Nghiên cứu chế tạo một số ADDUCT và ứng dụng để đóng rắn nhựa epoxy

i Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO VIệN KHOA HọC Và CÔNG NGHệ VIệT NAM VIệN KHOA HọC VậT LIệU HuỳNH THị CúC NGHIêN CứU CHế TạO MộT Số ADDUCT Và ứNG DụNG Để ĐóNG RắN NHựA EPOXY Chuyên ngành : KHOA HäC VËT LIÖU M· sè : 62 44 50 10 LN ¸N TIÕN SÜ KHOA HäC VËT LIƯU NG−êI H−íNG DÉN KHOA HäC: GS.TS NGUN H÷U NIÕU GS.TSKH TRầN VĩNH DIệU THàNH PHố Hồ Chí Minh - 2005 ii LờI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực cha đợc công bố công trình khác iii MụC LụC Lời cam đoan Trang Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở ĐầU CH−¬NG 1: TỉNG QUAN Về DầU ĐậU NàNH EPOXY HóA (DĐNE), NHựA EPOXY, SơN EPOXY, CáC THàNH TựU NGHIêN CứU TổNG HợP ADDUCT TRONG vµ NGOµI N−íC 1.1 Vài nét dầu thực vật - DĐNE 1.1.1 Vµi nÐt vỊ dÇu thùc vËt 1.1.2 Dầu đậu nành epoxy ho¸ 1.2 Nhùa epoxy 1.2.1 Ph¶n øng tỉng hỵp nhùa epoxy 2.2 Phân loại nhựa 11 1.2.3 TÝnh chÊt cña nhùa epoxy 12 2.4 øng dông 16 1.3 S¬n epoxy 16 1.3.1 Kh¸i niƯm chung 16 1.3.2 Nhùa epoxy este 18 1.3.3 Sơn epoxy rắn 22 1.4.Tæng quan nghiên cứu tổng hợp adduct 25 CHơNG 2: PHơNG PHáP NGHIêN CứU 32 2.1 Các phơng pháp phân tÝch hãa häc 32 2.1.1 Phơng pháp xác định hàm lợng nhóm epoxy 32 2.1.2 Phơng pháp xác định hàm lợng nitơ 34 2.1.3 Phơng pháp xác định số amin 35 iv 2.2 Phơng pháp tối u hóa thống kê 35 2.3 Phơng pháp xác định khối lợng phân tử trung bình polyme 38 2.4 Phơng pháp phân tích phổ hồng ngoại 38 2.5 Phơng pháp phân tích nhiÖt 38 2.6 Phơng pháp xác định hàm lợng phần gel 39 2.7 Các phơng pháp xác định thông số kỹ thuật sơn 39 2.7.1 Phơng pháp xác định độ mịn TCVN 2091-1993 39 2.7.2 Phơng pháp xác định thời gian chảy (độ nhớt qui ớc) phễu ch¶y TCVN 2090-1993 41 2.7.3 Phơng pháp gia công màng TCVN 2094 1993 42 2.7.4 Phơng pháp xác ®Þnh ®é phđ TCVN 2095 –1993 43 2.7.5 Phơng pháp xác định hàm lợng rắn 44 2.7.6 Phơng pháp xác định độ khô thời gian khô TCVN 2096-1993 45 2.8 Các phơng pháp xác định tính chất lý màng phủ 45 2.8.1 Phơng pháp xác định độ bền va đập 45 2.8.2 Phơng pháp xác định ®é bỊn n dỴo 46 2.8.3 Phơng pháp xác định độ cứng 47 2.8.4 Phơng pháp xác định độ bám dính 48 2.8.5 Phơng pháp xác định độ bền mài mòn 49 2.8.6 Phơng pháp xác định độ bền ép dÃn (Cuping test) 50 2.8.7 Phơng pháp xác định độ bền cào xớc 50 2.8.8 Phơng pháp xác định độ thấm nớc 50 2.9 Ph−¬ng ph¸p thư tđ solarbox 51 2.10 Phơng pháp phơi mẫu tự nhiên 51 2.11 Ph−¬ng pháp xác định tổn thất khối lợng 51 2.12 Phơng pháp mù sơng muối 52 2.13 Phơng pháp tổng trở điện hóa 53 2.14 Phơng pháp kính hiển vi ®iƯn tư 59 2.15 Nguồn tiêu kỹ thuật nguyên liệu, hãa chÊt sư dơng 59 v CH−¬NG 3: NHữNG KếT QUả THựC NGHIệM Và BàN LUậN 66 3.1 Khảo sát phản ứng tổng hợp adduct 66 3.1.1 Quá trình tổng hợp adduct từ DĐNE dietylentriamin (DETA) (ADDUCT AED) 66 3.1.2 Quá trình tổng hợp adduct từ der 331 deta (ADDUCT ADE2) 77 3.2 Nghiên cứu ảnh hởng hệ bột màu đến tính chất bảo vệ màng s¬n 87 3.2.1 Khảo