Nghiên ứu hế tạo sơn lót epoxy đóng rắn trong điều kiện ẩm ó hứa phần tử nano

Dioctyl phthalate DOP8.. Scanning electron microscope SEM 9.. Pigment volume concentration PVC11.. Dietylen triamin DETA 12.. montmorillonit khoáng sét MMT13.. Cation- xchange apacity e

1

M C L C Ụ Ụ

L 4

H THNG DANH M C HÌNH V   5

H THNG DANH M C B NG BI U    8

DANH M C CÁC KÝ HI U, VI T T T     9

M  U 10

: T NG QUAN 14 

I i và b o v kim lo i    14

 14

 15

 16

II o v ch 20

 20

21 1 Nha epoxy 23

2 Chn cho nh a epoxy  26

II.3  32

II.4 39 .39 1 Ph gia phân tán 39

2 Ch cht ng sa lng 42

 43

1 Gii thi u chung v  nanoclay 44

2 a epoxy 46

3 ng c a nanoclay vào trong nh a epoxy   48

 m ch h      p ph h n

kim lo i 53

C NGHI  C U 55

II.1 Hóa ch t  55

u 56

II.2.1 Khn c a nh a epoxy 56  

 nh t c a h     57

II.2.3 Quá trình ch t o m   57

nh tính ch 57

  b p c a màng s 57 

  b n u n c n 58

   c i c a màng  59

 bám dính c 59

  b c c a màng   60

  b n ép dãn c a màng s 60 

  th m thc 61

 nhi u x tia X ( XRD) 62  

 n c c theo th i gian 62  

 nghi m mù mu i   63

T QU VÀ TH O LU N    65

                  o 65  67

III.2.1 Kh o sát   ng c a ph      n tính ch   a màng  67

III.2.3 Kh o sát  ng c a ph gia hóa d  n tính ch 70

LỜI CAM ĐOAN

Hình 3.7 : nh mc khi th nghi m; (b) sau khi th   

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

2 Đối tƣợng và ph m vi nghiên c u cạ ứ ủa đề tài

2.1 Đối tượ ng nghiên c u ứ

4 Ý nghĩa khoa học và th c ti n cự ễ ủa đề tài

ng c các ch t trong

đóng rắn trong điề u ki n m có ch a ph n t nano” là c n thi ệ ẩ ứ ầ ử  t

Lui nh ng thi u sót, tác gi mong nh    c s quan 

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

I.1 Ăn mòn kim loại

Có t nói r ng s    y kim long gây ra ph thu c vào  

I.2 Phân loại ăn mòn

 Trong ph n ng catot tác nhân ph n    c Th c nghi m ch ng t    

làm dày thêm, hoàn thi

photphat và molybdat

ng h    b o v kim lo i bao g m ba l p: l    

- Kh  tránh hi y các mép

Hình 1.3: Cung cấp điện c c b o vự ả ệ

II.1 Lịch sử phát triển sơn bảo vệ chống ăn mòn

u tia UV kém

2 Chất đóng rắn cho nhựa epoxy

c 2 (Hình 1.4)

Hình 1.5: Cơ chế đóng rắn nh a epoxy b ng anhydryt axit ự ằ

C O RNH2

C C

NH R OH

áp EIS [5] (Hình 1.7)

Hình 1.7: T ng tr ổ ở điện c c thép ph màng epoxy v i b t màu ZnO ự ủ ớ ộ

Hình 1.8: Ph t ng tr c a các lổ ổ ở ủ ớp sơn phosphat kẽm.

Hình 1.9 : Ả nh SEM mẫu khi ngâm trong môi trường NaCl 3%



 xanh, hình 1.9b.

nh mong mu n là s phân tách c a các h t b t màu, tuy nhiên trong m t s  ng        

Hi u ng c n tr không gian: Các ph gia phân tán ki u c n tr không gian có      

1 Giới thiệu chung về nanoclay [ 14, 19, 30]

dính Có hai nhóm khoáng sét chính là nhóm 1:1 phyllosilicat (nhóm cao lanh) và

Hình 1.11 Cấu trúc lý tưởng c a khoáng sét MMT ủ

Hình 1.12 C u trúc k t t c a khoáng sét nanoclay ấ ế ụ ủ

(a) c u trúc k t t c a các t p hấ ế ụ ủ ậ ợp nanoclay chưa tách lớp (b) c u trúc k t t dấ ế ụ ạng “nhà bài” ủ c a các lớp nanoclay đơn lập

