Chế tạo sơn epoxy polyurea chống ăn mòn thép biển nhiệt đới - Huỳnh Lê Huy Cường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HO CHI MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA HUYNH LE HUY CUONG NGHIEN CUU CHE TAO HE SON CHONG ANM N TREN CO SO CHAT TAO MANG EPOXY VA POLYUREA DE BAO VE KET CAU THEP TRONG DIEU KIEN KHI HAU NHIET DOI-BIEN LUAN AN TIEN SI KY THUAT TP. HO CHI MINH NAM 2017 ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUYNH LE HUY CƯỜNG NGHIÊN CUU CHE TẠO HE SƠN CHONG ANM N TREN CO SO CHAT TAO MANG EPOXY VA POLYUREA DE BAO VE KET CAU THEP TRONG DIEU KIEN KHI HAU NHIET DOI-BIEN Chuyên ngành: Công nghệ vật liệu cao phân tử và tô hợp Mã số chuyên ngành: 62529401 Phản biện độc lập 1:GS.TS NGUYEN CUU KHOA Phản biện độc lập 2: PGS.TS NGUYEN THỊ BÍCH THUY Phản biện 1: GS.TS BÙI CHƯƠNG Phản biện 2: PGS.TS NGUYÊN VĂN CƯỜNG Phản biện 3: PGS.TS HUYNH ĐẠI PHU NGƯỜI HUONG DAN KHOA HỌC 1.TSKH TRAN VINH DIEU 2.TS NGUYEN DAC THÀNH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi với sự hướng dẫn khoa học của GS.TSKH Trần Vĩnh Diệu và PGS.TS Nguyễn Đắc Thành.

Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất ky hình thức nao.Viéc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án Chit ký Huỳnh Lê Huy Cường TOM TAT LUẬN AN Luận án trình bày các kêt qua nghiên cứu ve: e Nghiên cứu công thức và chế tao sơn lót epoxy bảo vệ kết cấu thép chống ăn mòn trên cơ sở nhựa epoxy DER 671X75 với các hệ bột mau, độn, nanoclay cloisite 30B và nanosilica. e Nghiên cứu công thức và chế tạo sơn phủ polyurea trên cơ sở polyaspartic este Desmophen NH1520 với các hệ bột mau, độn và nanosilica. e Nghiên cứu công thức và chế tạo các hệ sơn bảo vệ kết cau thép trong điều kiện khí hậu nhiệt đới biển gồm 3 lớp: sơn lót epoxy DER 671X75/sơn trung gian epoxy MIO/son phủ polyurea polyaspartic este Desmophen NH1520.

Trên cơ sở nghiên cứu có hệ thống, luận án đã đề xuất được hai hệ sơn chống ăn mòn gôm ba lớp: sơn lót epoxy/sơn trung gian epoxy MIO/sơn phủ polyurea có khả năng bảo vệ các kết cau thép trong điều kiện khí hậu nhiệt đới biển ở Viêt Nam khoảng 10 năm. ii ABSTRACT Doctoral thesis shows results that have studied as: e Formulation research and preparing primer coatings to protect anticorrosion steel structure based on epoxy resin DER 671X75 with pigment systems, fillers, nanoclay cloisite 30B and nanosilica. e Formulation research and preparing polyurea topcoat based on polyaspartic ester Desmophen NH1520 with pigment systems, fillers and nanosilica. e Formulation research and preparing coating systems to protect anticorrosion steel structure in tropical sea climate condition with 3 layers: primer coating based on epoxy resin DER671X75/intermediate coating based on epoxy MIO/polyurea topcoat based on polyaspartic ester Desmophen NH1520.

With the suitable process of study, the most considerable realistic contribution of this thesis was that has promoted 02 anticorrosion coating systems for steel structure with 03 layers: primer coating based on epoxy resin DER671X75/intermediate coating based on epoxy MIO (micaceuos iron oxide)/polyurea topcoat based on polyaspartic ester Desmophen NH1520 that has been expected to protect steel structure in tropical sea climate condition of Viet Nam about 10 years. lil LOI CAM ON Tôi xin trân trọng cám ơn GS.TSKH Tran Vĩnh Diệu và PGS.TS Nguyễn Đắc Thanh. Với lòng tâm huyết với khoa học, Quy Thay đã diu dat và hướng dẫn tôi, định hướng khoa học, luôn theo sát và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học, thực hiện và hoàn thành luận an. Tôi xin cảm ơn gia đình tôi đặc biệt là cha mẹ, anh chị, vợ con đã luôn động viên và giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn thử thách tưởng chừng không thể vượt qua trong suot thời gian dài vừa hoc tap, vừa công tác, vừa thực hiện luận án.

