Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word ID 21La Thi Thai Ha 4 new ������������ ��� �� �������������������������������� Trang 33 �nh hư�ng c�a m�t s� ph� gia ñ n tính ch t c�a sơn t� dung d ch Aluminum Phosphate • La Th� Thái[.]
nh hư ng c a m t s ph gia ñ n tính ch t c a sơn t dung d ch Aluminum Phosphate • La Th Thái Hà • Phan Qu c Phú Trư ng ð i h c Bách Khoa, ðHQG-HCM (Bài nh n ngày 11 tháng 08 năm 2014, nh n ñăng ngày 03 tháng 09 năm 2014) TĨM T T Bài báo đ c p đ n vi c kh o sát nh hư ng c a Fe2O3, ZnO TiO2 công th c sơn v i thành ph n ch t k t dính dung d ch aluminum phosphate Kh ch ng r c a h sơn ñư c ñánh giá qua vi c đánh giá tính ch t lý ñ ng th i kh o sát v kh ch u ăn mịn n hóa c a màng sơn K t qu cho th y, nh ng T M tính ch t lý c a màng sơn t t có s tham gia c a Ti2O, hi u qu ch ng ăn mịn vai trị c a ZnO r t quan tr ng Do đ có cơng th c sơn ch ng r th a mãn yêu c u đ t ta ph i k t h p ñ ng th i c hai thành ph n đơn pha ch khóa: sơn ch ng r , sunphat nhơm, ăn mịn n hóa, ph gia ð U Vi c nghiên c u s d ng nh ng lo i sơn thân thi n môi trư ng (h nư c) s polymer h u như: h acrylic, copolymer acrylic-styrene…cũng ñã có nh ng bư c phát tri n m nh lĩnh v c xây d ng Tuy nhiên, vi c nghiên c u s d ng h polymer vơ đ làm sơn nư c chưa có nhi u s n ph m th trư ng, nh t sơn b o v kim lo i L p ph phosphate l p lót ch y u cho l p sơn b o v công ngh ch t o s n ph m thép như: ô tô, xe máy, xe ñ p L p phosphate t o liên k t hóa h c v i kim lo i n n b n ch t v t lý c a s t o s cho l p sơn b n, ch c Dung d ch phosphate hóa s d ng cơng nghi p thư ng dung d ch loãng c a k m phosphate, mangan phosphate, k m - s t phosphate, k m - mangan phosphate, mangan s t phosphate, k m - canxi phosphate Vi c nghiên c u s d ng aluminum phosphat làm ch t k t dính cho v t li u h t hay s i màng ph b o v kim lo i v i s tham gia c a silica [1] có nh ng k t qu nh t ñ nh Bên c nh aluminum phosphat [2] dùng làm g ch ch u l a, g m s ch u nhi t hay m t s ng d ng k thu t khác đư c cơng ty Cfb.Bundenheim nghiên c u Nh ng t h p hay ch t t o màng t! aluminum phosphate v i thành ph"n khác ñã ñư c nghiên c u m t s n n kim lo i thơng qua vi c đánh giá tính ch t lý, n hóa [3] M t s nghiên c u v aluminum phosphate dùng làm sơn ch u nhi t, ch ng cháy [4] cơng b Tuy nhiên, vi c s d ng aluminum phosphate làm sơn ch ng r# v i giá thành r$ thân thi n Trang 33 ! "#"$% & ' #"() * +"# ", mơi trư ng chưa th y đư c đ c p Do đó, báo chúng tơi bư c đ"u kh o sát xây TH C NGHI M Nguyên li u Aluminum dihydrophosphate: hàm lư ng ch t không bay hơi: 52,7%; ð nh t: 50 Cp ( 25oC), t# tr ng: 1,488 [5] Fe2O3: 69,8÷70,1%; Xinglong Titan dioxide (TiO2): Hàm lư ng: 99,0%; Xinglong (Trung Qu c) ZnO: