Nghiên cứu chế tạo sơn điện di catốt bảo vệ kim loại trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp - nhựa epoxy biến tính

Nghiên cứu chế tạo sơn điện di catốt bảo vệ kim loại trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp - nhựa epoxy biến tính

Bộ giáo dục và đào tạo Bộ quốc phòng Viện khoa học và công nghệ quân sự Nguyễn duy lời Nghiên cứu chế tạo sơn điện di catốt bảo vệ kim loại trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp - nhựa epoxy biến tính Chuyên ngành: hóa hữu cơ Mã số : 62.44.27.01 tóm tắt luận án tiến sĩ hóa học Hà Nội - 2009 Công trình đợc hoàn thành tại viện khoa học và công nghệ quân sự Bộ quốc phòng Ngời hớng dẫn khoa học: GS.TS. Nguyễn Việt Bắc TS. Đào công minh Phản biện 1: Gs. TS. Lê Quốc hùng Phản biện 2: GS. TSKH. Ngô Thị thuận Phản biện 3: PGS. TS. Thái hoàng Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nớc, họp tại: Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự. lúc 8 giờ 30 phút, ngày 24 tháng 3 năm 2009. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Th viện Quốc gia. - Th viện Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự. Danh mục các công trình của tác giả liên quan đến luận án đã đăng báo 1. Nguyễn Việt Bắc, Nguyễn Duy Lời (1998), "Sơn điện di ca tốt bảo vệ kim loại" tuyển tập báo cáo hội nghị hoá học toàn quốc lần thứ 3 tại Hà Nội, tập 1 "Hoá học vì sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc", trang 315- 317. 2. Nguyễn Việt Bắc, Nguyễn Duy Lời (2006) "nghiên cứu tổng hợp chất tạo màng sơn điện di catốt trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp nhựa epoxy biến tính". Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, Bộ Quốc phòng, số 14 trang 80-88. 3. Nguyễn Duy Lời, Nguyễn Việt Bắc (2006) "Nghiên cứu ảnh hởng của một số yếu tố đến chất lợng màng sơn điện di catốt trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp nhựa epoxy biến tính". Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, Bộ Quốc phòng, số 16 trang 117 - 124. 4. Nguyễn Duy Lời, Nguyễn Việt Bắc (2007) "Nghiên cứu ảnh hởng của trọng lợng phân tử nhựa epoxy và tỷ lệ thành phần giữa cấu tử tạo sơn điện di catốt đến độ bền của hệ nhũ hoá và chất lợng màng sơn điện di". Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, Bộ Quốc phòng, số 19 trang 106-112. 5. Nguyễn Duy Lời, Nguyễn Việt Bắc, Đào Công Minh (2007). "Nghiên cứu ảnh hởng của một số yếu tố đến chất lợng màng sơn điện di catốt có chứa bột màu trên cơ sở nhựa epoxy biến tính". Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, Bộ Quốc phòng, số 21 trang 135 - 142. 6. Nguyễn Duy Lời, Nguyễn Việt Bắc (2007). Sơn điện di catốt bảo vệ kim loại trên cơ sở nhựa epoxy biến tính. Tạp chí hóa học, số đặc biệt kỷ niệm 45 năm Tạp chí hoá học (1962 2007) trang 58 65. 