sát ảnh hởng cđa hƯ bét kÏm 87 3.2.2 Khảo sát ảnh hởng hệ bột màu oxyt sắt bột talc 97 3.2.3 Khảo sát ảnh hởng hệ bột màu cromat kẽm oxyt sắt 110 3.2.4 Khảo sát ảnh hởng hệ bột màu photphat kẽm oxyt sắt 122 3.2.5 Một số hình ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) tiêu biểu mẫu sơn 134 3.3 Khảo sát số sơn thị trờng so sánh với số mẫu tiêu biểu hệ sơn nghiên cứu 135 3.3.1 Các thông số kỹ thuật 135 3.3.2 TÝnh chÊt c¬ lý sau ngµy vµ sau 144 giê solarbox 136 3.3.3.Thư nghiƯm mï s−¬ng mi 137 3.3.4 §o tỉng trë ®iƯn hãa 138 KÕT LUËN 141 KIÕN NGHÞ 142 CáC CÔNG TRìNH Đà CÔNG Bố LIÊN QUAN ĐếN LUậN áN 143 TàI LIƯU THAM KH¶O 144 PHơ LơC vi DANH MơC C¸C CHữ VIếT TắT AED : Adduct tổng hợp từ dầu ®Ëu nµnh epoxy hãa vµ dietylentriamin ADE2 : Adduct tỉng hợp từ nhựa epoxy DER 331và dietylentriamin AED2 : Tổ hợp adduct AED ữ ADE2 tỷ lệ khác AN : Acrylonitril DETA : Dietylentriamin DĐNE : Dầu đậu nành epoxy hóa DPP hay bisphenol A : 4,4 dioxyphenylpropan ĐLH : Đơng lợng hydro hoạt động EA : Chất đóng rắn tổng hợp từ nhựa epoxy amoniac EDA : Etylendiamin ECH : Epiclohydrin EDENOL : Tªn thơng mại dầu đậu nành epoxy hóa hÃng Henkel HLE : Hàm lợng nhóm epoxy HLPG : Hàm lợng phần gel KGYT : Không gian yếu tố KLPT : Khối lợng phân tử MEEDA : Monoxyanetyletylendiamin METETA : Monoxyanetyltrietylentetramin MXDETA : Monoxyanetyldietylentriamin PTL : Phần trọng lợng TETA : Trietylentetramin TLS : Trọng lợng sơn UP-0633M : Monoxyanetyldietylentriamin vii DANH MụC CáC BảNG Bảng 1.1: Thành phần chất béo dầu đậu nành Bảng 1.2: Các đặc tính kỹ thuật nhựa epoxy Bảng 1.3: Th«ng sè kü tht cđa mét sè nhùa epoxy thông dụng Bảng 1.4: Nhựa epoxy rắn thơng mại hóa dùng cho sơn phủ bề mặt Bảng 1.5: Nhựa epoxy lỏng thơng mại hóa dùng cho sơn phủ bề mặt Bảng 1.6: Este trọng lợng phân tử cao từ nhựa epoxy lỏng xúc tác trớc Bảng 1.7: Nhựa epoxy este dầu ngắn mạch từ nhựa epoxy lỏng Bảng 1.8: Bảng so sánh giá trị loại chất đóng rắn Bảng 1.9: So sánh đặc tính chung từ loại tác nhân đóng rắn 10 Bảng 1.10: Đặc tính sản phẩm 11 Bảng 1.11: Tính chất lý màng sơn sở nhựa ED-20 đóng rắn chất đóng rắn khác nhiệt độ phòng sau 10 ngày 12 B¶ng 1.12: ¶nh h−ëng cđa tû lƯ cÊu tư phản ứng đến hiệu suất phản ứng 13 Bảng 1.13: ¶nh h−ëng cđa thêi gian ®Õn hiƯu st ph¶n øng 14 Bảng 1.14: Các tính chất lý màng vecni 15 Bảng 1.15: Các đặc tính chất đóng rắn dạng adduct 16 Bảng 1.16: Một số tính chất lý màng sơn đóng rắn nhiệt độ thờng 17 Bảng 2.1: Đặc tính kỹ thuật nhựa DER 331 DER 671 18 Bảng 2.2: Các đặc điểm kỹ thuật bột màu cromat kẽm vàng chanh cromat kẽm bazơ 19 Bảng 3.1: Ma trận hoạch định với biến ảo 20 Bảng 2: Các giá trị thu đợc thực thí nghiệm tâm phơng án 21 Bảng 3.a: Các số liệu kiểm định tính tơng thích phơng trình y1 22 Bảng 3.3.b: Các số liệu kiểm định tính tơng thích phơng trình y 23 Bảng 3.3.c: Ma trận kế hoạch thí nghiệm mở rộng 24 Bảng 3.3.d: Kiểm tra tính tơng thích phơng trình y2 với hệ số tơng tác bậc viii 25 Bảng 3.4: Một số tính