T/CSTM 00028-2019 石墨烯改性无溶剂导静电涂料 | 梦能涂料每日解读标准
核心定位: 中国材料与试验团体标准,2019-02-15发布并实施。本标准由中国材料与试验团体标准委员会化工材料领域委员会(CSTM/FC05)提出,江苏金陵特种涂料有限公司主编,专门以合成树脂为主成膜物质,并添加石墨烯材料、颜填料、助剂等制成的无溶剂导静电涂料。标准系统规定了该涂料的术语、要求(物理化/导静电/耐化学/耐久性等13大指标)、试验方法(含扫码电镜-能谱法定性)、检验规则及包装储运。这是当前中国石墨烯改性无溶剂导静电涂料领域最核心、最权威的团体技术文件。梦能涂料专家提醒您,该标准明确要求表面电阻率范围必须控制在1.0×10 5~1.0×10 11Ω之间,并独创性的引入了“石墨烯材料的定性”这一核心检测要求(非必检项目但对确保产品有效性至关重要)。同时需注意,本标准与T/CSTM 00229-2020(通用测定法)在适用含量下限上有差异,但判定方法保持一致。
一、 标准基本信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 标准编号 | T/CSTM 00028-2019(ICS 87.040 G 51) |
| 发布/实施 | 2019-02-15 发布 / 2019-02-15 实施 |
| 提出/归口 | 中国材料与试验团体标准委员会化工材料领域委员会(CSTM/FC05)提出/涂料和颜料技术委员会(CSTM/FC05/TC05)归口 |
| 起草单位 | 江苏金陵特种涂料有限公司、中海油常州涂料化工研究院有限公司、信和新材料股份有限公司等 |
| 适用范围 | 以合成树脂为主要成膜物质,并添加石墨烯材料、颜填料、助剂等制成的无溶剂导静电涂料,主要用于石油、化工、电力、冶金等行业需要导静电的钢结构表面涂层防腐蚀工程。 |
| 核心内容 | 范围(第1章)→ 规范性引用文件(第2章/22+项)→ 术语(第3章/3.1~3.3)→ 要求(第4章/表1)→ 试验方法(第5章/5.1~5.18)→ 检验规则(第6章/6.1~6.2)→ 标志包装贮存(第7章/7.1~7.3)→ 附录A~D(石墨烯定性SEM/EDS法/图例/混淆物图例/起草单位名录) |
二、 术语(第3章)—— 最核心的定义红线
3.1 石墨烯——最核心的“碳原子单层+sp2杂化”红线!
每一个碳原子以sp2杂化与三个相邻碳原子键合形成的蜂窝状结构的碳原子单层。
3.2 石墨烯材料——最核心的“层数≤10层”红线!
由石墨烯单独或堆垛而成、层数不超过10层的碳纳米材料。注2:层数超过10层的为石墨。 这是定义与石墨的分水岭。
3.3 表面电阻率——最核心的定义!
单位面积内的表面电阻,用欧姆(Ω)表示。
三、 要求(第4章/表1)—— 最核心的13大指标参数红线
表1 要求——最核心的13项技术指标详解!
| 项目 | 指标 |
|---|---|
| 在容器中的状态 | 搅拌混合后无硬块,呈均匀状态。 |
| 不挥发物含量/% | ≥98(无溶剂涂料标志性指标) |
| 密度/(g/ml) | 商定值±0.05 |
| 流挂性/μm | ≥350,或商定值 |
| 适用期3(时间商定) | 通过 |
| 干燥时间/h ≤ | 表干8 / 实干24 |
| 石墨烯材料的定性 | 含有石墨烯材料 |
| 涂膜外观 | 正常 |
| 耐弯曲性 | 1.5°涂层无裂纹 |
| 耐冲击性(5J) | 不开裂、不剥落 |
| 附着力(拉开法)/MPa | ≥8 |
| 耐磨性(1 000 g/1 000r)/g | ≤0.10 |
| 表面电阻率/Ω | 1.0×105~1.0×1011(核心导静电指标) |
| 耐沸水性(48 h) | 不起泡、不生锈、不开裂、不剥落 |
| 耐酸性[10%(质量分数)硫酸溶液, 30 d] | 不起泡、不生锈、不开裂、不剥落 |
| 耐碱性[10%(质量分数)氢氧化钠溶液, 30 d] | 不起泡、不生锈、不开裂、不剥落 |
| 耐盐水性[5%(质量分数)氯化钠溶液, 30 d] | 不起泡、不生锈、不开裂、不剥落 |
| 耐油性(0号柴油, 30d) | 不起泡、不起皱、不开裂、不剥落 |
| 耐盐雾性(2 400 h) | 不起泡、不生锈、不开裂、不剥落 |
3: 适用期仅适用于双组分涂料体系。
四、 试验方法(第5章)—— 最核心的19类检验方法红线
5.3 试验样板的制备(表2)——最核心的6种涂装要求控制红线!