1 mở đầu 1. Đặt vấn đề Hiện nay sơn điện di là một trong những phơng pháp sơn hiện đại nhất trong kỹ nghệ sơn bảo vệ kim loại, hợp kim. Sơn điện di chính là phơng pháp mạ polyme tạo màng bảo vệ từ trong dung dịch nớc hay hệ nhũ tơng phân tán của chất tạo màng lên nền kim loại dới tác dụng của dòng điện một chiều. Những u điểm nổi bật của sơn điện di là sự thân thiện với môi trờng nhờ sử dụng dung môi là nớc thay thế cho dung môi hữu cơ truyền thống nên ít gây độc hại và ô nhiễm môi trờng,tránh đợc nguy cơ cháy nổ. Sơn dễ tự động hoá trong dây chuyền công nghiệp hiện đại, sơn nhanh năng suất cao. Màng sơn tạo ra có tính năng cơ lý hóa và bảo vệ chống ăn mòn kim loại tốt. Hiện nay trên thế giới sơn điện di đã đợc ứng dụng rộng rãi trong hàng loạt các ngành công nghiệp nh: công nghiệp ô tô,cơ khí chế tạo máy móc, dụng cụ y tế, kỹ nghệ điện -điện tử, hàng tiêu dùng và đặc biệt đợc ứng dụng để sơn vũ khí trang bị kỹ thuật quân sự đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuặt cao. Trên thế giới các nớc công nghiệp phát triển, sơn điện di nhất là sơn điện di catôt vẫn ngày càng thu hút sự quan tâm đặc biệt của nhiều hãng nhiều chuyên gia trong việc đằu t nghiên cứu mở rộng và đa dạng hoá nhiều họ vật liệu tạo màng sử dụng cho lĩnh vực này.Tuy nhiên các công trình nghiên cứu chế tạo sơn điện di chỉ đợc công bố một cách sơ lợc mà nắm giữ bí mật và bản quyền lại thuộc về những hãng sơn hàng đầu thế giới. ở Việt Nam nguồn vật liệu tạo màng sơn cũng nh dây chuyền công nghệ sơn điện di chủ yếu phải nhập ngoại với kinh phí lên đến hàng chục triệu USD.Việc đầu t nghiên cứu về sơn điện di trong nớc còn rất hạn chế,đặc biệt sơn điện di catôt chất lợng cao lại cha có cơ sở nào đặt ra vắn đề nghiên cứu trong khi nhu cầu thực tế của loại sơn này rất lớn, vì vậy việc nghiên cứu chế tạo ra các loại sơn điện di catôt mới trở nên cấp thiết. V lý thuyt cú nhiu h vt liu to mng s dng cho sn in di catụt. T cỏc h nha quen thuc nh polyuretan, polyamit, polyeste, cacbamit cha amin n cỏc h nha acrylic, vinylic cha nguyờn t nit Chỳng tụi c bit quan tõm n nhúm nha epoxy bin tớnh hin ang c s dng ph bin cho tng hp cht to mng sn in di catụt.Nh nha gc epoxy v cỏc nguyờn liu u sn cú trờn th trng Vit Nam chỳng ta hon ton cú th ch to c nhiu dng cht to mng sn in di cao cp. Đề ti của luận án: Nghiên cứu chế tạo sơn điện di catôt bảo vệ kim loại trên cơ sở vật liệu tạo mng tổ hợp nhựa epoxy biến tính l một việc lm cần thiết mang ý nghĩa khoa học v thực tiễn rõ rệt. 2. Nội dung và mục đích nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu tổng hợp chất tạo màng cho sơn điện di catôt trên cơ sở nhựa epoxy biến tính nhờ phản ứng mở vòng epoxy bằng dietanolamin và aminoamit, trong đó aminoamit là sản phẩm ngng tụ của hydroxyetylaminoetylamin với axit béo dầu lanh. - Chế tạo hệ vật liệu tạo màng tổ hợp cho sơn điện di catôt trên cơ sở nhựa 2 epoxy biến tính đợc phối hợp với các thành phần bổ trợ: Phối hợp với toluendiisoxyanat khoá mạch toàn phần bằng 2-etylhexanol và trimetylolpropan hoặc phối hợp với nhựa melaminfocmandehit butanol hoá. - Khảo sát các tính chất của vật liệu tạo màng tổ hợp. Nghiên cứu khảo sát quá trình sơn điện di và các yếu tố ảnh hởng đến chất lợng màng sơn điện di. - Khảo sát các tính năng cơ lý hoá và tính năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại của màng sơn điện di catôt chế tạo đợc. Kết luận về chất lợng màng sơn và đánh giá triển vọng ứng dụng trong thực tế. - Xây dựng quy trình công nghệ tạo màng sơn điện di catôt. 