Dung môi là chất lỏng để cho màng phủ đủ lỏng đủ độ nhớt khi sử dụng những chất này sẽ bay hơi trong khi tạo màng, chúng không tham gia vào thành phần của màng sơn.. Trong mụi trường khụ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SƠN SÀN TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY CÓ HÀM LƯỢNG CHẤT BAY HƠI THẤP NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC Mà SỐ: HOÀNG VĂN THẮNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ BÍCH THUỶ HÀ NỘI 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205165591000000 MỤC LỤC Nội dung Trang Mở đầu Phần I: Tổng quan Nguyên liệu cho sơn không dung môi 1.1 Giới thiệu sơn không dung môi 1.2 Sơn sở nhựa epoxy 1.3 Phụ gia 18 1.4 Tình hình sử dụng nghiên cứu sơn không dung môi 28 Phần 2: Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 32 2.1 Nguyên liệu 32 2.2 Các phương pháp đánh giá thử nghiệm 34 2.3 Quy trình chế tạo sơn 46 Phần 3: Kết thảo luận 48 3.1 Khảo sát nguyên liệu đầu 48 3.2 Nghiên cứu chế tạo hệ sơn epoxy không chứa dung môi hữu bảo vệ bê tông, bê tông cốt thép 50 3.3 Nghiên cứu chế tạo hệ sơn bảo vệ bê tông, bê tông cốt thép điều kiện ẩm 59 3.4 Ảnh hưởng chất độn đến tính chất sơn 60 Phần 4: Kết luận 65 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SƠN SÀN TRÊN CƠ SỞ NHỰA EPOXY CÓ HÀM LƯỢNG CHẤT BAY HƠI THẤP NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỐ HỌC Mà SỐ: HOÀNG VĂN THẮNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ BÍCH THUỶ HÀ NỘI 2009 Lời cảm ơn “Tác giả xin chân thành cảm ơn quan tâm giúp đỡ quý báu từ cán nhân viên suốt trình nghiên cứu, học tập thực luận văn tốt nghiệp Viện Chuyên ngành Vật liệu Xây dựng Bảo vệ Công trình – Viện Khoa học Cơng nghệ GTVT Đặc biệt, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Bích Thủy hướng dẫn nhiệt tình, chu tác giả hồn thành luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn Trung tâm nghiên cứu vật liệu polyme, Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng Sau Đại học – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập làm luận văn.” Hà nội, ngày 22 tháng 10 năm 2009 Người thực Hoàng Văn Thắng Lời cam đoan Tơi xin cam đoan cơng trình tơi nghiên cứu thực q trình nghiên cứu học tập khn khổ chương trình cao học công nghệ vật liệu polymer Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội.Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm nội dung luận văn Hà nội, ngày 22 tháng 10 năm 2009 Người thực Hoàng Văn Thắng MỞ ĐẦU Hàng năm giới, thiệt hại ăn mịn bê tơng cốt thép (BTCT) gây lớn, chiếm khoảng 4% GDP quốc gia Ở nước thuộc khối EU, kinh phí chi cho chống ăn mịn BTCT chiếm 1/3 kinh phí chống ăn mịn cho kết cấu cơng trình nói chung [1,2] Khí hậu Việt Nam khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, mưa nhiều, có nhiệt độ độ ẩm thay đổi nhiều ngày, có nhiều tác nhân xâm thực tới bê tông cốt thép, gây ăn mòn phá hủy kết cấu cơng trình BTCT Bởi để kéo dài tuổi thọ, nâng cao hiệu sử dụng cho công trình việc nghiên cứu chúng trở nên cần thiết Có nhiều phương pháp bảo vệ, phương pháp tạo lớp màng phủ bên (sơn phủ) phương pháp thơng dụng, có hiệu sử dụng phổ biến Từ cuối kỷ 20 vấn đề môi trường ngày quan tâm sâu sắc toàn giới Các điều luật bảo vệ sức khỏe bảo vệ mơi trường có liên quan đến việc phát tán dung môi hữu độc hại nguy hiểm loại sơn ban hành nhiều quốc gia thuộc khối EU NAFTA Nội dung điều luật quốc gia có khác nhau, song điểm chúng quy định mức tối đa hàm lượng chất hữu dễ bay tổ hợp loại sơn Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật trình độ nhận thức yêu cầu chất lượng sống, hàm lượng quy định tối đa ngày giảm thiểu tương lai chắn tiến tới phép sử dụng loại sơn thân thiện môi trường (Environment Friendly) không chứa dung môi hữu dễ bay Để đáp ứng nhu cầu này, lĩnh vực sơn trang trí bảo vệ đặt yêu cầu việc thay đổi thành phần loại sơn dung môi hữu truyền thống công nghệ chế tạo tương Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thắng - CNVL polyme 2007-2009 ứng Trong đó, hướng nghiên cứu phát triển loại sơn lỏng không chứa dung môi hữu sơn nước triển khai ngày mạnh mẽ [3,4,5] Lĩnh vực sơn không chứa dung môi hữu nước ta, ngồi hệ sử dụng cho cơng trình dân dụng, máy móc thiết bị cơng