chất đặc trng adduct từ EDENOLvà DETA (AED) 26 Bảng 3.5: Khả đóng rắn adduct EDENOL-DETA (AED) 27 Bảng 3.6: Ma trận hoạch định với biến ảo 28 Bảng 3.7: Các giá trị thu đợc thực thí nghiệm tâm phơng án 29 Bảng 3.8.a: Các số liệu kiểm định tính tơng thích phơng trình y1 30 Bảng 3.8.b: Ma trËn kÕ ho¹ch thÝ nghiƯm më réng 31 Bảng 3.8.c: Kiểm tra tính tơng thích phơng trình y1 với hệ số tơng tác đôi 32 Bảng 3.9.a: Các số liệu kiểm định tính tơng thích phơng trình y2 33 Bảng 3.9.b: Ma trận kế hoạch thÝ nghiƯm më réng 34 B¶ng 3.9.c: KiĨm tra tÝnh tơng thích phơng trình y2 với hệ số tơng tác đôi 35 Bảng 3.10: Khả đóng rắn tổ hợp adduct AED2 36 Bảng 3.11: Tính chất lý màng vecni sở nhựa DER 331 đóng rắn chất đóng rắn khác ë nhiƯt ®é 80 C giê nhiệt độ phòng sau ngày 37 Bảng 3.12: Các thông số kỹ thuật hệ sơn bột màu kẽm 38 Bảng 3.13: Các tính chất lý mẫu sơn kẽm 39 Bảng 3.14: Kết thử nghiệm mẫu sơn kẽm sau 720 mù mi 40 B¶ng 3.15: KÕt qu¶ xư lý tỉng trë điện hóa mẫu sơn kẽm 41 Bảng 3.16: Công thức sơn lót hệ bột màu oxyt sắt bột talc 42 Bảng 3.17: Công thức sơn phủ không biến tính hệ bột màu oxyt sắt bột talc 43 Bảng 3.18: Công thức sơn phủ có biến tính hệ bột màu oxyt sắt bột talc 44 Bảng 3.19: Các thông số kỹ thuật hệ sơn oxyt sắt bột talc 45 Bảng 3.20: Các tính chất lý màng sơn hệ oxyt sắt vµ bét talc 46 Bảng 3.21: Kết thử nghiệm mù muối mẫu sơn hƯ oxyt s¾t-bét talc 47 Bảng 3.22: Kết xử lý tổng trở điện hóa mẫu sơn lót hệ oxyt sắt - bột talc ix 48 Bảng 3.23: Các thông số kỹ thuật mẫu sơn lót, sơn phủ không biến tính vµ cã biÕn tÝnh hƯ bét mµu cromat kÏm vµ oxyt sắt 49 Bảng 3.24: Các tính chất lý mẫu sơn lót , sơn phủ không biến tÝnh vµ cã biÕn tÝnh hƯ bét mµu cromat kÏm oxyt sắt 50 Bảng 3.25: Các tính chất lý mẫu sơn hệ bột màu cromat kẽm oxyt sắt sau solarbox phơi mẫu tự nhiên 51 Bảng 3.26: Kết thử nghiệm gia tốc mù sơng muối 720 h mẫu sơn hệ bột màu cromat kẽm oxyt sắt 52 Bảng 3.27: Kết xử lý tổng trở mẫu sơn lót hệ bột màu cromat kẽm oxyt sắt 53 Bảng 3.28: Các thông số kỹ thuật mẫu sơn lót, sơn phủ không biến tính sơn phủ có biến tính hệ bột màu photphat kẽm oxyt sắt 54 Bảng 3.29: Các tính chất lý mẫu sơn lót, sơn phủ không biến tính sơn phủ có biến tính hệ bột màu photphat kẽm oxyt sắt 55 Bảng 3.30 : Các tính chất lý mẫu sơn lót, sơn phủ không biến tính sơn phủ có biến tính sau solarbox phơi mẫu tự nhiên 56 Bảng 3.31: Kết mù sơng muối hệ bột màu photphat kẽm oxyt sắt 57 Bảng 3.32: Kết xử lý tỉng trë cđa hƯ bét mµu photphat kÏm vµ oxyt sắt 58 Bảng 3.33: Các thông số kỹ thuật hệ sơn 59 Bảng 3.34: Các tính chất lý sơn thị trờng hệ sơn nghiên cứu 60 Bảng 3.35: Kết thử nghiệm mù sơng muối hệ sơn 61 Bảng 3.36: Kết đo tổng trở hệ sơn x DANH MụC CáC HìNH Vẽ Và Đồ THị Hình 2.1 : Mạch tơng đơng cho phản ứng điện hóa bị khống chế chuyển điện tích (Rct ) Hình 2.2 : Mạch tơng đơng với hệ điện hóa có khả phân cực điện trở dung dịch, điện dung lớp kép, trình chuyển điện tích trình khuếch tán Hình 2.3 : Tổng trở ZW