打破砂鍋問到底–#6.石墨烯環保塗料有甚麼特別？

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2016-03-23

第六講我們回顧歷史來談談「石墨烯環保塗料」。今天要介紹的這款格芬環保塗料，由濟南墨希科技從西班牙原裝進口，據說是全球首例實現工業化量產的石墨烯塗料，它從兩個不同的技術路徑解決了一直困擾普通塗料的環保問題。

在材料上，格芬環保塗料沒有採用化學合成法，而是使用了西班牙摩容地區的高純度石灰石（主要成分是碳酸鈣），採用古老的爐窯煅燒石灰石法製得，這樣就從根本上避免了化學塗料合成過程中產生的助劑污染。

那麼這款塗料又是如何解決附著力、遮蓋力等性能要求的呢？那就是石墨烯。他們將石墨烯碳納米材料按照特定的配比和工藝加入到塗料中，使得普通的礦物塗料在粉刷到牆面後，在塗層中形成一層石墨烯網狀骨架，由於石墨烯獨特的網狀結構和高強韌度，塗料最終就被牢牢鎖定在牆面上。而普通塗料為了生成成膜物質，往往要使用甲醛等有毒原料進行合成。格芬環保塗料由於是通過石墨烯來解決塗層性能問題，自然就避免了甲醛對人體的危害。

簡直是一派胡言。這裡出現兩個錯誤。第一，塗料牢牢鎖定在牆面上與石墨烯毫無關聯。一般而言，塗層在基材表面的作用方式可以分為二種形式：「物理吸附」與「化學鍵合」，二種方式的區別嚴格意義上說是分別以「空間位阻」與「靜電吸附」形式的存在。石墨烯與基材根本不黏附，靠的是高分子與基材的界面結合力。

第二，各位知道甲醛從哪裡來的嗎？目前，很多消費者都會選擇立邦、多樂士等品牌信譽較好的塗料，所以塗料不用甲醛已經是顯學，尤其室內牆塗料。原因在我們的專業知識不夠吧了！我們都知道，在塗塗料之前，要先在牆壁上刮一層膩子。膩子是用滑石粉和膠水攪拌之後塗在牆壁上，甲醛就藏在那些品質差的膠水中。至於他們稱成膜性跟石墨烯有關，這又是一次欺瞞消費者的行為，懂塗料的人都知道成膜性來自「成膜助劑」。成膜助劑像非離子界面活性劑、二碳酸-二異丁酯及丙二醇酯為主的 C-19 脂肪酸都可以做到「零 VOC」，所以不要再把石墨烯捧上天了。

再看看該公司網站提到格芬「內牆」塗料主要成分：水、碳酸鈣、氫氧化鈣、滑石粉、無毒添加劑、石墨烯等。格芬「外牆」塗料主要成分：水、碳酸鈣、氫氧化鈣、滑石粉、碳酸鹽（Ca、Mg）、無毒添加劑、石墨烯等。兩者只差個「碳酸鹽」。

不知道是他們專業不夠，還是故意漏掉一類最重要的材料－高分子，像內牆多半使用「聚乙烯醇」；而外牆多半再加入「丙烯酸酯」，至於「碳酸鹽」在合成過程中被控制形成片狀結構，這些扁平的薄片形成一個屏障，增加了潮氣到底材須穿行的路徑。其實，石墨烯就是要取代這個功能，因為石墨烯的阻絕性極佳，但要用對適當的滲濾閾值。

如果真的要說石墨烯的用途，精確點說應該是「氧化石墨烯」。黏結強度的大小不僅與基材的表面狀態、表面物質組成及材料本身的緻密性有關，還與塗層中成膜物的收縮應力、表面張力、結晶性與極性官能團的體積大小等因素有關。而氧化石墨烯不僅具備親水性，透過氫鍵與高分子結合能增加塗料的耐用度。加上阻絕性極佳，很適合作為塗料用途。

各位一定會很奇怪我是賣石墨烯技術的，為何還呼籲不要把石墨烯捧上天了。各位只要記住宮老師只講機理，石墨烯不同組合只是選項，不合常理的說法只為了賺取短期利益，把中國人當作傻瓜是不行的。畢竟，我們現在擁有全球第一的石墨烯領先優勢，外國人別來中國忽悠我們。

其中，濟南墨希說到石墨烯的導熱性是成膜性的主因，我也抱持懷疑的態度。以塗料加入氧化石墨烯水溶液 1~3wt％，再經過高分子的阻隔，通常導熱性不會太好，但也可能是適當的導熱性剛好讓分子間浸潤完全。不過，以石墨烯作訴求的環保塗料比立邦漆貴，我第一個跳出來拒絕購買。哈哈，我的意思是自己調配來自己用。