2022公路桥梁钢结构石墨烯锌粉防腐涂料

公路桥梁钢结构石墨烯锌粉防腐涂料目 次范围 1规范性引用文件 2术语 3产品分类技术要求

…………………4…………………4原材料 4

…………………4…………………4技术性能 4试验方法 6原材料试验 6外观试验 6技术性能试验 6检验规则 8检验分类 8检验项目和周期 8

…………………8检验结果评定 8包装标识运输和储存 0附录A资料性)石墨烯锌粉防腐涂料的制备工艺 1附录B资料性)涂层配套体系设计 2附录C规范性)石墨烯材料的定性测试 4附录D规范性)石墨烯材料比表面积的测定 6附录E规范性)不挥发分中金属锌含量的测定 8用词说明 1ⅡPAGEPAGE1122公路桥梁钢结构石墨烯锌粉防腐涂料范围本标准规定了公路桥梁钢结构石墨烯锌粉防腐涂料的产品分类技术要求试验方法检验规则以及包装标识运输和储存等内容。本标准适用于公路桥梁钢结构防腐涂装。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中注日期的引用文件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于本文件。8漆膜腻子膜干燥时间测定法2漆膜耐冲击测定法1色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定6色漆清漆和色漆与清漆用原材料取样2塑料环氧化合物环氧当量的测定0色漆和清漆拉开法附着力试验4化工产品中水分测定的通用方法干燥减量法4金属粉末粒度分布的测量重力沉降光透法2色漆和清漆弯曲试验圆柱轴)8涂料试样状态调节和试验的温湿度0涂料产品包装标志2色漆和清漆漆膜厚度的测定1涂料产品包装通则6色漆和清漆挥发性有机化合物含量的测定气相色谱法6色漆和清漆多组分涂料体系适用期的测定样品制备和状态调节及试验指南2公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件术语石墨烯材料s由石墨烯单独或堆垛而成层数不超过0层的碳纳米材料。石墨烯锌粉防腐涂料s由石墨烯材料锌粉环氧树脂以及溶剂和助剂等组成的防腐涂料。PAGEPAGE6PAGEPAGE5产品分类1石墨烯锌粉防腐涂料按耐盐雾性能可分为E型普通型和L型长效型见表。表1石墨烯锌粉防腐涂料的产品分类产品分类耐盐雾性能E型普通型石墨烯锌粉防腐涂料h划痕处单向扩蚀2,未划痕区不起泡不生锈不开裂不剥落L型长效型石墨烯锌粉防腐涂料h划痕处单向扩蚀2,未划痕区不起泡不生锈不开裂不剥落技术要求原材料石墨烯锌粉防腐涂料主要原材料的技术要求应符合表1的规定。表1主要原材料的技术要求原材料技术指标技术要求石墨烯材料原材料定性测试含有石墨烯材料含水量/%<1比表面积)0锌粉粒度/目0环氧树脂环氧当量)4外观石墨烯锌粉防腐涂料在容器中搅拌形成混合料后外观应均匀无硬块。石墨烯锌粉防腐涂料涂覆工程表面形成涂层后外观应均匀平整无流挂现象。工艺石墨烯锌粉防腐涂料的制备工艺可参照附录A的有关规定。石墨烯锌粉防腐涂层的涂装工艺应符合2的有关规定。技术性能石墨烯锌粉防腐涂料的技术性能要求应符合表1的规定。表1石墨烯锌粉防腐涂料的技术性能要求项目技术指标挥发性有机化合物)0不挥发分中金属锌含量质量%0适用期h5干燥时间h表干≤2实干4石墨烯锌粉防腐涂层的技术性能要求应符合表2的规定。表2石墨烯锌粉防腐涂层的技术性能要求项目技术指标耐冲击性能m0附着力拉开法a≥6耐弯曲性能耐弯曲性无裂纹耐盐雾性能E型石墨烯锌粉防腐涂料h划痕处单向扩蚀2,未划痕区不起泡不生锈不开裂不剥落L型石墨烯锌粉防腐涂料h划痕处单向扩蚀2,未划痕区不起泡不生锈不开裂不剥落石墨烯锌粉防腐涂层配套体系的技术性能要求应符合T2的有关规定应用于高寒地区的涂层配套体系需测定耐弯曲性能应满足0℃低温测试条件下耐弯曲性无裂纹。涂层配套体系的设计可参照附录B的有关规定。试验方法原材料试验原材料的取样应符合6的有关规定。石墨烯材料的定性测试应符合附录C的有关规定。石墨烯材料的含水量测定应符合4的有关规定。石墨烯材料的比表面积测定应符合附录D的有关规定。锌粉的粒度测定应符合4的有关规定。环氧树脂的环氧当量测定应符合2的有关规定。外观试验石墨烯锌粉防腐涂料的外观打开容器加入各组分材料用调刀或搅拌棒搅拌混合料允许容器底部有少量沉淀经搅拌后混合料均匀无硬块则外观状态合格。