被誉为““新材料之王”的石墨烯2004年被发现后,全球对石墨烯的研发迅速升温,2010年诺贝尔物理学奖的颁布更是将石墨烯产业推向高潮。但是,近年来石墨烯规模化应用却频繁遇冷,有观点悲观地认为,石墨烯实现产业化为时过早。
事实果真如此吗?
6月16日,由中国首家石墨烯交易平台——石墨邦和中信证券在京共同主办的中加石墨烯产业及应用研讨会上,中外嘉宾学者分别就石墨烯市场现状及趋势、产业政策及发展问题进行了深入的交流与探讨。
会后,记者专访了石墨邦创始人刘荣华,他透露,根据他们近期对石墨烯产业链的大量调研发现,石墨烯正处在产业化突破期的关键阶段,“这与外界普遍认为的存在很大的差距”
国内首家石墨烯交易平台——石墨邦创始人刘荣华在作《中国石墨烯市场发展现状及趋势》的报告。
“粉”“膜”登场,应用场景众多
“石墨烯目前主要以石墨烯粉体及石墨烯薄膜两种形式存在。”刘荣华介绍说,石墨烯粉体是通过天然石墨制备出来,其制备方法主要有机械剥离法和氧化还原法,应用于新材料领域和能源领域。新材料领域包括防腐涂料、散热材料、电学材料和功能增强材料等;能源领域包括超级电容器和锂离子电池。
石墨烯薄膜是通过甲烷制备出来,其制备方法主要有化学气相沉积法和外延生长法,应用于电子领域、环境领域和医药领域等。电子领域包括触控屏、电子元器件、传感器材料和燃料电池材料等;环境领域包括金属污染土壤修复、重金属污染治理、海水淡化和雾霾预警等;医药领域包括靶向药物输送和催化载体等。
在复合材料中有三大应用
石墨邦对国内的石墨烯企业进行调研后了解到,目前石墨烯在复合材料中的比较明确的几个应用包括防腐涂料、改性塑料以及石墨烯EPS。
刘荣华向记者介绍,在常用的防腐涂料中添加石墨烯可以使涂料具备阴极保护效应,使得其防腐性能优于现有的重防腐涂料,且具备更强的韧性、附着力与耐水性,十分适合应用于海洋工程、交通运输、大型工业设备、市政设备等投入大且对防腐性能要求高的领域。
“我国常规防腐涂料产量增长速度为 15%-20%,而重防腐涂料产量增长速度保持在 15%左右。”他说, 2015 年我国常规防腐涂料、重防腐涂料产量分别达到 300 万吨和 150万吨左右,防腐涂料总产量达到 450 万吨左右。据此估计, 到 2017 年防腐涂料总产量或可达 600 万吨以上,“按 1%的防腐涂料中添加 5%的石墨烯,也有数千吨的需求量,石墨烯作为一种优良的添加剂,可以全面的提升涂料性能,未来在高端防腐涂料、导电涂料、防火涂料等领域可大放异彩”“。
此外,石墨烯本身具备良好的力学性能、导电性与导热性。当添加至塑料材料中时,也能很好的改善材料的各类特性。石墨烯具备优异的力学性能,添加到塑料中时能够改善材料的拉伸强度、断裂伸长率、硬度等。
据研究表明,当 PVC/石墨烯复合材料中石墨烯占比达到 2%时,复合材料的拉伸强度提升了 130%,对于材料的力学特性有很好的改善。石墨烯改性塑料应用广泛,市场空间大。
“以 PVC 材料为例,我国每年 PVC 塑料产量约为 1800 万吨,按 1%的 PVC 材料添加 5%的石墨烯来测算,单 PVC 塑料领域对石墨烯的需求就有接近万吨级别。除塑料材料之外,其他高分子材料如橡胶等对石墨烯需求量也十分巨大“。
刘荣华说,在传统的可发性聚苯乙烯(EPS)中接枝一定质量的石墨烯,作为阻燃剂和反红外线物质,经由悬浮聚合的方法制备的可膨胀PS颗粒。在可发性聚苯乙烯(EPS)中导入石墨烯,是使其再次提升优良的保温性能基础上,并具有更加良好的阻燃性能及力学性能。
石墨烯EPS与普通聚苯板相比,具备两大优点:低导热系数与低密度。石墨烯EPS的导热系数国家标准为0.033w/m.k,普通EPS板的导热系数国家标准为0.039w/m.k。石墨烯EPS比普通聚苯板导热率大幅降低了20%,意味着保温层的经济厚度可以降低20%;石墨烯EPS的密度也显著低于普通聚苯板,在同样的保温效果下,意味着原材料的使用量可以大幅降低,更加符合节能环保的标准。



