3. Những đóng góp mới của luận án - Nghiờn cu ch to sn in di catụt trờn c s h vt liu mi cha tng c nghiờn cu Vit Nam. Gii quyt vn tng hp vt liu cng nh cụng ngh to mng sn phự hp. H vt liu v sn in di catt cú kh nng bo v kim loi u vit rừ rt hn sn in di ant. - ó tng hp c 2 loi cht to mng (CTM) sn in di catụt mi ú l t hp nha epoxy bin tớnh (EPBT) phi hp vi toluendiisoxyanat khúa mch ton phn (TDIKMTP) v t hp nha EPBT phi hp nha melaminfocmandehit butanol húa (MFBH). Vic bin tớnh nha epoxy c thc hin bng cỏch a gc axit bộo du lanh vo thnh phn nha cú tỏc dng húa do ni phõn t lm tng bn un, bn va p v tng kh nng úng rn mng sn. ó chng minh bng kt qu nghiờn cu CTM nha EPBT phi hp vi TDIKMTP (sn polyuretan) s dng lm sn in di catt ó lm tng kh nng bo v chng n mũn kim loi ca mng sn. Kt qu kho sỏt cho thy rng CTM phi hp vi nha MFBH cú tỏc dng h nhit sy úng rn mng sn cú cht lng bo v u vit phự hp cho ch sn in di catt. - Các kết quả của luận án đã khẳng định việc phối liệu thnh công bể sơn điện di catốt có chứa các loại bột mu, quy trình công nghệ sơn điện di catốt trên cơ sở hai loại CTM sơn chế tạo là thuận lợi và tin cậy, có triển vọng ứng dụng thực tế lớn. 4. ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Nghiờn cu ch to sn in di catụt trờn c s vt liu to mng t hp nha EPBT, mt trong nhng hng ch to sn cao cp hin nay gúp phn lm sỏng t bn cht, nguyờn lý thit lp h vt liu lm c s cho vic n nh mng sn in di catụt v a dng hoỏ vt liu to mng s dng cho cụng ngh sn in di catt cú cht lng cao trong tng lai. - Cụng trỡnh l mt úng gúp trong iu kin Vit Nam vo lnh vc vt liu v cụng ngh sn hin i phự hp vi xu th phỏt trin ca cụng nghip sn ph bo v cú hiu qu kinh t- k thut cao thõn thin vi mụi trng, gim thiu ụ nhim so vi sn s dng dung mụi hu c truyn thng. - Vt liu s dng cho ch to sn in di catụt trong lun ỏn i t ngun nguyờn liu u hon ton sn cú trờn th trng Vit Nam. Cụng ngh to 3 mng sn bng cỏc trang thit b mỏy múc quy chun hon ton cú th ỏp ng c iu kin trong nc hin nay. 5. Bố cục của luận án Luận án dày 141 trang gồm ba chơng ; Mở đầu (2 trang) ; Chơng 1- Tổng quan về sơn điện di (48 trang) ; Chơng 2 Vật liệu và phơng pháp nghiên cứu (10 trang); Chơng 3 Kết quả và biện luận (67 trang) ; Kết luận (2 trang); Tài liệu tham khảo (11 trang) gồm 142 tài liệu tham khảo. Trong luận án có 35 bảng biểu, 56 hình vẽ và đồ thị. Phần phụ lục l một số hình ảnh về sơn điện đi và các phiếu kiểm tra thử nghiệm tính năng kỹ thuật của màng sơn điện di. Nội dung của luận án Chơng 1: Tổng quan về sơn điện di - CƠ S Lý THUYếT V VậT LIệU TạO MàNG SƠN ĐIệN DI CATÔT