石墨烯锌粉防腐涂层的外观通过目视观察外观均匀平整无流挂现象则外观状态合格。技术性能试验技术性能试验样板的制备宜按表1的规定进行采用与标准规定不同的底材底材处理方法及样板制板方法时应在试验报告中注明。表1制备试验样板的技术要求检测项目底材类型底材尺寸/干膜厚度m涂装要求干燥时间耐冲击性能弯曲性能马口铁板×)3喷涂1道除干燥时间外,耐冲击性在8规定条件下养护h耐盐雾性能附着力喷砂钢板×)0喷涂2道每道间隔,8规定条件下养护d注涂层干膜厚度的测量符合2的有关规定。注涂层配套体系的试验样板制备好后在温度2℃相对湿度%的标准试验环境条件下养护d后进行性能测试。涂料挥发性有机化合物的含量测定应符合6的有关规定。涂料不挥发分中金属锌的含量测定应符合附录E的有关规定。涂料适用期的测定应符合6的有关规定。涂料干燥时间的测定应符合8的有关规定。涂层耐冲击性能的测定应符合2的有关规定。涂层附着力的测试应符合0的有关规定。涂层耐弯曲性能的测定应符合2的有关规定。涂层耐盐雾性能的测定应符合1的有关规定。检验规则检验分类石墨烯锌粉防腐涂料检验分为原材料进厂检验型式检验和出厂检验。石墨烯锌粉防腐涂料使用的石墨烯材料锌粉和环氧树脂等原材料进厂时应进行检验验收。型式检验应在具有相应资质的质量监督检测机构进行。存在下列情况之一应进行型式检验:新产品投产时或老产品转厂生产的试制定型检验。正式生产后如结构材料工艺有较大改变可能影响产品性能时。正常生产时每一年进行一次检验。国家质量监督机构或用户提出进行型式检验的要求时。检验项目和周期石墨烯锌粉防腐涂料使用的原材料进厂检验项目检验内容检验周期应符合表1的规定。表1原材料检验项目和周期检验项目检验内容检验周期石墨烯材料原材料定性测试依据工程要求检验含水量每批一次比表面积依据工程要求检验锌粉粒度每批一次环氧树脂环氧当量每批一次石墨烯锌粉防腐涂料的型式检验项目包括外观挥发性有机化合物不挥发分中金属锌含量适用期干燥时间耐冲击性能附着力耐弯曲性能耐盐雾性能等检验周期为每年一次。石墨烯锌粉防腐涂料的出厂检验项目包括外观挥发性有机化合物适用期干燥时间检验周期为每批一次。组批石墨烯锌粉防腐涂料使用的原材料按批检验每为1批不足按1批计。石墨烯锌粉防腐涂料按批检验每为1批不足按1批计。检验结果评定不符合本标准检验要求的原材料不得使用。/型式检验采用随机抽样方式进行型式检验项目全部合格则该批产品合格。当检验项目中有不合格项应从该批产品中随机再抽取双倍数试样对不合格项目进行复检若复检后仍有不合格项,则判定该批产品不合格。成品在出厂检验中若有不合格项应从该批产品中随机再抽取双倍数产品对不合格项目进行复检若复检后仍有不合格项则判定该批产品不合格。PAGEPAGE10PAGEPAGE118包装标识运输和储存包装应符合1的有关规定。标识应符合0的有关规定。运输时应避免雨淋日光曝晒和碰撞应隔绝火源并远离热源。产品储存时应保证通风干燥防止日光直接照射并应隔绝火源远离热源。产品应根据类型定出储存期并在包装标志上明示。除非另有说明或另有规定产品宜储存在3℃0℃的环境温度条件下。附录A资料性石墨烯锌粉防腐涂料的制备工艺组成使用前石墨烯锌粉防腐涂料分为A组分和B组分分别进行生产包装和储存。A组分由石墨烯材料锌粉环氧树脂等组成B组分由聚酰胺等组成。A组分生产工艺将%%溶剂%%树脂%%助剂依次加入反应釜分散5n至均匀状态。边分散边加入%%石墨烯加完后分散5n至均匀状态。3加入%%填料%%锌粉分散5。将分散好的A组分进行研磨。再次分散5。记录外观细度粘度取样做出厂检验出厂检验合格后进行包装。B组分生产工艺将%%溶剂%%固化剂%%助剂依次加入反应釜分散0n至均匀状态。记录外观粘度取样做出厂检验出厂检验合格后进行包装。石墨烯锌粉防腐涂料的应用使用时应将A组分和B组分按照质量比为1的比例混合均匀并在适用期内完成使用。附录B资料性涂层配套体系设计公路桥梁钢结构外表面非封闭环境内表面和附属钢构件的涂层配套体系设计可参照表1的规定。