冷喷烯锌涂料中石墨烯材料的测试与判定扫描电镜-X射线能谱分析法编制说明.pdf

（一）工作简况

1任务来源

传统防腐涂装体系存在两个主要问题，一是传统的富锌底漆仅仅提供微弱的

阴极保护，漆上只要出现轻微划痕就会产生锈蚀，随后造成大面积锈蚀，此外，

由于受本身防护原理限制，在寿命周期内，若要得到有效保护，必须进行数次防

腐维修，这将带来庞大的钢结构防腐维护费用，二是热喷锌对表面处理要求高，

同时，喷涂施工时，对环境条件的要求也高。此外，热喷锌层的破损处及焊缝处

修补困难，污染严重，喷砂除锈时形成的尘粉及喷镀时形成的氧化锌粒子，对人

体伤害严重，存在劳保及职业病问题，电弧喷锌的设备庞大，昂贵，电能消耗大。

随着国家产业和环保政策的推进，安全、环保、防腐寿命长的冷喷锌涂装技

术面临广阔的技术发展前景。冷喷锌如同涂油漆，可采用刷涂、辊涂、有气喷涂、

无气喷涂等方式，简便、高效，不需加热、涂层干燥速度快，不受施工环境条件

制约。表面处理采取喷砂，无废水排放。冷喷锌防腐技术综合了热镀锌、热喷锌

/铝的优点，有效解决了钢结构在自然环境中易遭受腐蚀问题，是一种新型、长

效、环保、便捷的钢结构防腐技术尤其在钢结构长寿命防腐方面展现其突出的优

势，从而拓展了“锌保护”应用的新领域。

石墨烯具有结构稳定、导电性高、韧度高、强度高、比表面积超大等突出的

物理化学性质，被誉为万能材料和取代硅的下一代基础材料，是一种可广泛服务

于经济社会发展的重要新材料，将会成为国民经济增长的重要组成部分。在涂料

领域，添加石墨烯材料的涂料产品层出不穷，尤其是在含锌涂料产品中更是已经

得到了广泛的应用。由于其高导电性、高比表面积、高稳定性的特点，石墨烯材

料的添加可以有效地降低锌粉在涂料配方中的使用量，不但极大地降低了生产成

本、间接减少了锌粉生产带来的重污染，同时也使锌粉涂料产品的各项防腐蚀性

能得到了较大的提升。因此，将石墨烯材料和冷喷锌技术相结合的冷喷烯锌技术

正在成为防腐涂料领域中广受关注和重点发展的功能涂料。

冷喷烯锌是低VOC的绿色环保产品，具有优异防腐性能，适合应用于各种

严苛的大气环境。同时具有良好的抗开裂、耐冲击等机械性能，以及友好施工和

良好配套性的优势。冷喷烯锌的微观结构呈现超纯超薄石墨烯与锌粉形成的三维

球片网络。防护机理来自于阻隔、阴极保护和抑制腐蚀蔓延的多功能协同作用，

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原子层多功能防护技术能够同时抑制化学和电化学腐蚀，使漆膜达到极致长久防

腐性能。因此，冷喷烯锌是适应全球降低污染排放、控制安全风险要求的新型低

污染型涂料产品。

作为一种钢铁结构防腐领域重点发展的冷喷烯锌涂料，在国外尚无可查询到

的成熟标准，国内也还没有制定国家标准或行业标准。可参考的行业标准HG/T

5573《石墨烯锌粉涂料》对锌粉涂料中所含石墨烯材料的定性具有积极意义。

但随着石墨烯原材料制备技术和冷喷锌涂料产业的不断发展，该相关技术指标已

无法很好的满足冷喷烯锌涂料的现实需求。比如，在冷喷烯锌涂料中，经过产业

链上下游验证，为更好的发挥石墨烯材料的物理屏蔽性能，所用石墨烯材料的二

维结构越完整物理屏蔽效果越好。因此，普遍选择物理剥离法制备的石墨烯材料。

但随着石墨烯制备技术的不断成熟和多样化发展，目前市场流通领域出现了一种

采用化学气相法制备石墨烯粉体的技术方法，该方法具有成本低、批次稳定性好、

结构完整等特点，也已实践证明能够很好的应用于冷喷烯锌涂料中。但采用化学

气相法制备的石墨烯粉体形貌特征与HG/T5573《石墨烯锌粉涂料》中所列的

氧化石墨烯形貌结构特征相近，用现有HG/T5573《石墨烯锌粉涂料》所述方

法检测会造成偏差。此外，现有HG/T5573《石墨烯锌粉涂料》标准文件中关

于“该物质以碳元素为其主体元素”的重要判定依据也缺乏可执行的参数指标。

因此，为进一步推动冷喷烯锌涂料行业的技术进步，引导涂料生产企业的健

康有序发展；同时，让各检验机构、涂料用户和生产厂家达成技术一致，为涂料

生产企业及各级各类用户提供产品质量的考察依据，有必要尽快联合冷喷烯锌涂

料头部企业共同参与制定冷喷烯锌涂料中石墨烯材料的定性检验的检验方法标

准，将规范和促进冷喷烯锌涂料行业的高质量发展，也将带来良好的社会效益。

为了促进冷喷烯锌涂料的技术进步和健康有序发展，无锡华东锌盾