Nghiên cứu chế tạo sơn phủ bảo vệ tạm thời bề mặt các chi tiết kim loại

Xuất phát từ nhu cầu thực tế phục vụ cho các nhiệm vụ chế tạo vũ khí trang bị kĩ thuật. Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga đã nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ tạm thời cho các chi tiết kim loại trong quá trình chế tạo, tổng lắp vũ khí trang bị kĩ thuật. Bài viết này trình bày các kết quả nghiên cứu chế tạo sản phẩm sơn bảo vệ tạm thời đi từ các nguyên liệu có sẵn trên thị trường.

Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO SƠN PHỦ BẢO VỆ TẠM THỜI BỀ MẶT CÁC CHI TIẾT KIM LOẠI NGUYỄN VĂN VINH (1), HÀ HỮU SƠN (1), LÊ QUỐC PHẨM (1) MỞ ĐẦU Các sản phẩm tạo lớp phủ có tác dụng bảo vệ tạm thời ngày nhiều lĩnh vực công nghiệp khác sử dụng như: ngành xây dựng, gia công chế tạo chi tiết kim loại, công nghệ ô tô, lắp ráp thiết bị [1] Các lớp phủ bảo vệ tạm thời có tác dụng ngăn ngừa tác động tới bề mặt chi tiết, cụm chi tiết khỏi bụi bẩn, hư hỏng, thời tiết cơng tia cực tím q trình sản xuất, lưu trữ, vận chuyển lắp đặt Lớp phủ loại bỏ dễ dàng nhanh chóng cần mà không gây tác động cơ, lý, hóa đáng kể đến chi tiết, cụm chi tiết Liên bang (LB) Nga có loại sơn XC-567 chế tạo sở nhựa copolyme vinyl clorua - acetat, chất hóa dẻo hỗn hợp dung mơi hữu toluen metyl etyl keton [5] Sơn sử dụng để bảo vệ tạm thời bề mặt chi tiết kim loại, vật liệu gỗ nhựa chưa sơn khỏi hư hỏng học, bụi bẩn trình lắp đặt đóng gói Loại sơn cịn sử dụng phủ lên lớp sơn alkyd, sơn epoxy, carbamid formaldehyd với mục đích bảo quản thời hạn ngắn, sử dụng chế tạo, tổng lắp vũ khí trang bị kĩ thuật Xuất phát từ nhu cầu thực tế phục vụ cho nhiệm vụ chế tạo vũ khí trang bị kĩ thuật Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga nghiên cứu chế tạo lớp phủ bảo vệ tạm thời cho chi tiết kim loại q trình chế tạo, tổng lắp vũ khí trang bị kĩ thuật Bài báo trình bày kết nghiên cứu chế tạo sản phẩm sơn bảo vệ tạm thời từ nguyên liệu có sẵn thị trường THỰC NGHIỆM 2.1 Nguyên liệu hóa chất Sơn XC-567 (LB Nga), nhựa copolyme vinyl clorua - acetat mác UM50 (Trung Quốc), dibutyl phthalat (Hàn Quốc), metyl etyl keton (Hàn Quốc), toluen (Trung Quốc) 2.2 Phương pháp nghiên cứu - Dạng ngoài: Xác định mắt thường - Độ nhớt sơn phễu VZ-246 đường kính lỗ mm xác định theo [8] - Hàm lượng chất không bay xác định theo [9] - Phương pháp xác định thời gian khô cấp 20oC màng sơn theo [10] - Đánh giá khả bóc khỏi bề mặt kính theo [7] Mẫu chuẩn bị sau: mẫu sơn chế tạo pha lỗng hỗn hợp dung mơi toluen metyl etyl keton theo tỉ lệ khối lượng 1:1,7 đến đạt độ nhớt (25÷30) giây theo nhớt kế VZ-246 với đường kính lỗ mm nhiệt độ (20±0,5)oC Tạo lớp phủ Tạp chí Khoa học Cơng nghệ nhiệt đới, Số 19, 11 - 2019 63 Nghiên cứu khoa học công nghệ phương pháp phun Tiến hành phun sơn lớp lên kính phẳng, lớp sơn dày từ (20÷25) μm Độ dày màng nhiều lớp (80÷100) μm Lớp phủ cuối để khơ hồn tồn Tiến hành bóc lớp phủ khỏi kính Lớp phủ cần phải bóc khỏi bề mặt hồn tồn khơng làm thay đổi hình dạng bề mặt bảo vệ - Thử nghiệm gia tốc để đánh giá khả bảo vệ kim loại độ bền lão hóa màng sơn, chu