Hình 1.13 Các d ng phân tán c a nanoclay trong nh a ạ ủ ự

2 Các phương pháp phân tán nanoclay vào trong nhự a epoxy [14, 30]

nh a epoxy nh c các tính chng ti n hành riêng bi t

Hình 1.14 Các c u trúc cấ ủa khoáng sét trao đổi ion

M t thông s quan tr      n t

3 Ảnh hưở ng c a nanoclay vào trong nh a epoxy ủ ự

h p ch y v i các epoxy và clay c th thì các tính ch t này s      c th hi n  

 nào

3.1 Ảnh hưởng đế n kh ng chả nă ống ăn mòn

Hình 1.15: Kh ả năng chống ăn mòn màng sơn bằng phương pháp đo điện tr ở

Hình 1.16: Th nghi m phun mù mu ử ệ ối.

clay MMT-Na và MCM- 41

 phá h y nhi  t h p 2 nanoclay này v t k t qu 

Hình 1.17: Phân tán nano vào nh a n n ự ề

t nanoclay vào màng ph epoxy ng d c màng ph

II.7 Phương pháp đo thế mạch hở đánh giá sự ăn mòn lớp phủ hữu cơ trên

 

Hình 1.18 Sơ đồ ủa phép đo thế ạ c m ch h ở

ng s

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

II.1 Hóa chất

a Chất tạo màng

II.2 Các phương pháp nghiên cứu

II.2.1 Khảo sát quá trình đóng rắn của nhựa epoxy

II.3 Các phương pháp xác định tính chất cơ lý của màng sơn

II.3.1 Phương pháp xác định độ bền va đập của màng sơn [43 ]

Hình 2.1 D ng c ụ ụ xác định độ ền va đậ ả b p t i trọng rơi có th ể điều chỉnh độcao

ERICHSEN Model 304 ASTM phiên bả n tiêu chu n ẩ

II.3.2 Phương pháp xác định độ bền uốn của màng sơn [37 ]

M u th  là các t  c 30x75 mm v i chi u dày kho ng 0,3 mm   

II.3.3 Phương pháp xác định độ cứng tương đối của màng sơn [37 ]

Hình 2.3 D ng c ụ ụ xác định độ ứng tương đố c i

M u th là các t   c 70x140 mm v i chi u dày kho ng 0,6 mm   

II.3.5 Phương pháp xác định độ bền cào xước của màng sơn [37 ]

Hình 2.4 D ng c ụ ụ xác định độ ền cào xướ b c ERICHSEN Model 239/I

II.3.6 Phương pháp xác định độ bền ép dãn của màng sơn [37 ]

Hình 2.5 D ng c ụ ụ xác định độ ề b n ép dãn ERICHSEN Model 200

II.3.7 Độ thẩm thấu hơi nướ c [18]

Hình 2.6 S ph ự ụ thuộ c khối lượng hơi nước th m thẩ ấu qua màng sơn theo thời

gian



II.3.8 Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X ( XRD).

Hình 2.7 Sơ đồ thi t b ế ị đo thế điện c c theo th i gian ự ờ



CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

III.1 Khảo sát quá trình đóng rắn của nhựa epoxy Kingdom 1001 x 75 bằng chất đóng rắn TN13 ở điều kiện độ ẩm cao.

              

là: 23, 26 và 29 PKL so 

n TN13 là 26 PKL cho các nghiên



III.2 Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia tới tính chất của màng sơn.

III.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia phân tán đến tính chất cơ lý của màng sơn.

B ng 3.3ả : Ảnh hưở ng c a ph gia ch ng chủ ụ ố ảy đến tính chất cơ lý của màng sơn٭

III.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia hóa dẻo đến tính chất cơ lý của màng sơn





III.4 Khảo sát ảnh hưởng của bột màu đến tính chất cơ lý của màng sơn với hệ bột màu cromat kẽm – oxit sắt

Bảng 3.6: Ảnh hưởng của tỷ lệ bột màu cromat kẽm – oxit sắt đến tính chất cơ lý

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ thể tích bột màu đến tính chất cơ lý của màng sơn٭

III.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của phụ gia nano đến tính chất cơ lý của màng sơn

vào b m t kim lo i, nh     ng tích cc n tính ch t b o v c   a

٭Chi

III.5.2 Khảo sát ảnh hưởng của kỹ thuật phân tán đến tính chất cơ lý của màng sơn

ng h p s d ng khu y siêu âm sau khi khu     c nhi nâng

III.5.3 Khảo sát cấu trúc và hình thái cấu trúc vật liệu epoxy nanocompozit

I30E t

Operations: Smooth 0.835 | Smooth 0.533 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D0 - File: #93-2013 - Mau D0-3.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.500 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 1367

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D3.3

Operations: Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Import

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D3.3 - File: #93-2013 - Mau D33.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 136

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D31

Operations: Smooth 0.805 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D31 - File: #93-2013 - Mau D31-3.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.500 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13