TRÊN CƠ Sở NHựA EPBT 1.1 Sơ lợc về lịch sử, quá trình phát triển và hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của sơn điện di. 1.2 Cơ sở lý thuyết về sơn điện di Cơ chế- nguyên lý, động học quá trình tạo màng, ảnh hởng của các yếu tố điều kiện chế độ sơn đến quá trình tạo màng và chất lợng màng sơn, bản chất và điều kiện cần thiết của chất tạo màng, những vật liệu tạo màng sử dụng cho sơn điện di catôt và các thành phần cơ bản của hệ sơn điện di catôt. 1.3 Tổng quan về vật liệu tạo màng sơn điện di catôt trên cơ sở nhựa EPBT. Phân tích lựa chọn và định hớng nghiên cứu tổng hợp vật liệu tạo màng tổ hợp cho sơn điện di catôt trên cơ sở nhựa EPBT. Chơng 2: vật liệu và phơng pháp nghiên cứu . 2.1 Giới thiệu các vật t hoá chất và trang thiết bị thực nghiệm 2.2 Phơng pháp nghiên cứu về vật liệu tạo màng. 2.2.1 Các phơng pháp phân tích hoá học xác định các nhóm chức (hàm lợng các nhóm epoxy, amin , isoxyanat, chỉ số axít, ch số hydroxyl, ch số xà phòng hoá, chỉ số iốt, hàm lợng focmandehit, melamin và hàm lợng metylol). 2.2.2 Phơng pháp sắc ký thẩm thấu gel (GPC) xác định khi lợng phân tử của chất tạo màng trên máy sắc ký GPC FOR CLASS- VP (hãngShimadzu). 2.2.3 Phơng pháp phổ hồng ngoại xác định các nhóm chức và cấu trúc của vật liệu tạo màng trên máy Shimadzu FTIR- 810M. 2.3. Phơng pháp kiểm tra đánh giá chất lợng màng sơn điện di. 2.3.1 Phơng pháp thử nghiệm sơn nguyên thuỷ (xác định độ nhớt, hàm khô của CTM, kích thớc hạt nhũ, giá trị pH , độ dẫn điện và năng lực phân tán của dung dịch sơn). 4 2.3.2 Phơng pháp xác định khả năng đóng rắn của màng sơn sử dụng thiết bị chuyên dụng Soxhlet. 2.3.3 Phơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) nghiên cứu cấu trúc màng sơn trên máy JSM -5410 LV- scanning microscope JEOl (Mỹ). 2.4 Phơng pháp gia công xử lý bề mặt nền. Các phơng pháp tẩy dầu mỡ ,tẩy gỉ , phôtphat hoá bề mặt 2.5 Phơng pháp xác định các tính năng cơ lý của màng sơn Xác định độ bám dính, độ bền uốn, độ bền va đập, độ cứng , độ bóng Và độ dày của màng sơn theo (TCVN) trên các thiết bị đo chuyên dụng. 2.6 Phơng pháp đánh giá khả năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại của màng sơn 2.6.1 Phơng pháp đánh giá độ bền mù muối nhờ thử nghiệm trong tủ S1000 ( của Đức) theo tiêu chuẩn ASTM- B 117-95. 2.6.2 Phơng pháp đánh giá độ bền ăn mòn điện hoá thông qua đo thế điện cực và tổng trở theo thời gian trên máy CMS-100 ( của Mỹ). Chơng 3. Kết quả và biện luận 3.1. Tổng hợp chất tạo màng cho sơn điện di catốt trên cơ sở nhựa epoxy biến tính 3.1.1. Kết quả tổng hợp nguyên liệu đầu và chất tạo màng. 3.1.1.1. Tổng hợp dẫn xuất toluendiisoxyanat khoá mạch toàn phần (TDIKMTP). Phản ứng khoá mạch toàn phần toluendiisoxyanat (TDI) bằng 2-etylhexanol và trimetylolpropan theo tỉ lệ mol là 3:3:1 trong môi trờng khí trơ nitơ theo hai giai đoạn: Giai đoạn đầu đợc thực hiện ở nhiệt độ 38-40 o C trong thời gian 0,5 giờ (để khoá mạch 1/2 số nhóm chức isoxyanat). Giai