tơng đơng CW RW Hình 2.4 : Sơ đồ tơng đơng bình điện phân Hình 2.5 : Tổng trở mặt phẳng phức Hình 2.6 : Phổ Nyquist trình điện cực gồm hai giai đoạn Hình 2.7 : Phổ Nyquist có sù hÊp phơ H×nh 2.8 : Phỉ Nyquist có thụ động Hình 2.9 : Mạch tơng đơng hệ dung dịch điện ly -lớp phủ - thép 10 Hình : Phản ứng tổng hợp adduct AED 11 Hình 3.2 : Giản đồ phân tích nhiệt adduct AED 12 Hình 3.2.a : Giản đồ phân tích nhiệt nhựa DER 331 adduct AED 13 Hình 3.2.b : Giản đồ phân tích nhiệt nhựa Epon 1001 adduct AED 14 Hình 3.4 : Giản đồ DSC Epon 828 với Versamit 125 (1), TETA (2), Adduct 828 - DETA (3), DETA (4) 15 Hình 3.5 : Phản ứng tổng hợp ADE2 16 Hình 3.6.a : Giản đồ phân tích nhiệt DER 331 ADE2 17 Hình 3.6.b : Giản đồ phân tích nhiệt DER 331 AED2 3ữ 18 Hình 3.6.c : Giản đồ phân tích nhiệt DER 331 ADE 4ữ 19 Hình 3.6.d : Giản đồ phân tích nhiệt DER 331 ADE2 5ữ 20 Hình 3.6.e : Giản đồ phân tích nhiệt DER 331 AED2 6ữ4 21 Hình 3.6.f : Giản đồ phân tích nhiệt DER 331 AED2 7÷3 f Phụ Ph lục : Phổ IR Nhựa DER 331 g Phụ Ph lục 7: Phổ IR Adduct ADE (tû lÖ 1:3; 50 0C) h Phụ lục 8: Phỉ tỉng trë ®iƯn hãa Nyquist cđa hệ sơn nghiên cứu với hệ đóng rắn AEDữ 2ữ8 theo thời gian ngâm mẫu khác dung dịch NaCl AEDữADE2 tỷ lệ 2ữ 3,55%: Phổ tổng trở điện hóa Nyquist hệ sơm kẽm: 85%Zn 1lớp, AED÷ ÷ADE2 2÷8 90%Zn 1lớp, AED÷ ÷ADE2 2÷8 95%Zn 1lụựp, AEDữ ữADE2 2ữ8 Mẫu 10 ngày Mẫu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngày i Ph lc 9: Phổ tổng trở điện hóa Nyquist hệ sơn oxyt sắt bột talc MÉu 70%Fe2O3 líp AED÷ ÷ADE2 2÷8 MÉu 90%Fe2O3 líp AED÷ ÷ADE2 2÷8 MÉu 100%Fe2O3 líp AED÷ ÷ADE2 2ữ8 Mẫu 10 ngày Mẫu 20 ngày Mẫu 30 ngày MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy j Phụ Ph lc 10: Phổ tổng trở điện hóa Nyquist hệ sơn cromat kẽm oxyt sắt Mẫu 25%ZnCrO4,1lớp AEDữ ÷ADE2 2÷8 MÉu 30%ZnCrO4,1líp AED÷ ÷ADE2 2÷8 MÉu 35%ZnCrO4,1líp AED÷ ÷ADE2 2÷8 MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy k Phụ lục 11: Phỉ tổng trở điện hóa Nyquist hệ sơn photphat kẽm oxyt sắt Mẫu 30%Zn3(PO4)2 1lớp AEDữ ữADE2 2ữ8 MÉu 45%Zn3(PO4)2 1líp AED÷ ÷ADE2 2÷8 MÉu 50%Zn3(PO4)2 1líp AED÷ ÷ADE2 2÷8 MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy MÉu 10 ngµy MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngày l Kết xử lý tổng trở điện hóa số mẫu sơn tiêu biểu với hệ đóng rắn AEDữ 2ữ8 theo sơ đồ mạch tơng đơng R1 (R2C1[R3W1]) AED÷ADE tû lƯ 2÷ Phụ lục 12.a: Sè TT MÉu s¬n 4,496.103 1,816 103 7,37 103 1,00 103 2,93 103 2,471 103 -0,606 -0,584 -0,577 -0,556 -0,61 -0,548 1,82 10-7 1,82 10-7 3,25 10-6 9,05 10-7 3,19 10-7 3,39 10-6 2,8.10-8 5,93 10-7 2,635 103 4,18 103 3,648 103 1,14.104 2,618 103 2,704 103 -0,529 -0,501 -0,663 -0,549 -0,589 -0,551 1,765 103 6,085 103 -0,473 -0,496 3270 3510 6,46 10-6 2,3 10-7 2,15 103 4,631 102 -0,401 -0,568 0,624 10,12 7970 4140 5,05 10-6 1,54 10-7 6,951 102 2,427 103 -0,594 -0,623 30 60 10 20 3,22 2,243 14,81 4,98 6030 4570 1300 5340 6,10 10-6 6,66 10-7 9,14 10-7 2,33 10-7 8,793 102 5,903 102 -0,525 -0,626 