Kh i lư ng riêng: 5,61 g/cm3; Xinglong (Trung Qu c) Cao lanh: Bình Thu n Bentonic: Bình Thu n Qui trình t o m u sơn - Sau cho t t c ch t vào, khu y n đ nh 1000 vịng/phút vịng gi v i cánh khu y ñĩa nghi n - & u ki n bình thư ng vịng 24 - 48 gi - Chuy n qua giai ño n nghi n v i m c đích t o cho sơn có đ m n nh t đ nh - ðánh giá ñ m n ñ nh t c a s n ph m sau nghi n - X lý b m't m(u thép theo ñúng tiêu chu n - Dùng ch i sơn ñ u lên b m't kim lo i Các phương pháp ñánh giá - ðo b dày màng: Máy ño PCE.CT 28 ð b n va ñ p: theo tiêu chu n TCVN 2100-1: 2007 d ng công th c sơn s aluminum phosphate - ð b n u n theo tiêu chu n ASTM 1737 Th i gian khô b m't c a màng sơn: Theo tiêu chu n TCVN 2096 - 1993 ð c ng c a màng sơn theo tiêu chu n ASTM D 3363 - 29 - Kh ch ng ăn mòn c a màng sơn theo lý thuy t ngo i suy Tafel: Máy ño Solartron phịng thí nghi m ăn mịn x lý b m't S d ng ph"n m m Cview ñ ñ c x lý s li u N i dung nghiên c u ðánh giá tính ch t lý c a màng sơn theo ñơn khác Các m(u kh o sát đư c hình thành theo ñơn b ng b ng theo ký hi u m(u sau: Fe.x-Zn.y-Ti.z: v i x, y, z t* l ph"n trăm c a Fe, Zn, Ti tính theo kh i lư ng nh a s d ng ðánh giá kh ch ng ăn mịn n hóa ði n c c m(u kh o sát làm b+ng thép cacbon, ñư c sơn ph kín đ t đư c b dày 50ữ60 àm v khụ hon ton vũng ngy trư c ñi ño ði n c c ñư c gi c ñ nh b+ng epoxy ng nh a PVC, di n tích ti p xúc c a t m thép v i dung d ch NaCl (3%) ño 1cm2 ði n c c ñ i ph i ñư c r a nhi u l"n b+ng nư c thư ng nư c c t B ng Kh o sát t# l c a Fe2O3 ZnO đ n tính ch t lý c a màng sơn Ký hi u M u Nh a Fe2O3 ZnO Bentonic Cao lanh NaNO2 Trang 34 Fe.27-Zn.3 100 27 7,5 7,5 dung d ch Fe.25-Zn.5 100 25 7,5 7,5 Fe.23- Zn.7 100 23 7,5 7,5 B ng Kh o sát t# l c a Fe2O3, ZnO TiO2 đ n tính ch t lý c a màng sơn Ký hi u M u Nh a Fe2O3 TiO2 ZnO Bentonic Cao lanh NaNO2 Fe.20-Ti.10 100 20 10 7,5 7,5 Fe.20-Zn.3-Ti.7 100 20 7,5 7,5 Fe.20-Zn.5-Ti.5 100 20 5 7,5 7,5 K T QU VÀ BÀN LU N ðánh giá tính ch t lý c a màng sơn Theo t l c a Fe2O3 ZnO Khi hàm lư ng Fe2O3 gi m, hàm lư ng ZnO tăng đ b n va đ p c a màng sơn tăng lên, ñ b n u n, đ bám dính tăng lên c a l p sơn K t qu cho th y, tính ch t b n va ñ p s b gi m tăng hàm lư ng oxit s t Trong đó, ZnO s t o m t s pha: hopeite Zn3(PO4)2.4H2O, phosphophyllite FeZn2(PO4)2.4H2O Hai pha giúp cho màng sơn bám dính b m't kim lo i n n t t Khi hàm lư ng Fe2+ dung d ch phosphate cao, l p ph xu t hi n pha tinh th Fe3H2(PO4)4 (Fe-hureaulite) có c u trúc thơ x p có đ b n làm gi m kh b o v B ng 3: K t qu tính ch t lý c a màng sơn theo thành ph"n Fe ZnO Ký hi u M u Fe.25-Zn.5 Fe.23-Zn.7 Fe.27-Zn.3 ð nh t (cp) 1050 1240 860 B dày trung bình( µ m ) 59,85 61,94 59,37 Va đ p (kg.cm) 10 15 B n u n (mm) 2 Bám dính (%) 100 100 98 