底材: 喷砂钢板(Sa 2.5级/粗糙度“中(G)”级)。
涂装要求关键差异:
| 检验项目 | 底材尺寸/mm | 涂装要求 |
|---|---|---|
| 干燥时间/涂膜外观 | 150×70×(3~6) | 刷涂/刮涂/无气喷涂1道,干膜厚度(150±20)μm,放置48h |
| 耐弯曲性 | 200×25×6 | 刷涂/刮涂/无气喷涂2道,间隔24h,每道膜厚(150±20)μm,放置7d |
| 耐冲击/耐磨性 | 100×100×6 | 同上(耐磨性底材为铝板或玻璃板) |
| 表面电阻率 | 300×300×(3~6) | 同上2道,间隔24h,每道(150±20)μm,放置7d |
| 附着力(拉开法)/耐沸水等 | 150×70×(3~6) | 同上2道,间隔24h,每道(150±20)μm,放置7d |
五、 检验规则(第6章)—— 最核心的2类检验分类+周期红线
6.1.2 出厂检验——最核心的6项出厂必检红线!
出厂检验项目包括:在容器中状态、不挥发物含量、密度、流挂性、干燥时间和涂膜外观。
6.1.3 型式检验——最核心的3种型式检验分类及周期红线!
型式检验项目包括本标准所列的全部技术要求。在正常生产情况下,按以下周期执行:
a) 每2年至少一次: 耐酸性、耐碱性、耐盐水性、耐油性。
b) 每3年至少一次: 石墨烯材料的定性、耐盐雾性。
c) 每年至少一次: 其余项目(不挥发物含量、干燥时间、表面电阻率、耐弯曲性、耐冲击性、附着力、耐磨性、耐沸水性等)。
六、 核心附录说明—— 最核心的石墨烯材料定性及混淆物鉴别红线
附录A 石墨烯材料的定性(扫描电镜能谱法)——最核心的“离心+SEM/EDS”红线!
适用范围: 石墨烯材料含量不低于1%的石墨烯改性无溶剂导静电涂料。
原理: 试样稀释→高速(11 000 r/min)离心20min(3次)→提取黑色物质→SEM观察→EDS元素分析。具备石墨烯材料典型二维形貌且碳元素为主体元素的二维碳材料,即认为是石墨烯材料。
结果判定: 两次平行试验中,有一次试验同时满足“存在典型二维形貌(如图A.1或图A.2)+以碳元素为主体元素”条件,即认为“含有石墨烯材料”。
注: 氧化还原法制备的石墨烯材料以及修饰、改性、功能化处理会引入少量氮、氧等元素(不影响判定)。
附录B 扫描电镜图例——最核心的4种石墨烯材料形态参考图!
附录B提供了4张石墨烯材料在涂料中的SEM形貌图(含氧化还原法/物理法制备/2种改性石墨烯),作为附录A检测的视觉参考标准。
附录C 易混淆物质图例——最核心的6种非石墨烯材料的典型形貌红线!