1,39 103 5,256 102 -0,355 -0,517 30 60 10 20 30 60 10 20 6,48 4,44 151,8 119,3 15,44 7,75 109,8 15,49 4400 5420 530 408 376 366 1582 2126 2,14 10-7 1,94 10-7 / 7,66 10-8 3,04 10-7 4,77 10-8 5,16 10-8 9,85 10-8 1,084 103 3,28 102 8,813 103 2,114.104 1,305 103 4,082 102 -0,514 -0,629 -0,572 -0,558 -0,567 -0,538 1,707.105 4,956 103 -0,356 -0,432 30 60 11,71 3,24 2436 3210 8,28 10-7 1,99 10-6 1,59 103 9,989.101 -0,501 -0,568 10 20 30 60 10 20 9540 20020 14990 17580 12870 11790 30 60 10 20 30 60 10 20 11,22 11,99 2,192 22,67 7,93 6,84 27,8 3,98 7370 5520 9680 741 16010 13110 1412 2662 30 60 3,72 4,39 90%Fe2O3 líp AED÷ADE2 2÷8 10 20 100%Fe2O3 líp AED÷ADE2 2÷8 85%Zn 1lớp, AED÷ADE2 2÷8 90%Zn 1lớp, AED÷ADE2 2÷8 13 14 70%Fe2O3 líp AED÷ADE2 2÷8 15 16 19 20 23 24 25 26 27 28 25%ZnCrO4,1líp AED÷ADE2 2÷8 29 30 30%ZnCrO4,1líp AED÷ADE2 2÷8 31 32 OCP,V W, Ω.cm2 2,54.10-7 4,17.10-6 2,86 10-6 5,43 10-6 5,32 10-7 2,79 10-7 95%Zn 1lớp, AED÷ADE2 2÷8 21 22 σ Rc, KΩ.cm2 9,16 5,51 10,29 4,04 4,8 7,97 10 11 12 17 18 ngâm, ngày Cc, pF m Số TT 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Mẫu sơn 35%ZnCrO4,1lớp AEDữADE2 2ữ8 30%Zn3(PO4)2 1líp AED÷ADE2 2÷8 45%Zn3(PO4)2 1líp AED÷ADE2 2÷8 50%Zn3(PO4)2 1líp AEDữADE2 2ữ8 ngâm, ngày 10 20 30 Rc, K.cm2 0,623 0,607 1,373 60 10 20 30 60 10 Cc, pF OCP,V 8060 12320 12200 W, Ω.cm2 5,07 10-6 4,01 10-6 1,75.10-5 6,908 102 -0,594 -0,593 -0,607 0,59 1329 138,1 21,21 22,51 31,6 13060 13060 721 239 615 814 327 4,46 10-6 1,65 10-8 4,86 10-8 2,6 10-8 2,57 10-8 6,83 10-8 2,631 102 1,363.105 2,066.104 1,849 103 2,131 103 1,145.104 -0,607 -0,257 -0,558 -0,479 -0,503 -0,501 20 30 12,77 27,58 279 259 / 2,71 10-8 1,985 103 3,128 103 -0,495 -0,513 60 10 15,70 10,42 301 1187 6,18 10-7 1,38 10-7 3,292 103 3,247 103 -0,532 -0,361 20 30 8,75 8,16 1027 833 1,35 10-7 1,09 10-7 1,61 103 9,014 102 -0,393 -0,472 60 9,13 839 7,11 10-8 5,208.102 -0,587 σ 4,228 10 9,07 102 Phô lôc 12.b: So sánh ảnh hởng hệ đóng rắn AED22ữ8 AED23ữ7 đến tính bảo vệ - chống ăn mòn hệ sơn Nh ta đà biết hình 4.9, qua khảo sát HLPG nhiệt độ phòng tỷ lệ phối trộn adduct AEDữADE2 (AED2) khác nhau, tỷ lệ 2ữ8 với phần adduct AED phần ADE2 tham gia đóng rắn nhựa epoxy, có HLPG thấp (80%) so với tỷ lệ 3ữ7 (90%), với hệ sơn khác nhau, hệ đóng rắn góp phần làm thay đổi tính chất hệ sơn thành phẩm, điển hình nh sau: ã Đối với hệ sơn kẽm: kẽm sử dụng hệ đóng rắn AED23ữ7, mẫu sơn giàu kẽm 90% 95% Zn đà tính bám dính với sau 12 tháng phơi mẫu tự nhiên môi trờng khí công nghiệp khảo sát phổ tổng trở điện hóa Nyquist, ta nhận đợc giá trị điện trở màng sơn Rc 3,81 K.cm2 3,73 K.cm2, nhng với hệ đóng rắn AED22ữ8, giá trị điện trở màng sơn Rc đà tăng lên 11,22 K.cm2 6,84 K.cm2, sau n 60 ngày ngâm mẫu dung dịch NaCl 3,55%, chøng tá gi¶m tû lƯ adduct AED xng, đà tăng đợc khả bám dính màng sơn với thép nền, điện trở màng mẫu 90% 95% Zn tăng lên; nên hệ đóng rắn AED22ữ8, tỷ lệ tối u sơn giàu kẽm 90%Zn (11,22 K.cm2), đà đảm bảo đợc tính dẫn điện toàn