đoạn thứ hai thực hiện phản ứng ở 120-122 o C trong thời gian 2 giờ để khoá mạch hoàn toàn các nhóm chức isoxyanat đến khi sản phẩm đạt chỉ số isoxyanat bằng 0. Theo dõi phản ứng thông qua xác định chỉ số isoxyanat bằng phơng pháp phân tích chuẩn độ hoá học và đo phổ đồ IR xác định vạch đặc trng isoxyanat, trên phổ đồ không còn vạch pic đặc trng cho nhóm chức isoxyanat ở vị trí sóng = 2264cm -1 . Hình 3.1 Biến thiên hàm lợng isoxyanat theo thời gian Hàm lợng i s ox y anat (%) 0 6 12 18 24 0 30 60 90 120 150 180 Phản ứng ở 40 độ và 120 độ C Phản ứng ở 120 độ C Thời gian phản ứng (phút) 5 Bảng 3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của TDI KMTP khi lợng phân tử trung bình * Chỉ tiêu kỹ thuật Hàm lợng isoxyanat (%) Điểm nóng chảy ( o C) Tính theo lý thuyết Xác định bằng phơng pháp GPC TDI KMTP 0 90 - 95 1046 1075 Trên phổ hồng ngoại của dẫn xuất TDIKMTP không còn vết của vạch hấp thụ số sóng v = 2264 cm -1 đặc trng cho nhóm chức isoxyanát. Điều đó chứng tỏ rằng các nhóm chức isoxyanát trong TDI đã phản ứng cộng hợp hết với các nhóm chức hydroxyl để tạo ra nhóm chức mới uretan có píc hấp thụ ở số sóng v = 1721cm -1 (nhóm C = 0) và v = 3311cm -1 (nhóm NH-). 3.1.1.2. Tổng hợp nhựa melaminfocmandehit butanol hoá (MFBH). Nhựa MF là sản phẩm của sự đa tụ các dẫn xuất metylolmelamin đợc tạo ra do phản ứng của melamin với focmandehit. Kết quả nghiên cứu khảo sát tổng hợp nhựa MFBH cho sản phẩm tối u trong điều kiện nh : Tỉ lệ phần mol melamin/focmandehit = 1/6 . Phản ứng để tạo ra các dẫn xuất metylolmelamin ở 55-60 0 C trong vòng 1 giờ với môi trờng pH = 8 . Ngng tụ và butanol hoá các dẫn xuất metylolmelamin ở 90 0 C với môi trờng pH= 4,5 -5,5 trong thời gian 0,5 giờ. Tỉ lệ mol của butanol sử dụng: Melamin/focmandehit /butanol = 1/6/2. Bảng 3.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa MFBH. Chỉ tiêu kỹ thuật khi lợng phân tử trung bình (Xác định bằng phơng pháp GPC) Hàm lợng focmandehit tự do trong nhựa (%) Hàm lợng melamin tự do trong nhựa (%) Hàm lợng nhóm metylol trong nhựa (%) Nhựa MFBH 1.507 0,2 0,1 19,7 Trên phổ hồng ngoại của nhựa MFBH không còn xuất hiện vạch phổ hấp thụ ở số sóng v = 3133cm -1 đặc trng cho nhóm chức amin bậc nhất -NH 2 của melamin mà đợc thay thế bởi các vạch phổ của nhóm chức amin bậc hai và bậc ba nằm trong vùng hấp thụ số sóng v = 3399cm -1 . Đồng thời do những vạch phổ đặc trng cho nhóm chức hydroxyl cũng nằm trong vùng này nên đã tạo cho vị trí pic nằm dải rộng (broad - band) với cờng độ rất mạnh (v = 3200-3500cm -1 ). 