环氧富锌与石墨烯富锌有什么区别
石墨烯锌双涂层体系,在配套体系上的一个重要创新,在通常的大气腐蚀环境下,可以取代传统的环氧富锌三涂层体系,性能优异,具有经济优势、施工优势,以及环保优势。
一、石墨烯锌双涂层 VS 环氧富锌三涂层
环氧富锌三涂层体系,这里指环氧富锌底涂层,环氧(云铁)中间涂层,聚氨酯/氟碳面涂层。
石墨烯锌双涂层体系,这里指石墨烯锌底涂层,聚氨酯/氟碳面涂层。创新双涂层体系,性能优异,减少了不必要的中间涂层。

图1. 传统环氧富锌三涂层体系 VS 石墨烯锌双涂层体系
二、为什么环氧富锌体系外表面防腐常用三涂层体系?
因为三涂层各自发挥独特作用,底涂层起到防腐蚀作用,中间涂层主要是抗渗透,耐湿热,和连接底、面涂层作用,面漆主要起到耐候、屏蔽作用。
传统环氧富锌底涂层仍存在不可调和的技术缺陷,为保证防腐性能,大量使用锌粉,导致漆膜致密性差,抗渗透性差,耐湿热性(耐温耐水)差。具体见表1。因此,单一的环氧富锌底漆不能完成上述各项作用, 需要中间漆和面漆弥补这些不足。
“富锌"给环氧富锌带来的缺陷 |
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1 |
易开裂,韧性差(厚膜、锐边、内外角、焊缝) |
2 |
耐湿热差,耐水差 |
3 |
施工容忍性差(膜厚控制<120um,气候控制,基材处理,复涂间隔,附着力) |
4 |
致密性差气孔、微裂痕、易生锈 |
表1.环氧富锌存在的技术缺陷。
然而,传统环氧(云铁)中间涂层和面涂层的抗渗透能力仍然有限,腐蚀介质还会渗透到底漆,富锌底漆防腐性能有限,导致对基材造成腐蚀。这也是环氧富锌涂层体系设计耐久保护年限15-25年,结果通常5-15年出现局部腐蚀维护,甚至需要重涂的原因。
三、从原理上,石墨烯锌双涂层能不能取代环氧三涂层体系?
常规的大气腐蚀环境下(C3-C5),石墨烯锌双涂层通常可以取代传统环氧富锌三涂层体系。
由于高质量薄层石墨烯片层的添加,发挥优异的抗渗透、耐水、耐氯离子等腐蚀介质渗透,单一石墨烯锌底涂层,就能同时完成优异的防腐蚀性能,已经优异的抗渗透、耐湿热、耐氯离子等性能,并能提供和面漆的完好配套连接,完全取代了中间涂层作用。
下图展示石墨烯锌双涂层3000h盐雾试验无异常,优异的结果并不意外,因为即使是单一石墨烯锌低涂层也能达到这个性能。

图2. 石墨烯锌双涂层体系优异耐盐雾性能。
四、环氧富锌涂层技术缺陷,石墨烯锌的对比优势?
