石墨烯重防腐涂料是針對高濕熱、高鹽霧、高紫外等嚴苛海洋環境下防護需求而開發的涂料。其中的石墨烯就像給金屬穿上了納米級防彈衣，憑借獨特的二維平面結構（圖2），在涂層中層層疊加，如同無數緊密排列的 “納米盾牌”，將海水、氧氣、氯離子等腐蝕性介質的進攻牢牢阻擋在外。相關研究表明，在普通海洋防腐涂料中添加適量石墨烯后，其涂層電阻可從原本的10⁷Ω cm²提升至10⁹Ωcm²以上，顯著延長金屬基材服役周期。該材料體系依托石墨烯的本征化學惰性，與鋅粉、環氧樹脂等組分形成界面耦合增強機制，強化涂層的防腐性能。工程應用層面，其典型配套體系包含富鋅底漆（陰極保護）、云鐵環氧中間漆（屏蔽防護）及聚脲面漆（耐候屏障），可廣泛用于海洋工程、鋼結構橋梁等領域的大型鋼結構的腐蝕防護，展現出環境適應性、長效防腐性與施工便捷性的綜合優勢。

華南農業大學楊卓鴻教授團隊是海洋防腐涂料領域的研究專家，課題組針對傳統防護技術難以滿足海工裝備長效防護需求這一關鍵痛點，創新性開展石墨烯/環氧乙烯基復合涂層體系研究（圖3），并取得了階段性成果。目前，課題組已經成功制備出系列具有不同功能特性的海洋防腐涂料。在制備過程中，以環氧樹脂為基底，運用多種生物質原料，通過分子設計和結構優化，對環氧乙烯基酯樹脂進行化學改性，賦予其增韌或自修復性能。同時對氧化石墨烯進行化學改性，例如硅烷偶聯劑水解、無機粒子表面原位聚合、擴鏈劑介導的無機-有機“橋接”等方法，顯著提升了納米填料在樹脂基體中的分散穩定性。功能化納米粒子通過物理屏蔽效應、交聯密度調控和疏水性等多重機制，大幅提升復合涂層的長效耐腐蝕性能。

在實驗室技術層面，課題組取得了多項突破。在性能優化上，通過建立組分-性能構效關系模型，使涂層在機械性能、熱穩定性和電化學防腐性能等方面表現優異。例如結合生物基桐油酸長碳鏈結構韌性好的特點，將其與環氧樹脂剛性苯環相結合，得到的增韌乙烯基酯涂層拉伸強度提升至72.3MPa，斷裂伸長率達15.87%。在微觀結構調控方面，基于硅烷偶聯劑水解、無機粒子表面原位聚合、擴鏈劑介導無機-有機“橋接”等方法對納米填料進行化學改性，通過分子間氫鍵與共價鍵協同作用機制，顯著提升納米填料在樹脂基體中分散穩定性。在功能賦予上，為涂層引入了緩蝕、自愈合、超疏水等多重功能。團隊開發"被動緩蝕-主動修復"雙重防護體系（圖4）：基于單寧酸/GO復合涂層的光熱響應型自修復系統，在5分鐘NIR輻照下可實現92%愈合效率。采用仿生荷葉效應構建的超疏水涂層（圖5），其靜態水接觸角達155.9°，滾動角為1.9°。經過80天的電化學阻抗試驗，其涂層電阻仍高達3.62×10¹⁰ ? cm^-2。這些突破性成果為發展智能響應型海洋防腐涂層提供了創新范式。

 圖5 基于GO-SiO₂的超疏水防腐涂層

在產學研合作方面，研究團隊與廣東美亨新材料科技有限公司構建了"學研創新-產業轉化"雙輪驅動體系，雙方優勢互補，聚焦海洋重防腐涂料研發（圖6）。課題組依托重點實驗室，在天然防腐油漆改性、環氧乙烯基酯樹脂合成等領域積累 20 余項專利及系列成果；美亨公司作為高新技術企業，擁有先進生產線、千平米轉化室及 2000 萬元研發設備，在不飽和樹脂合成及產業化方面經驗豐富。雙方圍繞 “石墨烯改性環氧乙烯基酯樹脂海洋防腐涂料” 這一核心方向，構建了 “基礎研究 — 中試放大 — 產業化推廣” 的全鏈條協作機制。在技術攻關階段，課題組負責天然生物基材料對樹脂分子設計，以及對氧化石墨烯的化學改性，解決石墨烯材料分散穩定性差，傳統防腐樹脂涂層破損后防腐性能下降等問題。美亨公司則利用其萬噸級不飽和樹脂生產線，對改性樹脂進行中試工藝優化，雙方多次對自主研發產品開展耐鹽霧試驗、電化學阻抗等測試，確保涂層在3.5%NaCl溶液中浸泡100后天，阻抗模值穩定在10^?Ω cm^²以上。經第三方檢測，產品關鍵性能指標如鉛筆硬度（≥5H）、耐甲乙酮擦拭次數（≥250次）均滿足使用需求，成功應用于海洋平臺鋼結構防腐示范工程。該合作不僅破解了海洋重防腐涂料依賴進口的 “卡脖子” 問題，更構建了產學研協同創新的典范模式，累計培養碩士/博士12名，輸出兼具科研素養與產業視野的復合型人才，為我國海洋工程裝備防護技術自主化提供了可持續的人才與技術儲備，助力“海洋強國” 戰略在材料領域的落地實施。

在未來，石墨烯改性環氧乙烯基樹脂海洋防腐涂料的未來發展仍面臨多重挑戰。在復雜海洋環境中，極端條件對涂層的長期穩定性形成嚴峻考驗，需要解決納米材料分散、界面結合及抗多重腐蝕介質等關鍵技術問題。隨著環保法規的日益嚴格，行業向生物基原料、水性體系和無鉻化方向的轉型需求迫切，如何在環保升級中保持防護性能成為重要課題。技術研發將重點探索新型復合材料體系，構建物理阻隔與電化學保護協同機制，開發具備自修復和超疏水等智能特性的多功能涂層，同時通過分子結構優化提升樹脂性能與成本效益。產業化進程需加強產學研深度融合，建立覆蓋基礎研究到工程應用的全鏈條轉化體系，制定符合我國海域特點的性能評估標準，推動國產涂料在深海工程中的規模化應用，全面提升海洋工程材料的自主創新能力和國際競爭力。