3.1.1.3. Điều chế các axit béo từ dầu lanh. Điều chế các axit béo từ dầu lanh qua hai giai đoạn: 1. Giai đoạn đầu là quá trình xà phòng hoá dầu thực vật trong môi trờng kiềm để tạo ra xà phòng của các axit béo và glyxerin. Điều kiện thực hiện phản ứng ở giai đoạn này là: Tỉ lệ mol của dầu/NaOH = 1/3,3. nhiệt độ : T o 100 o C, thời gian : 2,5 -3 giờ. 2. Giai đoạn thứ hai: axit hoá các xà phòng để tạo ra axit béo. Điều kiện phản ứng cho giai đoạn này là: Tỉ lệ mol H 2 SO 4 /NaOH = 0,6/1, nhiệt độ: 80 - 85 o C. Thời gian : 2,5 - 3 giờ. 6 Bảng 3.5 Chỉ tiêu kỹ thuật của dầu lanh và các axit béo của nó Chỉ tiêu kỹ thuật Chỉ số axit (mg KOH/g) Chỉ số Iôt gam Iôt/100g Chỉ số xà phòng hóa (mg KOH/g) khi lợng riêng (g/cm 3 ) Chiết suất ở 25 o C Độ nhớt (VZ-4), giây ở 25 o C Dầu lanh 5 180 195 0,8973 1,4821 20 Axit béo dầu lanh. 198 190 - 0,8936 1,4693 16 3.1.1.4. Tổng hợp aminoamit trên cơ sở axit béo dầu lanh. Sản phẩm aminoamit ở đây đợc tổng hợp một cách dễ dàng nhờ phản ứng ngng tụ giữa nhóm amin bậc nhất của hydroxyetylaminoetylamin (HEAEA) với các axit béo của dầu lanh RCOOH + NH 2 CH 2 CH 2 NH CH 2 CH 2 OH RC - NH - CH 2 CH 2 NH CH 2 CH 2 OH + H 2 O O Thực hiện phản ứng ở trên theo tỉ lệ mol giữa các chất là 1:1. Theo dõi quá trình diễn biến phản ứng thông qua phân tích chỉ số axit của sản phẩm hoặc xác định sự biến mất của vạch phổ có số sóng = 1711 cm -1 đặc trng cho nhóm chức cacboxyl của axit béo tham gia phản ứng. Hình 3.10 Biến thiên chỉ số axit theo thời gian phản ứng ở các nhiệt độ khác nhau Điều kiện phản ứng: Tiến hành phản ứng ở 140 o C trong 2 giờ . Giai đoạn tiếp theo nâng dần nhiệt độ lên 160 o C trong vòng 1 giờ để phản ứng triệt để hơn. Sản phẩm thu đợc là chất rắn có màu vàng nhạt bền vững ở nhiệt độ phòng và có chỉ tiêu kỹ thuật đợc trình bày ở bảng 3.6 Bảng 3.6 Chỉ tiêu kỹ thuật của aminoamit. Chỉ tiêu kỹ thuật Chỉ số a xit (mg KOH/g) Chỉ số amin (mg KOH/g Chỉ số hydroxyl (mg KOH/g) Nhiệt độ nó ng chảy ( o C) khi lợng phân tử trung bình * Aminoamit 5 151 152 30 - 32 368 t (phút) Chỉ số axit (mg KOH/g) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 3 6 9 12 15 18 Phản ứng ở 120 độ C Phản ứng ở 140 độ C Phản ứng ở 160 độ C Phản ứng ở 180 độ C Thời gian phản ứng(phút) 7 Trên phổ hồng ngoại của aminoamit đợc tạo ra không thấy xuất hiện pic của vạch = 1711 cm -1 đặc trng cho nhóm chức cacboxyl của axit béo dầu lanh; điều đó chứng tỏ axit béo đã tham gia phản ứng hết với HEAEA để xuất hiện vạch đặc trng của liên kết amit 2 có số sóng = 1554 cm -1 và amit 1 ( = 1648) và vị trí =3011 cm -1 l dao động nối đôi của axit béo. Các vạch phổ rất mạnh đặc trng cho dao động hoá trị của những nhóm chức hydroxyl liên kết OH = 3200 - 3500 cm -1 . 3.1.1. 5. Tổng hợp CTM gốc nhựa epoxy biến tính. Phản ứng tổng hợp nhựa epoxy biến tính (EPBT) trên cơ sở tơng tác giữa nhựa epoxy với dietanolamin và aminnoamit. CH 2 - CH - CH 2 CH 2 - CH - CH 2 + HO CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 OH O O + RC - NH CH 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 OH O HOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH N - CH 2 - CH - CH 2 CH 2 - CH - CH 2 - N R- C - NHCH 2 CH 2 OH OH CH 2 CH 2 OH O Nhựa epoxy sử dụng là loại epikot -1004 với tỷ lệ mol các chất epoxy/ dietanolamin/aminoamit =1: 0,6:1,4. Tham gia phản ứng mở vòng epoxy là hai nhóm chức amin bậc hai của cấu tử