项目
环氧富锌涂层
石墨烯富锌涂层
耐盐雾
400-600h
≥144-3000h
抗开裂性
厚膜≥150μm易开裂
厚膜达300μm和异性钢上无开裂
应力、缝隙、孔腐蚀
高锌含量,涂膜孔隙多,脆性大,常出现缝隙腐蚀,孔蚀,焊缝开裂,维补较多
涂层致密及力学增强,减少缝隙腐蚀,孔蚀,石墨烯的增强作用较少焊缝涂层开裂和破损
基材附着力
和基材结合力比较好
和基材结合力优秀,高出约5兆帕
耐湿热性能
耐湿热性能差,底漆约300h
耐湿热性能是环氧富锌的5-10倍
焊接性能
锌雾多,影响焊接质量
锌雾少,焊接质量高
施工效率
施工气候、膜厚、复涂间隔控制要求多,单道最大成膜150μm
施工容忍好,单道最大成膜维修费用低
首次/维修成本
全寿命周期内需重涂维护,直接间接成本大
全寿命周期费用低,维护周期长,维修费用低
资源能耗低
锌粉用量大,利用率低
节省锌粉资源,降低能耗和碳排放
表2.石墨烯锌涂层与环氧富锌涂层的对比优势。
五、石墨烯锌双涂层桥梁标准已经建立,应用已经开始。
中国公路学会《公路桥梁钢结构石墨烯锌粉防腐涂料》(T/CHTS 20020-2022)团体标准发布实施,规范了公路桥梁钢结构石墨烯锌粉防腐涂料的技术质量要求,推荐了配套应用,本标准适用于公路桥梁钢结构防腐涂装。中科院苏州纳米所和苏州格瑞丰研发人员参与推动起草。
一些创新企业已经开始了石墨烯锌双涂层在桥梁、化工、建筑钢结构等领域的应用,客户试验良好,接受度增加,创新技术的应用,将改变这些一些领域未来的市场格局。
配套编号 | 腐蚀环境 | 涂层 | 涂料品种 | 道数 |
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防腐年限15年 | 防腐年限30年 |
SO1 | C3 | 底涂层 | E型石墨烯富锌防腐涂料 | (1~2)/60 | 2/100 |
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面涂层 | 丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆 | (1~2)/60 | 2/80 |
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总膜厚 | 120 | 180 |
SO2 | C4 | 底涂层 | L型石墨烯锌粉防腐涂料 | 2/80 | 3/120 |
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面涂层 |
丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆 |
2/80 | 3/80 |
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总膜厚 | 160 | 200 |
SO3 | C5 | 底涂层 | L型石墨烯锌粉防腐涂料 | 2/100 | 4/160 |
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面涂层 |
丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆 |
2/100 | 2/100 |
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总膜厚 | 200 | 260 |
SO4 | CX | 底涂层 |
L型石墨烯锌粉防腐涂料 |
4/160 | 4/180 |
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面涂层 |
丙烯酸脂肪族聚氨酯涂料/氟碳树脂漆 |
2/100 | 3/120 |
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总膜厚 |
260 | 300 |
表3. 公路桥梁钢结构标准推荐石墨烯锌双涂层配套体系。
六、石墨烯锌双涂层 VS 环氧富锌三涂层,创新配套体系改变的重要价值?
石墨烯锌双涂层体系,涂层配套体系上的一个重要创新,其对行业创新发展意义和价值重大。
(1)节省中间涂层材料费用;
(2)节省中间涂层1-2道涂装施工费用;
(3)节省中间涂层干燥时间,提高施工效率;
(4)减少中间涂层的VOC排放。
环氧富锌涂层体系,几十年的技术停滞,在存量市场严重同质化竞争的情况下,利润率微乎及微,甚至低端市场假冒伪劣产品充斥。
传统环氧富锌体系,不仅局限了人们形成一定要“富锌”的思想,也局限了一定要用传统“三涂层”配套的思想。新材料和新技术的出现,才开始打破了这些思维局限。
石墨烯锌双涂层体系,节省涂层材料和施工道数,避免浪费,减少VOC,提高施工效率,为业主减少防腐首次投入。高性能石墨烯烯锌涂料带来的创新附加价值,解决行业技术和市场发展瓶颈的一个重要机遇。
七、梦能科技
梦能科技是一家致力于涂料的销售、方案设计、涂装施工为一体的科技公司,梦能科技专长于EMI行业、工业装备制造、桥梁钢结构、石油石化、特种气体行业、火电、风电、水电能源行业等重防腐领域。梦能科技为广大用户提供全方位的服务,包括在设计阶段向您推荐合理的油漆配套方案,在合作当中提供高质量的产品和高水平的施工服务以及完善的现场施工技术指导与优质的售后服务。