表1公路桥梁钢结构外表面非封闭环境内表面和附属钢构件涂层配套体系配套编号腐蚀环境涂层涂料品种最低干膜厚m防腐年限5年防腐年限0年13底涂层E型石墨烯锌粉防腐涂料00面涂层丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆00总干膜厚0024底涂层L型石墨烯锌粉防腐涂料00面涂层丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆00总干膜厚0035底涂层L型石墨烯锌粉防腐涂料00面涂层丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆00总干膜厚004CX底涂层L型石墨烯锌粉防腐涂料00面涂层丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆00总干膜厚00注腐蚀环境分类应符合2的规定。注1和2腐蚀环境的涂层配套体系设计可参考3腐蚀环境。注在3腐蚀环境下L型石墨烯锌粉防腐涂料可替换E型石墨烯锌粉防腐涂料。注本表为建议性配套体系设计可参照2的规定与实际情况进行配套体系设计。公路桥梁钢结构封闭环境内表面的涂层配套体系设计可参照表2执行。表2公路桥梁钢结构封闭环境内表面涂层配套体系配套编号腐蚀环境涂层涂料品种最低干膜厚m防腐年限5年防腐年限0年5配置抽湿机外部4及以下)合一L型石墨烯锌粉防腐涂料00总干膜厚00表2公路桥梁钢结构封闭环境内表面涂层配套体系续)配套编号腐蚀环境涂层涂料品种最低干膜厚m防腐年限5年防腐年限0年6配置抽湿机外部5及)底涂层L型石墨烯锌粉防腐涂料00面涂层环氧厚浆漆浅色)00总干膜厚007未配置抽湿机底涂层L型石墨烯锌粉防腐涂料00面涂层环氧厚浆漆浅色)00总干膜厚00注抽湿机需常年工作以保持内部系统相对湿度低于%。注狭小空间的空心结构可不进行涂装但要保证气密性密封之前确保空心构件中没有水的存在。注本表为建议性配套体系设计可参照2的规定与实际情况进行配套体系设计。PAGEPAGE14PAGEPAGE15附录C规范性石墨烯材料的定性测试范围本方法适用于石墨烯材料含量不低于%的石墨烯锌粉涂料中石墨烯材料的定性测定。原理选用合适的溶剂稀释试样经高速离心分离去除清液提取离心剩余物的上层物质。在扫描电镜下观察该提取物中是否含有具备石墨烯材料典型二维形貌特征的物质并利用能谱仪对该二维材料进行元素分析。经扫描电镜能谱仪分析具备石墨烯材料典型形貌特征的二维碳材料即认为是石墨烯材料。注建议对操作人员进行形貌特征识别的专业培训以得到可靠的结果。试剂和材料除非另有规定在试验中应使用分析纯及以上纯度的试剂。离心分离用混合溶剂按二甲苯∶丙酮1的体积比混合或其他合适的溶剂。离心管容量7或根据实际离心效果确定合适的容量。仪器设备离心机转速。扫描电镜能谱仪扫描电镜分辨率小于或等于能谱仪至少能准确分辨碳元素。试验步骤取待试涂料产品的液态基料组分搅拌均匀后取适量样品放入离心管至离心管容量的4处然后加入混合溶剂至离心管容量的3处搅拌混合均匀。将离心管放入离心机中以n的转速高速离心0离心完成后倒去上层清液保留离心剩余物。在离心剩余物中再次加入混合溶剂按照2的规定再次进行离心分离共离心3次。注离心转速离心时间及离心次数可根据实际离心分离效果进行调整。取3次离心后的离心剩余物将其上层物质均匀分散在铜胶带上放入扫描电镜能谱仪中观察该提取物中各类材料的形貌并用能谱仪对观察到的片状二维材料进行元素分析。进行两次平行试验。结果判定两次平行试验中有一次试验发现扫描电镜视野中存在同时满足下列两个条件的物质可判定为含有石墨烯材料:存在符合图1或2典型石墨烯材料二维形貌特征的物质;该物质以碳元素为主体元素。注氧化还原法制备的石墨烯材料以及对石墨烯材料进行修饰改性或功能化等处理会使其含有少量的氮氧等元素。图1氧化还原法制备的石墨烯材料扫描电镜形貌图图2物理法制备的石墨烯材料扫描电镜形貌图附录D规范性石墨烯材料比表面积的测定范围本附录规定了采用的气体吸附原理测定石墨烯材料比表面积的原理仪器试剂材料测试步骤数据结果和数据精密度。本方法适用于满足仪器测试要求的固态石墨烯材料比表面积的测定。原理<放到气体体系中的固态石墨烯材料样品其物质表面在低温下将发生物理吸附。当吸附达到平衡时测量平衡吸附压力和吸附的气体量根据吸附理论T公式得到单分子层吸附量m再用公式<:0 p =1+C1:0式中式中p 吸附质分压单位为帕0吸附剂饱和蒸汽压单位为帕V 对应压力下气体吸附量单位为立方厘米3m单层饱和吸附量单位为立方厘米3C 与吸附热相关的常数。S3m