ð c ng bút chì 6H 6H 6H Th i gian khơ b m't(phút) 10 10 13 Trang 35 ! "#"$% & ' #"() * +"# ", Theo t l c a Fe2O3, ZnO TiO2 B ng cho th y, y u t v ñ b n u n, bám dính đ c ng bút chì đ u tương đương Tuy nhiên, có s khác bi t rõ r t v ñ b n va ñ p Nh ng m(u Fe-Zn có đ b n va đ p r t kém, m(u có TiO2 c i thi n ñư c ñ b n va ñ p m(u Fe.20-Zn.3-Ti.7 đ t đư c tính ch t lý t t Có th lý gi i s khác bi t h,n h p sơn có m't c a ZnO TiO2 giúp cho kh che ph đ bám dính c a màng ñư c tăng lên nh s xu t hi n c a pha hopeite Zn3(PO4)2.4H2O, phosphophyllite FeZn2(PO4)2.4H2O tính ch t tr ph đ'c trưng c a TiO2 B ng K t qu tính ch t lý c a màng sơn theo thành ph"n Ti ZnO Ký hi u M u ð nh t (cp), 25oC B dày trung bình( µ m ) Fe.20-Zn.5-Ti.5 920 Fe.20-Zn.3-Ti.7 860 Fe.20-Zn.0-Ti.10 560 58,20 56,99 57,26 40 100 6H 12 45 100 6H 11 50 100 6H 12 Va ñ p (kg.cm) B n u n (mm) Bám dính (%) ð c ng bút chì Th i gian khơ b m't (phút) ðánh giá kh ch ng ăn mịn n hóa - M t đ dịng ăn mịn m(u Fe.27-Zn.3: So sánh kh ăn mịn n hóa c a m(u kh o sát Fe.27-Zn.3; Fe.23-Zn.7; so sánh v i sơn ch ng r# h alkyd ñư c s d ng ngồi th trư ng (kí hi u m(u: HC-A) icorr = (Fe.27-Zn.3) 4x10-3 (mA/cm2) Ch có s tham gia c a ZnO Fe2O3 = (A/cm2) - M t đ dịng ăn mịn m(u Fe.23-Zn.7: = icorr (Fe.23-Zn.7) 6x10-3 (mA/cm2) = Hình K t qu đo n hóa c a m(u Fe.27-Zn.3 Fe.23-Zn.7 Trang 36 4x10-6 6x10-6 (A/cm2) Có s tham gia c a c ZnO TiO2 v i Fe2O3 - M t ñ Fe.20-Zn.3-Ti.7: dòng ăn mòn c a m(u - M t ñ dòng ăn mòn c a m(u HC-A: icorr (HC-A) = 8x10-6 (A/cm2) -6 icorr(Fe.20-Zn.3-Ti.7) = 4x10 (A/cm ) -3 = 8x10-3 (mA/cm2) = 4x10 (mA/cm ) - M t đ Fe.20-Zn.5-Ti.5: = 8x10-3 (mA/cm2) dịng ăn mịn c a icorr (Fe.20-Zn.5-Ti.5) = 8x10-6 (A/cm2) - M t ñ dòng ăn mòn c a m(u tr ng m(u icorr (m(u tr ng) = 3x10-5 (A/cm2) = 3x10-2 (mA/cm2) Hình 2.K t qu đo n hóa c a m(u Fe.20-Zn.3-Ti.7 Fe.20-Zn.5-Ti.5 Hình K t qu đo ñi n hóa c a m(u HC-A m(u tr ng Trang 37 ! "#"$% & ' #"() * +"# ", So sánh k t qu ăn mòn c a m u kh o sát Ta có cơng th c tính t c đ ăn mịn: Suy t c đ ăn mịn theo th t sau: Vcorr (m(u tr ng) > Vcorr (Fe.20-Zn.5-Ti.5) = Vcorr (HC-A) > Vcorr (Fe.23-Zn.7) > Vcorr (Fe.27-Zn.3) = Vcorr (Fe.20-Zn.3-Ti.7) Do t c ñ ăn mòn c a hai m(u Fe.20-Zn.3-Ti.7 Fe.27-Zn.3 b+ng nhnh t kh ch ng ăn mòn c a hai m(u t t nh t Kh ch ng ăn mòn c a m(u Fe-Zn s t t m(u Fe-Ti, qua cho th y tác d ng c a hàm lư ng ZnO có dung d ch sơn làm tăng kh ch ng ăn mòn giúp cho màng sơn b o v ñư c n n thép lâu Vì ZnO ph n ng v i b m't n n thép đ làm khơ màng sơn, lúc s t o pha hopeite giúp tăng kh cách ñi n c a màng sơn làm cho kh ch ng ăn mòn c a màng sơn tăng lên Có ba m(u sơn h aluminumdihydro phosphate cho tính ch t ch ng ăn mịn t t sơn h u h alkyd K T LU N Thành ph"n