đối tác. Theo dõi phản ứng thông qua kiểm tra độ nhớt của sản phẩm và kiểm tra vạch phổ của nhóm chức epoxy qua phổ đồ hồng ngoại . Kết quả khảo sát phản ứng tổng hợp nhựa cho thấy rằng điều kiện tối u cho thực hiện phản ứng là ở nhiệt độ 120 - 125 o C trong vòng 3 giờ. Bảng 3.7 Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa EPBT. khi lợng phân tử trung bình * Chỉ tiêu kỹ thuật Chỉ số amin (mg KOH/g) Chỉ số hydroxyl (mg KOH/g) Tính theo lý thuyết Xác định theo phơng pháp sắc ký GPC Nhựa EPBT 56 232 1978 2.011 Trên phổ hồng ngoại của nhựa EPBT, vạch phổ hấp thụ ở số sóng v = 910cm -1 đặc trng cho nhóm chức epoxy bị biến mất hoàn toàn, do phản ứng mở vòng epoxy bằng các nhóm chức amin bậc hai trong dietanolamin và aminoamit để tạo ra nhóm chức hydroxyl. Những vạch phổ đặc trng cho nhóm chức hydroxyl với cờng độ rất mạnh nằm trong vùng v = 3200-3500cm -1 tăng lên một cách rõ rệt. 3.1.2. Chất tạo màng tổ hợp cho sơn điện di catốt. CTM cho sơn điện di catốt ở đây là tổ hợp giữa nhựa EPBT đợc phối trộn với 20 - 30% dẫn xuất TDI KMTP hoặc đợc phối trộn với, 10 - 15% nhựa ^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^ [...]... vật liệu tạo màng tổ hợp cho sơn điện di catốt trên cơ sở nhựa EPBT: a Tổ hợp nhựa EPBT - TDIKMTP, hàm lợng TDIKMTP thích hợp = 2 0-3 0% cho chất lợng màng sơn tốt ở chế độ đóng rắn tối u 170oC/30 phút b Tổ hợp nhựa EPBT MFBH, hàm lợng nhựa MFBH thích hợp = 1 0-1 5% cho chất lợng màng sơn tốt ở chế độ đóng rắn tối u 150oC/30 phút 4 Khảo sát quá trình tạo màng và ảnh hởng các yếu tố, điều kiện chế độ sơn. .. màng sơn tạo ra: 2 0-3 0àm 5 Những kết quả thử nghiệm đối với màng sơn điện di catốt chế tạo đợc trên cơ sở các tổ hợp vật liệu tạo màng nhựa EPBT-TDIKMTP và nhựa EPBTMFBH đều cho các tính năng cơ lý hoá cao, tính năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại tốt Chất lợng màng sơn tốt ở đây đợc khẳng định nhờ: - Sử dụng gốc nhựa cao cấp epoxy đợc biến tính hoá dẻo nội phân tử với sự tham gia của gốc dầu lanh - Trong... nghệ sơn điện di catốt Kết luận 1 Trên cơ sở tài liệu tổng quan đã lựa chọn và định h ng đợc phng pháp chế tạo CTM cũng nh vật liệu tạo màng tổ hợp cụ thể cho sơn điện di catốt trên cơ sở nhựa EPBT đi từ các nguồn nguyên liệu đầu sẵn có trên thị trờng Việt Nam 2 Lựa chọn đợc điều kiện biến tính nhựa epoxy nhờ phản ứng mở vòng epoxy bằng dilamin và aminoamit của các axit béo dầu lanh, một thnh phần cơ. .. = 0-1 0%, TiO2= 0-4 0%, hỗn hợp TiO2 và muội than (TiO2/muội than = 98/2 kh i lợng) = 0 - 40% , - hàm lợng dung môi hữu cơ 2-4 % kh i lợng dung dịch sơn b Các tham số về chế độ sơn và sấy màng - Điện áp sơn: 15 0-2 00V, thời gian sơn: 2, 5- 3 phút, nhiệt độ sơn: 2 5-3 5oC 25 - Chế độ úng r n mng sơn: 170oC/30 phút đối với tổ hợp nhựa EPBT TDIKMTP và 150oC/30 phút đối với tổ hợp nhựa EPBT - MFBH - Độ dày màng. .. sơn 170 0-2 200àS/cm, điện áp sơn 15 0-2 00 V, nhiệt độ sơn 2535oC, thời gian sơn 2.5 -3 phút, chế độ sấy màng