)×m式中:S 试样比表面积单位为平方米每克m单层饱和吸附量单位为立方厘米3试样质量单位为克。仪器静态体积法气体吸附仪带杜瓦瓶及操作所需要的其他附件。试料管当试料管与吸附仪连接时保证严格密封。脱气装置能控制温度在℃和℃在能保持小于a的真空压力状态对样品进行脱气。分析天平精度1。真空干燥箱可实现高于室温1℃范围内的程控恒温且真空保压真空度不高于。试剂与材料吸附气体为氮气其纯度不小于%其温度在测试过程中保持稳定。氦气其纯度不小于%。液体氮气应具有一定纯度使吸附气体的饱和蒸气压在测试过程中保持稳定。测试步骤取具有代表性的适量样品于℃真空度不高于a的真空干燥箱中干燥h后停止加热并保持上述真空度条件下冷却至室温待用若已知样品水分不大于%可省略此步。在天平上称量试料管并记录质量精确至1。将g样品装入试料管并连接真空脱气装置。通过脱气去除样品表面物理吸附的物质保证脱气后得到稳定的表面但要避免表面发生不可逆的变化。脱气冷却后称量并计算试料管所加样品质量精确至1。记录样品质量并将其与试料管放入比表面积试验装置冷阱中后与测试系统连接。按比表面积试验装置操作规程进行液氮温度下样品对氮吸附等温线的测试测定试样的比表面积结果精确至1。测试完成后关闭系统。数据结果根据仪器测试结果输出并记录相关测试数据。数据精密度在重复性条件下获得的两次测定结果之差的绝对值不大于其算术平均值的。在再现性条件下获得的两次测定结果之差的绝对值不大于其算术平均值的。规范性不挥发分中金属锌含量的测定范围本方法适用于化学分析法测定涂料不挥发分中金属锌含量。原理在二氧化碳作保护气的条件下试样中的金属锌与硫酸铁反应铜盐作催化剂生成相当量的硫酸亚铁用高锰酸钾标准溶液滴定间接计算试样中的金属锌含量。试剂和材料除非另有规定在试验中仅使用确认为分析纯及以上纯度的试剂。离心分离用混合溶剂按戊酮∶丙酮1的体积比混合。二氧化碳其纯度不小于%。磷酸密度为。硫酸密度为。甲基红指示剂浓度为。硫酸铜溶液浓度为。硫酸铁溶液浓度为。仪器设备离心机转速。试管圆底不锈钢或玻璃制容量为0。分析天平精度1。干燥箱可实现高于室温1℃范围内的程控恒温。烧杯容量为。容量瓶容量为。锥形瓶容量为0。混合物中溶剂不溶物的制备准确称取按比例混合的样品约置于试管加入混合溶剂0用玻璃棒充分搅匀棒上的固体用约0L混合溶剂冲回试管内加混合溶剂到试管的5处。为防止溶剂90挥发用软木塞将试管塞住后放入离心机内在转速n下分离0~0倒掉上层清液将沉淀物用于试验。上述操作需重复3次。将沉淀物置于2℃的烘箱内干燥取出放入干燥器内冷却0准确称取沉淀物的质量。混合物中的溶剂不溶物含量B按式计算:式中:1沉淀物的质量单位为克2样品的质量单位为克。溶剂不溶物中金属锌含量的测定

B102

)高锰酸钾标准溶液的配制。称取g高锰酸钾置于烧杯中加入2L蒸馏水煮沸冷却静置至次日移入容量瓶中。用煮沸并冷却的蒸馏水稀释至刻度充分摇匀放置至沉淀沉降经玻璃丝或瓷过滤器过滤于棕色瓶中盖上玻璃塞。高锰酸钾标准溶液的标定。称取g无水草酸钠在干燥箱中于℃干燥置于锥形瓶中将其溶解于0L的硫酸溶液中加热至0℃0℃立即用高锰酸钾溶液滴定至出现淡红色为终点。高锰酸钾标准溶液对n元素的滴定系数F按式计算:式中:

Fm×9V>

)F 高锰酸钾标准溶液对n元素的滴定系数单位为克每毫升m 称取草酸钠的质量单位为克V 标定时消耗高锰酸钾溶液的体积单位为毫升0空白消耗高锰酸钾溶液的体积单位为毫升注当3次测定的极差值L时取其平均值否则重新标定。金属锌含量的测定在一个干燥的锥形瓶中充满二氧化碳塞好瓶塞。将干燥好的溶剂不溶物用研钵充分研磨