kỳ thử nghiệm nhiệt ẩm có giai đoạn cụ thể sau: Giai đoạn Nhiệt độ (55 ± 2) °С Độ ẩm (97 ± 3) % Thời gian: 10 Giai đoạn Nhiệt độ (55 ± 2) °С Độ ẩm: Không quy định Thời gian: Lặp lại 10 chu kỳ Giai đoạn Nhiệt độ (25 ± 2) °С Độ ẩm (60 ± 3) % Thời gian: Giai đoạn Nhiệt độ: (60 ± 2) °С Độ ẩm: Không quy định Thời gian: 10 Các mẫu lấy đánh giá sau chu kỳ thử nghiệm kết thúc - Quy trình chế tạo sơn: Cho nhựa copolyme (UM50) chất hóa dẻo dibutyl phthalat (DBP) vào cối nghiền Sau bổ sung dung môi hữu theo tỷ lệ tương ứng với đơn pha chế Tiến hành nghiền trộn với tốc độ quay từ 150÷200 vịng/phút để hỗn hợp đồng Dung dịch sơn chế tạo đóng vào hộp kín để sau 24 tiến hành thử nghiệm KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Lựa chọn thành phần chế tạo sơn Chất tạo màng thành phần quan trọng định tính chất sơn màng sơn Chất tạo màng copolyme vinyl clorua - acetat bền với tác dụng khí quyển, kiềm, axit vơ cơ, rượu, dầu mỡ… hồ tan hỗn hợp dung mơi mạnh keton/hydrocacbon thơm, dùng sơn tàu biển, canô, tàu thủy dụng cụ, phận tiếp xúc với nước biển Chất hóa dẻo dùng sản xuất sơn chất thêm vào thành phần sơn để làm cho màng sơn mềm co giãn Nó có tác dụng làm cho màng sơn bền với ánh sáng, chịu nhiệt, chịu lạnh, bền với tác dụng thời tiết, bền với thay đổi nhiệt độ, giảm bớt khả cháy Dibutyl phthalat chất hóa dẻo dùng phổ biến sản xuất sơn sở chất tạo màng nhựa có thành phần vinyl clorua Dibutyl phthalat tan loại dung môi hữu thông thường, sử dụng làm chất kết dính, chất chống thấm, sơn để cải thiện khả gia cơng 64 Tạp chí Khoa học Công nghệ nhiệt đới, Số 19, 11 - 2019 Nghiên cứu khoa học công nghệ Các lớp phủ tạo thành từ dạng dung dịch lỏng phương pháp nhúng, lăn, quét phun tạo thành lớp phủ kín cho vật thể có hình dạng bề mặt không đồng Các sản phẩm chế tạo dựa sở số chất tạo màng như: nhựa epoxy, nhựa PVC dạng copolyme với nhóm acetat, nhựa polyacrylat copolyme chúng… [1-4] Dựa vào tài liệu tham khảo [5,6], nhóm nghiên cứu lựa chọn thành phần chế tạo sơn bảo vệ tạm thời bề mặt chi tiết kim loại bảng Bảng Đơn sở chế tạo sơn bảo vệ tạm thời STT Nguyên liệu Copolyme vinyl clorua-acetat (mác UM50) Dibutyl phthalat Dung mơi hữu Khối lượng, % 29 ÷ 32 10 ÷ 12 58 ÷61 Dung mơi hữu sử dụng hỗn hợp toluen metyl etyl keton theo tỉ lệ khối lượng 1:1,7 Các nguyên liệu phối trộn theo tỷ lệ nghiền trộn với tốc độ quay từ 150÷200 vịng/phút để hỗn hợp đồng Dung dịch sơn chế tạo đóng vào hộp kín để sau 24 tiến hành thử nghiệm 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nhựa đến chất lượng sơn Để nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng nhựa đến chất lượng sơn, nhóm nghiên cứu tiến hành thay đổi hàm lượng nhựa đơn pha chế chế tạo sơn theo qui trình mục 2.2 Kết khảo sát thành phần hàm lượng nhựa trình bày bảng đây: Bảng Ảnh hưởng hàm lượng nhựa đến tính chất sơn Thành phần đơn theo khối lượng (g) Đơn chế tạo UM50 DBP N1 28 10 N2 29 10 N3 30 10 N4 31 10 N5 32 10 N6 34 10 Chất lượng sơn chế tạo Hàm Thời gian Khả Dung Độ lượng chất khơ đến bóc khỏi bề môi nhớt, s không bay cấp độ 3, mặt hơi, % h kính Màng dẻo 62 30 37,5