石墨烯應用范圍十分廣闊，涂料是目前石墨烯眾多應用領域中的一個重要組成部分。憑借各種優(yōu)越性能，石墨烯在導電、防腐、阻燃、導熱和高強度等方面都有著非常深遠的應用前景。

石墨烯具有比表面積大、導電性好、化學穩(wěn)定性強、力學性能和導熱性能優(yōu)異等優(yōu)點，一經問世，就受到世界各國的廣泛關注。石墨烯在涂料上性能優(yōu)良有：

電學特性：石墨烯在室溫下的載流子遷移率約為15000cm2/（V·s），這一數(shù)值超過了硅材料的10倍，是已知載流子遷移率最高的物質銻化銦（InSb）的兩倍以上。在某些特定條件下如低溫下，石墨烯的載流子遷移率甚至可高達250000cm2/（V·s）；

熱學特性：石墨烯具有非常好的熱傳導性能。純的無缺陷的單層石墨烯的導熱系數(shù)高達5300W/mK，是為止導熱系數(shù)最高的碳材料，高于單壁碳納米管（3500W/mK）和多壁碳納米管（3000W/mK）。當它作為載體時，導熱系數(shù)也可達600W/mK；

力學特性：石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可達0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌；

光學特性：石墨烯具有非常良好的光學特性，在較寬波長范圍內吸收率約為2.3%，看上去幾乎是透明的。在幾層石墨烯厚度范圍內，厚度每增加一層，吸收率增加2.3%。大面積的石墨烯薄膜同樣具有優(yōu)異的光學特性，且其光學特性隨石墨烯厚度的改變而發(fā)生變化。這是單層石墨烯所具有的不尋常低能電子結構。

基于石墨烯的優(yōu)良性能，石墨烯成為新一代涂料的焦點。帶有大量含含氧基團的功能化石墨烯，它與樹脂、高分子材料的結合力強，及其適合作補強材料或功能化材料。石墨烯涂料在防腐、導電、抗靜電等領域性能優(yōu)秀。

石墨烯在涂料領域中的主要應用有：

一、石墨烯在導電涂料領域的應用

導靜電涂料表面電阻通常位于106到109之間，可以有效防止靜電導走現(xiàn)象發(fā)生，因此一般用于對防火、防爆等要求很高的場合。例如石油、化工、鐵路、交通等行業(yè)貯油罐、輸油管道、油輪等貯油、輸油設備的內外壁，煤礦、航空、紡織、糧食等行業(yè)設備的防腐涂料一般都是使用導靜電涂料作為防腐涂料，這樣既可以Z大限度防止設備腐蝕，又可以避免電荷集聚產生靜電引發(fā)火災事故等問題。石墨烯兼具良好的導電性和防腐蝕性，因而在導靜電涂料中應用效果很好。

二、石墨烯在高導熱散熱性涂料領域的應用

石墨烯有很高的導熱系數(shù)。在涂料中加入石墨烯，可以顯著改善涂料的導熱性能。因此，石墨烯改性成為了散熱涂料的一個重要發(fā)展方向。此外，石墨烯比表面積很大，漆膜中含有一定數(shù)量的石墨烯，可以使漆膜散熱面積大幅增加，有助于漆膜表面和內部熱量的散發(fā)，使得內外溫度趨于一致。由于石墨烯涂料具有很好的機械性能、耐腐蝕性和耐老化性，所以在許多條件嚴苛的使用環(huán)境中通常會使用石墨烯涂料作為部件的散熱涂料。

三、石墨烯在防腐涂料領域的應用

1、水性防腐涂料

環(huán)保涂料是當今涂料開發(fā)的主要方向。水性涂料由于VOC較低，因而成為環(huán)保涂料的重要發(fā)展目標。水性涂料使用水作為分散劑，表面張力大，漆膜成膜性一直不夠理想。在水性防腐涂料中加入石墨烯，可以有效改善這一點。

2、石墨烯在阻燃涂料領域的應用

石墨烯單體二次元結構，分散到漆膜中層層相疊，形成致密的隔離層，可以起到防火阻燃作用。如果在涂料中加入樹脂，石墨烯還可以與樹脂分子發(fā)生交聯(lián)，進一步強化隔離效果，阻燃效果得到加強。另外，石墨烯涂料燃燒后的產物除了二氧化碳與水外，還會在原處留下連續(xù)分布的碳層，從而再次提高阻燃效果?；谶@個原因，石墨烯在阻燃涂料方面也有著很好的應用。

3、環(huán)氧富鋅漆

防腐涂料一直是涂料的重要分支之一，在工業(yè)生產中應用十分廣泛。在國民經濟生產中，大量金屬制品的使用使得設備防腐的要求很高，防腐涂料的市場需求呈現(xiàn)持續(xù)上升態(tài)勢。據(jù)統(tǒng)計，全球每年因為腐蝕所造成的經濟損失高達萬億美元，遠超自然災害所帶來的經濟損失。在現(xiàn)有的環(huán)氧防腐涂料中加入石墨烯，使得防腐涂料在原有性能外，更提高了抗沖擊性、附著力、耐水性、硬度等指標。在海洋工程、交通運輸、大型工業(yè)設備及市政工程設施等領域的設備防腐方面應用十分廣泛。

四、石墨烯在高強度涂料領域的應用

由于石墨烯的比表面積很高，因此具有很強的吸附力。涂料中添加石墨烯后，其在漆膜固化的過程中形成網狀結構，極大地增強了漆膜和底材的粘結性，漆膜更加穩(wěn)定，強度更好。試驗結果顯示，加入石墨烯后，涂料的耐沖擊性能，耐摩擦性能，導熱性，耐候性及防腐性能都有了較大改善。