Hình 3 : Ph nhi u x tia X c a v t li u compozit t nh a epoxy /3% nanoclay 4 ổ ễ ạ ủ ậ ệ ừ ự

không có h ỗ trợ khuấ y siêu âm

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D32

Operations: Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth 0.150 | Smooth

HUST - PCM - Bruker D8Advance - #93-2013 - Mau D32 - File: #93-2013 - Mau D32-3.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 1.500 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 0.5 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13

Quan sát ph XRD c a v t li u compozit t nh a epoxy Kingdom 1001 x 75/3%      



B ng 3.10: tính chả ất cơ lý của màng sơn epoxy nanoclay I30E vớ ệ ội h b t màu cromat

kẽm – oxit s t ắ ٭STT ng

III.7 Ảnh hưởng của độ ẩm môi trường đến tính chất cơ lý của màng sơn

Do vn hành kh o sát tính ch  nh a 

NaCl bão hòa

B ng 3.12: Tính chả ất cơ lý của sơn lót epoxy ở các điều kiện độ ẩm tương đôi

Các s u trong b ng 3.12 cho th li  u ki i 95% tính

III.8 Đánh giá khả năng chống ăn mòn của màng sơn bằng phương pháp

thế điện cựu theo thời gian

s t không ch a nanoclay I30E và m u thép tr   c ph l   t i h b

thoi gian (phut)

Hình 3.6: Th ế điện c c theo th i gian c a các m u thép v i các màng ph ự ờ ủ ẫ ớ ủkhác

T hình 3.6 th y r ng khi ngâm m u thép tr n vào dung d ch NaCl 3% th        n

hình 3.7:

(a)

(b)

(c)

(e)

Hình 3.7 : Ả nh mẫu sơn chứa 3% nanoclay: (a) trước khi th nghi m; (b) sau khi th ử ệ ử

nghi m 24 gi , (c) ệ ờ sau khi th nghi m 96 gi , (d) sau khi th nghi m 360 gi , ( e) ử ệ ờ ử ệ ờ sau

khi th nghi m 480 gi ử ệ ờ

B ng 3.13: K t qu ả ế ả đánh giá độ ỉ ủ g c a mẫu sơn chứa 3% nanoclay theo tiêu chu n ẩ

- Ph gia phân tán Texaphor v ng 0,65% so v i t ng kh  ng b t màu, b t

n Ph gia ch ng ch y Perenol F40 v  ng 0,4%, ph gia hóa d o DOP vi

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 A.Brent Strong (1996), Plastic Materials and processing, Bringham Young Unive Prentice Hall Inc., chapter 8

2 A.Brent Strong (1996),

Plastic Materials and processing,

Bringham Young Unive Prentice Hall Inc., chapter 8

Epoxides,

Epoxy resin,

Materials Chemistry anh Physics, Vol 130, Issue 3, p 1208  1219

6  

US Patent № 0293957 A1

525

8 C Perez, A.Collazo, M.zquierdo et al., Prog Org, Coat (1999) 36, 102

ng

11 D Zaareir, A A Sarabi, F Sharil

Structure, properties and corrosion resistivity of plymeric nanocompozit coating based on layered silicates

J Coat Technol Pes 5(2) (2008), 241 - 249

13 E M Rosen, D C Silverman, Corrosion 1990, 46, 954

14 Gary W Beall, Clois E Powell, Fundamentals of Polymer-Clay Nanocomposites, Cambridge University Press (2011)

basic benzoate as eco friendly steel corrosion inhibitor pigment for anticorrosion

Protective Coating and Lining,1996

Edition, Volume 9, trang 678 - 795, John Wiley & Sons Inc (2004)

(2008)

Epoxy coatings with modified momtmorillonites 62 425- 429, 2008

Epoxy coatings with modified mont morillonites progress in org Coat 62 (2008)

29 Na Wang, Kepi Cheng, Hang wu, Cheng wang, Qunchang wang, Fuhui Wang

Real Applications, Elsevier B.V (2013)

31 Sorina Alexandra Garea, Horia Iovu New epoxy coating sytem with contain multipurpose addtives base on organophilic momtmorillonite Progrees in organic coating 56,319-326, 2006

38 William D Callister (2007), Materials Science and Engineering 7e, The university

of Utanh, John Wiley & Sons Inc

39        of zinc-        electrochemistry, Vol.40.10,2004, pp.1019-1023

40        zinc-       Journal of electrochemistry, Vol.40.10,2004, pp.1019-1023

41 W.Von Baeckmann, W.Schwenk, and W.Prinz (1997), Handbook of cathodic corrosion protection, Elsevier Science, United States of America

42 W Von Baeckman, W.Schwenk (1997), Cathodic corrosion protection, Theory and

Corrosion Science 51, p 371  379