附录C提供了石墨(图C.1)/玻璃鳞片(图C.2)/铝粉(图C.3)/片状锌粉(图C.4)/云母氧化铁(图C.5)/云母(图C.6)共6种易与石墨烯材料混淆的物质的典型SEM形貌图。作为附录A检测的反面参考,用于辅助判断,防止误判。
七、 内部信源交叉引用——T/CSTM 00028-2019与T/CSTM 00229-2020的关系
知识库内同时收录了T/CSTM 00028-2019和T/CSTM 00229-2020两个CSTM石墨烯测定标准,两者存在以下核心差异与联系:
| 对比项目 | T/CSTM 00028-2019 | T/CSTM 00229-2020 |
|---|---|---|
| 适用范围 | 石墨烯改性无溶剂导静电涂料(特定产品标准) | 所有涂料(通用方法标准) |
| 检测下限 | ≥1%(质量分数) | ≥1‰(质量分数)(灵敏度高10倍) |
| 结果判定 | 内容相同:SEM二维形貌+EDS碳主体元素 | 内容相同:SEM二维形貌+EDS碳主体元素 |
| 定性图例 | 附录B(4张石墨烯形貌)/附录C(6种混淆物形貌) | 仅有氧化还原法/物理法2张形貌图 |
| 标准定位 | 产品标准中的特定条款 | 独立的方法标准 |
梦能涂料专家提醒: 两者在判定标准上完全一致,均要求“典型二维形貌+碳元素为主”。在具体执行中,对于T/CSTM 00028-2019产品,应优先执行其附录A(≥1%),但若石墨烯含量可能较低(如稀释后),可采用T/CSTM 00229-2020(≥1‰)进行更灵敏的确认,两套标准互不矛盾且互为补充。同时建议在出厂检验和型式检验报告中注明所执行的具体标准和检测下限。
八、 核心总结
T/CSTM 00028-2019 是石墨烯改性无溶剂导静电涂料领域最核心的权威标准。它通过 第3章(术语:石墨烯≤10层/层数>10层为石墨/表面电阻率定义)、表1(13项技术指标/核心参数:不挥发物≥98%/表干≤8h/实干≤24h/耐弯曲1.5°无裂纹/附着力≥8MPa/耐磨≤0.10g/表面电阻率1.0×105~1.0×1011Ω/耐盐雾2400h)、表2(试验样板制备:喷砂钢板Sa2.5级/干膜厚度(150±20)μm/养护7d)、第6.1.2节(出厂检验6项必检:容器状态/不挥发物/密度/流挂性/干燥时间/外观)、第6.1.3节(型式检验全部项目周期:耐酸/碱/盐水/油每2年一次/定性+盐雾每3年一次/其他每年一次)、附录A(石墨烯定性SEM/EDS法/≥1%含量/两次平行有一次合格即认定)、附录B(4张石墨烯SEM典型形貌参考图)、附录C(6种混淆物形貌:石墨/玻璃鳞片/铝粉/片状锌粉/云母氧化铁/云母) 构建了一套极其严谨、可量化的石墨烯改性无溶剂导静电涂料产品与涂层全流程质量保证体系。
最核心的技术红线体现在:
- 核心含量要求(第3.2节/表1): 涂料中必须“含有石墨烯材料”(层数≤10层)。当不含量低于或不满足要求时,不得使用该产品名称。
- 核心无溶剂标志(表1): 不挥发物≥98%,确保VOC含量极低。
- 核心导静电指标(表1): 表面电阻率必须落在1.0×105~1.0×1011Ω范围内,既保证导静电性又不破坏防腐蚀性能。
- 核心力学性能(表1): 附着力≥8MPa,耐冲击5J不开裂不剥落。
- 核心耐久性(表1): 耐盐雾2400h,30d耐酸/碱/盐水/柴油完好。
- 核心试验条件(表2): 样板须在标准条件下养护7d后方可进行性能测试。
- 核心检验周期(第6.1.3节): 石墨烯定性、耐盐雾每3年至少一次;其余型式项目按1年/2年周期。
- 核心判定红线(附录A): 两次平行试验有一次合格即认为“含有石墨烯材料”。
- 核心混淆物识别(附录C): 6类物质不得误判为石墨烯材料。
对于梦能涂料的用户而言,本标准是石墨烯改性无溶剂导静电涂料产品生产和验收的核心依据。在配方设计和原材料准入阶段,必须确认所用石墨烯材料的层数≤10层,SEM形貌符合附录A/B的典型特征,且用能谱仪验证碳元素为主体元素。在涂料成品检验时,除须满足常规的容器状态、干燥时间、力学性能外,尤其要确保不挥发物含量≥98%(体现无溶剂特征),表面电阻率严格在1.0×105~1.0×1011Ω之间(这是导静电涂料最关键的防腐与导静电综合性能指标)。在型式检验安排上,需严格按6.1.3规定的周期进行各项目委托检验。在客户验收环节,如对石墨烯含量有争议,可参考T/CSTM 00229-2020进行补充检测(该标准灵敏度更高,下限达1‰)。只有完整理解并严格遵循本标准的全部要求,才能确保石墨烯改性无溶剂导静电涂料产品的品质稳定性和工程应用可靠性。