nghiệp hệ sơn thích hợp dùng để bảo vệ cơng trình BTCT cịn chưa nghiên cứu nhiều Hiện Công ty Cổ phần Sơn Tổng hợp Hà Nội nghiên cứu đưa thị trường sản phẩm sơn có hàm lượng bay thấp gặp số vấn đề: khó gia công, bong rộp sơn ẩm… Bên cạnh sản phẩm trên, Viện Chuyên ngành Vật liệu Xây dựng Bảo vệ Cơng trình nghiên cứu đưa vào sản xuất hệ sơn Epoxy có hàm lượng bay thấp kết cấu thép, đạt được tiêu chuẩn phương tiện giao thơng vận tải Vì vậy, việc “Nghiên cứu chế tạo sơn sàn sở nhựa epoxy có hàm lượng chất bay thấp” vô cần thiết Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thắng - CNVL polyme 2007-2009 Phần 1: TỔNG QUAN Nguyên liệu cho sơn không dung môi (High Solid) 1.1 Giới thiệu sơn không dung môi 1.1.1 Lịch sử phát triển Với phát triển khoa học công nghệ chế tạo lớp phủ, số lượng loại sơn đưa vào ứng dụng thực tế đa dạng phong phú Trên giới, nhiều loại sơn sở chất tạo màng khác như: alkyt, nitroxenlulo, vinylclorua, vinylacetat, cao su clo hoá, peclovinyl, phenolfocman-dehyt, polyamit, poleste, epoxy, acrylic, polyuretan, alkali silicat, etylsilicat nghiên cứu ứng dụng có kết nhiều lĩnh vực Khả điều chỉnh cấu trúc, biến tính hoá học phối hợp hai hay nhiều chất tạo màng với làm cho số lượng chúng trở nên ngày phong phú thêm Theo trạng thái vật lý, nhiều loại sơn chế tạo dạng: sơn dung mơi hữu (sơn có hàm khơ thấp cao), sơn nước (chất tạo màng phân tán hay tan nước), sơn không chứa dung môi (sơn lỏng không dung môi sơn bột) Để lựa chon hệ sơn thích hợp cho ứng dụng cụ thể, trước hết cần vào mục đích bảo vệ, vật liệu cần bảo vệ, môi trường mà vật liệu cần bảo vệ làm việc, tính nói chung sơn, khả điều kiện thi công sơn, yêu cầu vấn đề bảo vệ môi trường chi phí tồn cho q trình Phù hợp với mục tiêu bảo vệ kết cấu nước ta - vùng đặc trưng cho khí hậu nhiệt đới (nắng, nóng ẩm, có hàm lượng ion Cl- SO42- cao) có khả gây ăn mịn phá huỷ mạnh bê tông cốt thép lớp phủ bảo vệ, phần tổng quan sau đề cập đến sơn lỏng không dung môi, khô nhiệt độ thường, chất lượng cao sở hệ chất tạo màng epoxy amin Luận văn tốt nghiệp Hoàng Văn Thắng - CNVL polyme 2007-2009 1.1.2 Khái niệm sơn không dung môi Sơn không dung môi – High solid loại sơn có hàm rắn cao (từ 99,5% trở lên), chứa dung mơi hữu Khi sơn khơ, khơng giải phóng dung mơi ngồi mơi trường 1.1.3 Thành phần sơn Mµng sơn màng bám dính với rắn, có chiều dày phổ biến từ 25ữ300àm Gồm lớp nh: - Lớp phủ (tiếp xúc với môi trờng) - Líp trung gian - Líp lãt (líp kÕt dÝnh) tiÕp xúc với Thành phần sơn: Gồm nhóm chính: - Chất tạo màng - Dung môi (cấu tử bay hơi) - Bột màu - Phụ gia a Chất tạo màng Đây vật liệu hình thành màng liên tục, kết dính với nền, làm cho bề mặt đợc bao phủ Ngoài ra, chúng kết nối với với chất khác màng để tạo màng có độ rắn thỏa mÃn đặc tính bề mặt bên Chất tạo màng định chủ yếu đặc tính bảo vệ đặc tính học chung màng sơn Chất tạo màng: - Tạo màng liên tục - Bao phủ bề mặt - Kết nèi víi - KÕt nèi víi c¸c chÊt kh¸c Chất tạo màng đa số vật liệu polymer Một số chất tạo màng có chuẩn bị trớc (trùng hợp ôxy hóa trùng hợp nhiệt tạo nhựa trùng hợp) Có số chất tạo màng ngày qt mµng Luận văn tốt nghiệp Hồng Văn Thắng - CNVL polyme 2007-2009 b CÊu tư bay h¬i (dung môi): Dung môi có mặt gần hết màng phủ đóng vai trò quan trọng trình áp dụng màng phủ Dung môi chất lỏng ®Ĩ cho mµng phđ ®đ láng (®đ ®é nhít) sử dụng chất bay tạo màng, chúng không tham gia vào thành phần màng sơn 1945: cấu tử bay đợc coi dung môi hữu có khối lợng phân tử thấp hòa tan chất tạo màng Sau năm 1945: số chất tạo màng không cần hòa tan dung môi mà tạo môi trờng phân tán Ngày nay, ngời ta sử dụng nhiều loại cấu tử bay màng phủ với mục đích kết hợp tính chất loại cấu tử bay để tạo màng phủ có độ nhớt thích hợp Việc lựa chọn dung môi đợc vào độ hòa tan, độ bay hơi, độ độc, giới hạn cháy nổ, giá thành c Bột màu: Là hạt rắn mịn, không hòa tan đợc phân tán lại chất tạo màng sau màng tạo thành Bột màu có tác dụng: - tạo màu - tạo độ đục cho màng phủ Bột màu làm thay đổi đặc tính sử dụng màng phủ d Phụ gia Là vật liệu bao gồm lợng nhỏ để biến đổi vài đặc tính màng phủ - phụ gia lu biến - chÊt chèng tia UV - chÊt lµm ít vµ phân tán - chất hoạt động bề mặt Lun tốt nghiệp Hoàng Văn Thắng - CNVL polyme 2007-2009