有机涂层结合阴极保护，已成为海洋工程中常见的腐蚀防护手段之一。完整的有机涂层可以增强腐蚀和减少阴极保护所需的电流。当涂层损坏和保护失效后，施加的电流还可以对海洋钢结构进行持续的阴极保护。
对于含有涂层钢结构，太负的极化电位使用，产生的OH–将导致涂层发生阴极剥离分层(Cathodic Delamination)，减少涂层和金属基材的附着力，成为水下钢结构涂层保护的一个重要失效因素。
高质量石墨烯材料的添加，增加了环氧涂层的物理屏蔽，阻止Cl–渗透，阻止微裂痕形成，阻止OH–的传输，增强了耐腐蚀，增加了附着力和耐阴极剥离性能。
在没有施加阴极保护电流时，无石墨烯的环氧涂层、有石墨烯的环氧涂层、有氧化石墨烯的环氧涂层，海水浸泡60天的腐蚀形貌通过光学形貌观察，有石墨烯的耐腐蚀性能最好，而有氧化石墨烯的耐腐蚀性能最差。
图1. 有无石墨烯材料环氧涂层海上浸泡60天腐蚀形貌光学图片。(蓝色框内为腐蚀产物，红色框内为腐蚀坑)
耐阴极剥离测试显示纯环氧EP涂层较差(图2)。当极化持续施加-1.5V的电势涂层24小时后产生明显气泡，72小时后产生更明显的气泡，极化120小时后，涂层破裂并且损坏，这表明分层纯EP涂层的电阻较差与金属基体的粘合已经完全破坏。阴极剥离半径(Rd)约为25mm。对比，添加石墨烯的环氧涂层，几乎没有起泡生成，涂层并没有与衬底完全脱离，阴极剥离半径(Rd)更小，约为19-21.5mm。
图2. 有、无石墨烯的环氧涂层耐阴极剥离测试光学图片。施加阴极电势-1.5V,相比，有石墨烯环氧涂层耐阴极剥离性能有显著优势。
【参考文献】
1. Sun, T., Jin, K., Wang, T. et al. Synergistic effect of graphene oxide and cathodic protection to enhance the long-term protective performance of organic coatings. J Mater Sci 58, 10853–10869 (2023).
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