sơn 170oC/30phút đối với hệ tổ hợp nhựa EPBT-TDIKMTP và 150oC/30phút đối với tổ hơp nhựa EPBTMFBH Độ dày màng tạo ra 2 0- 30àm Quy trình công nghệ sơn điện di catốt đợc trình bày ở hình 3.45 dới đây: 23 Nhựa tổng hợp (hỗn hợp chất tạo màng) Khuấy trộn Nớc cất Trung hoà nhựa tổng hợp Axít trung hoà... chế độ sấy màng sơn tối u là 150 oC/30 phút đảm bảo vừa cho màng sơn có độ cứng cao vừa có độ bền uốn và độ bền va đập tốt 3.3 Khảo sát ảnh hởng của các yếu tố, chế độ sơn đến chất lợng màng sơn điện di catốt không chứa bột màu Sau đây là kết quả nghiên cứu, khảo sát ảnh hởng của các yếu tố, chế độ sơn đến chất lợng màng sơn điện di catốt đối với hệ vật liệu tạo màng tổ hợp là nhựa EPBT-TDIKMTP trong... vật liệu tạo màng tổ hợp EPBT - TDIKMTP sự tham gia của TDIKMTP mang bản chất của sơn polyuretan góp phần năng cao khả năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại của màng sơn - Trong hệ vật liệu tạo màng tổ hợp EPBT-MFBH sự tham gia của nhựa MFBH đã góp phần làm giảm đáng kể nhiệt độ sấy đóng rắn màng sơn, tiết kiệm năng lợng hơn Đây là những điểm mới góp phần khẳng định triển vọng sử dụng thực tế của vật liệu. .. Các mẫu sơn đều đạt độ dày màng sơn khá cao (3 0-4 0àm), trừ mẫu sơn màu đen với việc sử dụng muội than là cho độ dày thấp hơn (22àm) 3.5.2 Tính năng bảo vệ kim loại của màng sơn điện di catốt 3.5.2.1 Độ bền chịu mù muối của màng sơn điện di catốt Kết quả thử nghiệm độ bền mù muối (bảng 3 22) có thể rút ra những nhận xét: - Giữa chiều dày màng sơn và khả năng bảo vệ chống ăn mòn kim loại của màng có... 21 (c) Hình 3.42 Biến thiên thế ăn mòn (a), tổng trở (b) và điện trở màng sơn điệndi catốt (c) theo thời gian Ghi chú: m 3-0 : Màng sơn không màu trên nền thép trần CT3 m 3-1 : Màng sơn chứa TiO2 trên thép CT3 phốt phát hoá m 3-2 : Màng sơn chứa TiO2 trên thép trần CT3 Độ dày màng sơn: 25 - 30 àm Những kết quả đo xác định độ bền ăn mòn điện hoá của màng sơn thông qua đo thế điện cực và tổng trở theo thời... đóng rắn màng sơn là TDIKMTP chiếm 25% của tổ hợp vật liệu tạo màng làm ví dụ điển hình.Việc nghiên cứu khảo sát về hệ vật liệu tổ hợp EPBT-MFBH Trong đó thành phần tác nhân đóng rắn màng sơn là nhựa MFBH chiếm 15% đợc tiến hành một cách tơng tự 3.3.1 ảnh hởng của hàm lợng CTM 3.3.1.1 ảnh hởng của hàm lợng CTM đến độ nhớt, độ dẫn điện riêng và đặc tính của màng sơn điện di CTM cho sơn điện di catôt . " ;nghiên cứu tổng hợp chất tạo màng sơn điện di catốt trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp nhựa epoxy biến tính& quot;. Tạp chí nghiên cứu KHKT&CNQS, Bộ Quốc phòng, số 14 trang 8 0-8 8 đào tạo Bộ quốc phòng Viện khoa học và công nghệ quân sự Nguyễn duy lời Nghiên cứu chế tạo sơn điện di catốt bảo vệ kim loại trên cơ sở vật liệu tạo màng tổ hợp - nhựa epoxy. chất tạo màng, những vật liệu tạo màng sử dụng cho sơn điện di catôt và các thành phần cơ bản của hệ sơn điện di catôt. 1.3 Tổng quan về vật liệu tạo màng sơn điện di catôt trên cơ sở nhựa