màng với hàm lợng bột kẽm lớn độ bám dính với thép ã Đối với hệ sơn oxyt sắt bột talc: với mẫu tiêu biểu :70% 100%Fe2O3, sử dụng hệ đóng rắn AED22ữ8 giá trị điện trở màng đo đợc đà không đợc cải thiện, hệ đóng rắn AED23ữ7 với HLPG cao hơn, cấu trúc màng sơn chặt chẽ hơn, dẫn đến khả bảo vệ chống ăn mòn tốt Riêng mẫu 90% Fe2O3 giá trị điện trở màng có tăng, nhng vÉn thÊp h¬n nhiỊu so víi mÉu tèi −u ã Đối với hệ sơn cromat kẽm oxyt sắt: sắt sử dụng hệ đóng rắn AED22ữ8, trật tự đánh giá khả chống ăn mòn mẫu thể qua giá trị điện trở màng đo ®−ỵc cịng ®· thay ®ỉi, ®iƯn trë cđa mÉu 25% ZnCrO4 lớp đà tăng từ 4,11 K.cm2 lên 7,75 K.cm2, đà cải thiện đợc khả bám dính màng sơn thép giảm tỷ lệ adduct AED thành phần hệ đóng rắn, nh−ng vÉn thÊp h¬n mÉu 35% ZnCrO4 mét líp (11,31 K.cm2), sử dụng hệ đóng rắn AED23ữ7 ã Đối với hệ sơn photphat kẽm oxyt sắt: sau sử dụng hệ đóng rắn AED22ữ8, ta nhận thấy rõ hệ đóng rắn AED23ữ7 tối u chất mang nhựa epoxy DER 671-X75, giá trị điện trở màng đo đợc với hệ đóng rắn cao nhiều so với hệ AED22ữ8 ; điều đà chứng minh đợc tính tơng thích thành phần cấu tử hệ sơn đặc biệt hệ đóng rắn thích hợp, đà góp phần quan trọng làm thay đổi tính bảo vệ - chống ăn mòn hệ sơn Ph lc 13: Phỉ tỉng trë ®iƯn hãa Nyquist cđa mét sè hƯ sơn tiêu biểu đà đợc o photphat hóa bề mặt với hệ đóng rắn AEDữ ữADE2 tỷ ỷ lệ 2ữ 2ữ8 90%Zn 1lụựp, photphat hóa AEDữADE2 2ữ8 Mẫu 10 ngày MÉu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy 90%Fe2O3 lớp,photphat hóa AEDữADE2 2ữ8 Mẫu 10 ngày Mẫu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy 30%ZnCrO4,1líp, photphat hãa AEDữADE2 2ữ8 Mẫu 20 ngày Mẫu 30 ngày Mẫu 60 ngày 45%Zn3(PO4)2 1lớp,photphat hóa AEDữADE2 2ữ8 Mẫu 10 ngày Mẫu 20 ngµy MÉu 30 ngµy MÉu 60 ngµy p Phụ Ph lc 14: Kết xử lý tổng trở điện hóa số mẫu sơn tiêu biểu đà dợc photphat hóa bề mặt với hệ đóng rắn AEDữADE2 tỷ lệ 2ữ 2ữ8 theo sơ đồ mạch tơng đơng R1 (R2C1[R3W1]) Sè TT MÉu s¬n 90%Zn 1lớp, photphat hãa, AED÷ADE2 2÷8 90%Fe2O3 líp, photphat hãa, AED÷ADE2 2÷8 10 11 12 13 30%ZnCrO4, 1lớp, photphat hóa, AEDữADE2 2ữ8 ngâm, ngày 10 20 30 12,94 22,94 17,54 W, Ω.cm2 Cc, pF 10690 34700 3890 1,72.10-6 / OCP,V σ 6,97 103 4,353 10 4,89 10 -7 -8 -0,55 -0,517 -0,527 1,72 10 7,08 3260 6,97 10 10 1,043 1274 / 9,776 103 -0,611 20 8,51 1318 8,4 10-7 1,047 103 -0,617 30 8,32 1026 5,95 10-7 5,779 102 -0,625 60 2,301 2162 1,84 10-6 3,856.101 10 25,24 108 9,23 10-7 2,463 103 -0,534 20 5,42 828 9,58 10-8 4,946 102 -0,649 30 7,04 676 6,08 10-7 4,473 102 -0,610 60 6,09 706 3,87 10-8 1,083 102 -0,66 15,92 504 / 2,361.103 -0,623 13,12 4060 3,35.10-7 1,776 103 -0,525 10.,16 369 4,2.10-7 5,494 102 -0,629 9,06 422 3,72.10-8 1,555 102 15 16 60 2,576.10 -0,525 60 45%Zn3(PO4)2 1líp, 10 photphat hãa, 20 AED÷ADE2 2÷8 30 14 Rc, KΩ.cm2 -0,614 -0,642 Khi sử dụng dung dịch photphat hóa đợc dùng Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Polyme Tp HCM để xử lý bề mặt thép trớc sơn, nhận thấy hệ sơn nghiên cứu, có mẫu 30%ZnCrO4 