技术领域自该技术出现起，发展势头就非常迅猛。除中国以外，其他国家在石墨烯防腐涂料技术领域的专利申请集中在2013~2015年。而在整个时间段内，都是中国专利占据绝对多数，可见中国基本主导了该领域的技术发展。本次检索到石墨烯防腐涂料专利共涉及494个IPC分类号，这些分类号涵盖了521项专利，占全部分析专利的91%以上。石墨烯防腐涂料技术专利申请主要集中在C09D类目下，即涂料组合物、填充浆料、化学涂料等。其中基于环氧树脂及其衍生物的涂料组合物的专利申请数量达到201项;含金属粉末的石墨烯防腐涂料专利申请为104项;导电涂料相关专利74项;基于有1个或多个不饱和脂族基化合物的均聚物或共聚物的涂料组合物71项;基于聚脲或聚氨酯的涂料组合物以及基于此种聚合物衍生物的涂料组合物专利52项;基于由只在主链中形成含硅的、有或没有硫、氮、氧或碳键反应得到的高分子化合物的涂料组合物以及基于此种聚合物衍生物的涂料组合物专利43项;基于无机物质的涂料组合物专利36项。从石墨烯防腐涂料技术主要专利权人分布情况来看，除中科院宁波材料所、常州大学、南京航空航天大学、上海大学等少数几家科研机构和高校外，多数石墨烯防腐涂料技术专利申请主要是由企业主导。
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