c a ph gia Fe2O3, ZnO TiO2 công th c sơn ch ng r# ñã nh hư ng r t nhi u ñ n tính ch t c a màng sơn Thông qua vi c kh o sát ch ng ăn mịn n hóa b+ng phương pháp ngo i suy Tafell, ta th y kh ch ng ăn mòn h sơn có 27% Fe2O3 3% ZnO b+ng v i h 20% Fe2O3, 3% ZnO 7%TiO2 ñ.ng th i cao h/n so v i h sơn ch ng r# alkyd th trư ng làm ñ i ch ng Tuy nhiên, ñ b n va ñ p c a m(u Fe.20- Trang 38 Zn.3-Ti.7 l n Fe.27-Zn.3 Do đó, c"n ph i lưu ý ñ n tương tác c a thành ph"n ñơn pha ch v i nh ng t# l nh t đ nh đ có m t cơng th c sơn t t nh t ACKNOWLEDGEMENT Nghiên c u ñư c tài tr b i ð i h c Qu c gia Thành ph H Chí Minh (ðHQG-HCM) khn kh đ tài mã s C2014-20a-01 Effect of some additives to the properties of paint from aluminum phosphate solution • La Thi Thai Ha • Phan Quoc Phu University of Technology, VNU–HCM ABSTRACT This paper describes the effects of Fe2O3, ZnO and TiO2 in paint formulations with a binder component is aluminum phosphate solution Through the evaluation of the mechanical properties as well as investigation on ability to resist electrochemical corrosion of the base film, we could asses the ability of anti-corrosion coating system The results showed that the mechanical properties of the coating were better with the participation of Ti2O In term of the effectiveness of corrosion resistance, the role of ZnO is very important Key word: anti-corrosion coating, aluminium phosphate, electrochemical corrosion, additive TÀI LI U THAM KH O [1] D.D.L.Chung, Review acid aluminium phosphate for binding and coating of materials, Journal of materials science, 38, 2785-2791, (2003) [2] Ralf.Giskow, JorgLind, Erwin Schmidt, The variety of phosphates for refractory anh technical applications by the example of aluminium phosphates, Chemische Fabrik, Budeheim KG, D-55257 Budeheim [3] Uniter states patent; Aluminium phosphate compounds, coating, related composites and applications; US 8,021,758B2; Sep.20.2011 [4] La Th Vinh, Nguy0n Th H.ng Phư ng, Nguy0n Th Dương, Tr"n Th Th nh, Kh ch u nhi t ch ng cháy c a sơn vô s polyme ph t phát nhơm, T p chí Hóa H c, T49(2ABC), Tr.809-814, (2011) Trang 39 ... ăn mịn c a màng sơn tăng lên Có ba m(u sơn h aluminumdihydro phosphate cho tính ch t ch ng ăn mòn t t sơn h u h alkyd K T LU N Thành ph"n c a ph gia Fe2O3, ZnO TiO2 cơng th c sơn ch ng r# nh... có dung d ch sơn làm tăng kh ch ng ăn mòn giúp cho màng sơn b o v đư c n n thép lâu Vì ZnO ph n ng v i b m''t n n thép đ làm khơ màng sơn, lúc s t o pha hopeite giúp tăng kh cách ñi n c a màng sơn. .. tính ch t lý c a màng sơn Theo t l c a Fe2O3 ZnO Khi hàm lư ng Fe2O3 gi m, hàm lư ng ZnO tăng ñ b n va ñ p c a màng sơn tăng lên, đ b n u n, đ bám dính tăng lên c a l p sơn K t qu cho th y, tính