tăng đợc giá trị điện trở màng sơn hệ đóng rắn AEDữADE2 2ữ8 3ữ7, hệ sơn này, dung dịch photphat hóa đà góp phần cải thiện đợc độ bám dính màng sơn với thép Đối với hệ sơn khác ảnh hởng việc xử lý không phát huy đợc tác dụng, cần đợc xem xét nghiên cứu thêm q Phụ lục 15: Phơng pháp tính phần trọng lợng (PTL) chất đóng rắn 100 phần nhựa epoxy: epoxy: Có thể tính PTL chất đóng rắn nhựa epoxy theo hàm lợng nhóm epoxy (EGC-mmol/kG) nh sau: PTL= EGC x AHEW x10-4 Trong đó: ã EGC : - Nhùa DER 331 lµ: 5263mmol/kG - Nhùa DER 671 X75 ( # Epon 1001) là: 2105mmol/KG ã Khối lợng phân tử trung bình của: - Adduct AED là:1314,864 - Adduct ADE2 là:586 ã AHEW- đơng lợng hydro amin chất đóng rắn Khối lợng phân tử chất ®ãng r¾n ( hay Amin) AHEW= Sè H linh ®éng chất đóng rắn (hay Amin) AHEW(AED)= 1314,864 =89,14 3,688x AHEW(ADE2)= 586 = 73,25 2x (3,688 lµ sè nhóm epoxy có phân tử ESO) ( Mỗi phân tư DETA cã H linh ®éng, sau tÊn công mở vòng epoxy, lại H linh ®éng) • PTL(AED/DER 671)= 2105 x 89,14 x 10-4= 18,764 • PTL(ADE2/DER 671)= 2105 x 73,25 x 10-4= 15,42 • PTL(AED/DER 331)= 5263 x 89,14 x 10-4= 46,914 ≈ 50 • PTL(ADE2/DER 331)= 5263 x 73,25 x 10-4= 38,5515 ≈ 40 r ã Phụ lục 16 a: Các thông số kỹ thuật mẫu sơn phủ có biến tính hƯ bét mµu cromat kÏm vµ hƯ bét mµu photphat kẽm Số Mẫu sơn Độ mịn, TT Hàm lợng Độ phủ, rắn, % àm g/m Khối lợng riêng, g/cm3 ZnCrO4 + 4% Perclo 40 68,23 136 1,253 ZnCrO4 + 5% Perclo 45 65,47 122 1,230 ZnCrO4 + 6% Perclo 45 56,25 176 1,230 ZnCrO4 + 7% Perclo 45 59,32 160 1,156 ZnCrO4 + 8% Perclo 45 52,23 206 1,043 Zn 3(PO4)2 + 3% Perclo 45 60,1 131,8 1,238 Zn 3(PO4)2 + 4% Perclo 45 59,7 138,9 1,217 Zn 3(PO4)2 + 5% Perclo 45 49,2 141,4 1,228 Zn 3(PO4)2 + 6% Perclo 45 55,1 130,1 1,118 10 Zn 3(PO4)2 + 7% Perclo 45 62,5 119,5 1,217 11 Zn 3(PO4)2 + 8% Perclo 45 60,1 125,3 1,229 • Phơ lơc 16 b: Các tính chất lý hệ sơn phủ cã biÕn tÝnh hƯ bét mµu cromat kÏm vµ phophat kẽm: (a)- sau ngày gia công, (b)- sau thử tủ solarbox 144giờ (c) - phơi mẫu tự nhiên môi trờng khí công nghiệp 12 thaựng Số TT Độ bền uốn, mm Độ bền va đập, mẫu Độ bám dính Độ cứng, H KG.cm Độ bền Độ thấm nớc, mài mòn, (g/cm2.h) sơn a b c a b c a b c a b c mg 10-4 x10-4 12 75 22 15 1 4H 5H 6H 3,098 0,268 2 16 75 22 30 2 3H 3H 6H 3,757 0,228 20 75 25 20 1 3H 4H 6H 3,315 0,232 4 20 75 30 30 1 2H 4H 6H 2,805 0,144 11 20 75 22 40 2 2H 3H 6H 3,581 0,365 19 19 75 51 30 3H 6H 6H 0,03 4,55 16 19 75 51 34 3H 6H 6H 0,03 3,91 16 13 75 52 36 1 2H 6H 6H 0,04 8,35 16 12 75 67 35 1 2H 6H 6H 0,04 4,62 10 13 10 75 67 39 1 3H 6H 6H 0,03 3,78 11 13 10 75 67 36 1 2H 6H 6H 0,03 5,55 s • Phơ lục 16 c: Độ bền môi t7 t7rờng hệ sơn phủ có biến tính hệ bột màu cromat kẽm phophat kẽm sau 180 ngày ngâm mẫu môi trờng khác nhau: Số Mẫu sơn Tổn thất khối lợng sau 180 ngày ngâm mẫu,% TT ZnCrO4 + 4% Perclo HNO3 5% H2SO4 5% HCl 5% NaOH 5% NaCl 5% 1,24197 1,467505 1,39653 0,552486 0,724329 ZnCrO4 + 5% Perclo 1,219 1,99048 1,814346 0,713686 0,629723 ZnCrO4 + 6% Perclo 1,670951 2,640264 0,966387 0,424989 0,757257 ZnCrO4 + 7% Perclo 0,937766 0,84674 1,748543 0,765957 0,378947 ZnCrO4 + 8% Perclo 1,524132 1,493811 1,889958 0,578305 0,754401 0,875 1,067 1,244 1,461 1,726 Zn 3(PO4)2 + 3% Per Zn 3(PO4)2 + 4% Per 1,003 1,63 1,224 1,042 0,937 Zn 3(PO4)2 + 5% Per 0,817 3,573 2,1 0,648 2,329 Zn 3(PO4)2 + 6% Per 0,48 2,657 1,011 0,612 0,614 10 Zn 3(PO4)2 + 7% Per 0,484 0,449 0,827 0,418 0,196 11 Zn 3(PO4)2 + 8% Per 0,386 1,627 1,298 0,685 0,647 • Phơ lơc 16 d: KÕt thử nghiệm gia tốc mù sơng muối 720 hệ sơn phủ có biến tính hệ bột màu cromat kẽm phophat kẽm Số Mẫu sơn TT BỊ dµy 1/2 bỊ réng PhÐp 1/2 bỊ 1/2 bỊ 1/2 bề màng, bị thấm, thử bọt, rộng bọt, rộng tách rộng gỉ, àm mm m/g mm tróc, mm mm §¸nh gi¸ ZnCrO4 + 4% Perclo 390 -1 1/2 1-2 N0 0-1 T ZnCrO4 + 5% Perclo 340 -2 1/2 1-2 1-2 0-2 CN§ ZnCrO4 + 6% Perclo 380 1/2 1-2 0-1 T ZnCrO4 + 7% Perclo 355 -1 1-2 1-2 0-1 0-1 ZnCrO4 + 8% Perclo 400 -2 2/3 1-3 1-3 1-2 T CN§ Zn 3(PO4)2 + 3% Perclo 440 0-1 1/2 1/2 N0 N0 RT Zn 3(PO4)2 + 4% Perclo 515 0-1 1/2 1/2 N0 N0 T Zn 3(PO4)2 + 5% Perclo 540 N0 N0 N0 N0 N0 RT Zn 3(PO4)2 + 6% Perclo 450 0-1 1/2 1/2 1/2 0-1 T 10 Zn 3(PO4)2 + 7% Perclo 420 N0 N0 N0 N0 N0 RT 11 Zn 3(PO4)2 + 8% Perclo 450 0-1 1/2 1/2 N0 0-1 T Chó thÝch: RT: rÊt tèt; T: tốt; CNĐ: chấp nhận đợc ; RD: dở t ã Phụ lục 16 e: Hình mẫu sơn hƯ bét mµu cromat kÏm vµ hƯ bét mµu photphat kẽm sau mù muối 720h (mù gián đoạn giờ/ngày th¸ng) 4% Perclo 5% Perclo 6% Perclo 7% Perclo 8% Perclo Các mẫu sơn hệ bột màu cromat kẽm oxyt sắt sau mù sơng muối 720h 3% Perclo 4% Perclo 5% Perclo 6% Perclo 7% Perclo 8% Perclo Các mẫu sơn hệ bột màu photphat kẽm oxyt sắt sau mù sơng muối 720h + §èi víi s¬n phđ cromat kÏm cã biÕn tÝnh, mÉu 7% Perclo tốt so với mẫu lại; nhng so với mẫu sơn phủ cromat kẽm không biến tính, kết đánh giá cuối chúng không cao, nh hệ cromat kẽm, perclovinyl tác dụng hổ trợ cho tính chống ăn mòn hệ + Đối với mẫu sơn phđ photphat kÏm cã biÕn tÝnh, mÉu 7% perclovinyl lµ mẫu có độ dày màng trung bình so với mẫu loại, nhng kết thử nghiệm mù sơng muối đợc đánh giá tốt, tỷ lệ độ tơng hợp thành phần sơn nh: nhựa epoxy nền, hệ đóng rắn hỗn hợp bột màu đà tạo đợc cấu hoàn chỉnh có độ đồng cao, giúp tính hệ đạt đợc số tối u ăn mòn Tuy nhiên mẫu bị nhuốm vàng nhiều, kết luận với hệ đóng rắn AED2, ta không nên sử dụng perclovinyl để biến tính nhựa epoxy, sơn phủ ... án có tên: Nghiên Nghiên cứu chế tạo số adduct ứng dụng để đóng rắn nhựa epoxy epoxy bao gồm nội dung sau: 1 -Nghiên cứu tổng hợp adduct: - Adduct AED từ DĐNE DETA - Adduct ADE từ nhựa DER 331... 1.3.2 Nhùa epoxy este: 1.3.2.1 Este tạo từ nhựa epoxy rắn: a- Nhận xét chung: Nhựa epoxy dạng rắn phản ứng với axit béo dầu thực vật để hình thành nhựa epoxy este Loại nhựa đợc dùng thông dụng cho... (Gardner) 4-5 - Chỉ số axit 2,8 b- Chế tạo nhựa epoxy rắn từ nhựa epoxy lỏng theo giai đoạn: Phơng thức xen keừ [74] đợc sử dụng để chế tạo este từ nhùa epoxy láng: cho nhùa epoxy láng ph¶n øng