Tôi xin cảm ơn Thây, Cô thuộc Khoa Kỹ thuật Hóa học, Khoa Công nghệ Vật liệu, Trường Đại học Bách khoa TP.Hồ Chí Minh, nơi tôi theo học trong suốt thời gian từ đại học, đến sau đại học đã dạy bảo cho tôi những kiến thức quý báu, đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi rất nhiều trong thời gian học tập tại trường. Tôi xin cảm ơn các bạn đồng nghiệp ở Khoa Công nghệ Hóa học, Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Ban Giám hiệu -Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh, nơi tôi đang công tác, đã hỗ trợ, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi đi học và làm nghiên cứu sinh. Tôi xin cảm ơn các anh, chị, bạn bè thuộc Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu polyme, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm Vật liệu Polyme & Compozit, Công ty Cổ phần Son A Dong, Công ty Bayer Việt Nam va tất cả bạn bè đã hỗ trợ và tao mọi điều kiện giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành luận án.

Lời cuối cùng, xin cảm ơn Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, ngôi trường đã gắn bó với tôi từ năm 1999, nơi đào tạo tri thức và nhân cách con người tôi, cảm ơn với tat cả những gi ngôi trường này đã mang lại cho tôi. Huỳnh Lê Huy Cường IV MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HINH ẢNH.-G- - s sS 111v 53919191 1 51118151 5 111151 1E gxgxeo X DANH MỤC BANG BIÊ/U. - G3911 1E 5691191 1 5 139151111 1111015113 gi xiii DANH MỤC CÁC TU VIET TÁẮT. 2 c6 E31 E318 về gen ree Xvi MỞ ĐẦU.

| CHƯƠNGI TONG QUAN.I An mòn kim lOại.- --- -- = Ex SE E193 3 v13 1E 23 vn Hưng nu re 6 1.2 Độ bên môi trường của màng sơn phủ bảo vệ thép .3 Sơn lót trên nền nhựa Cpoxy .4 Sơn trung gian trên nền nhựa €DOXY. cọ nọ gà 21 So Ta .8 Bột màu, chất độn, phụ gia .---- 5-5252 SE 3 E2 SE 3 1512111111111 1111k cxe, 33 1.9 Nâng cao độ bên thời tiết của polyme .--¿--- - + 2 2+s+E+£+££ezEzezezrrsred 35 CHƯƠNG2 THỰC NGHIIỆM.- --- G2 SE SE 2332 2E 1S vn re 37 2.1 Nguyên liệu và hóa chất.------ - + 2566 SE SE2EEE9 E1 1212151112511 11 1e rk.2 Cac phương pháp nghién CỨU .1 Xác định hàm lượng nhóm epoxy .2 Xác định hàm lượng phan gel .3 Kính hiến vi điện tử quét (SEM) .4 Kính hiến vi quang hoc .5 Kính hiến vi điện tử truyền qua (TEM) .6 Phân tích nhiệt trong lượng (TGA).7 Nhiễu xạ tia X (XRID). cà cà Sà SH HH 1101010101111 tre.8 Xác định tinh chat vật ly của SON .9 Xác định tinh chat cơ lý của màng polyme và màng SON .10 Đánh giá ăn mòn bằng phương pháp điện hóa.11 Danh giá kha năng chống ăn mòn của mang sơn bang phương pháp phun SUONG, MUOL ẼĐĐẸ010707Ẻ7.12 Đánh giá độ bên thời tiết của màng sơn.13 Chuẩn bị mẫu .---- LG St SE SE S111 18 1151581111581 11181111181 E118 Ekterred48 2.14 KY thuật phân tan nanoclay cloisite 30B và nanosilica vào nhựa. 49 CHƯƠNG3_ KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN.1 NGHIÊN CỨU CHE TAO SON LOT EPOXY.

c1 HT HH1 T HT TH 51 3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng chat đóng ran Epicure 3125 đến ham lượng phan gel của polyme epoxy trên co sở nhựa epoxy DER 671X75 .3 Ảnh hưởng của hàm lượng nanoclay cloisite 30B đến tinh chất co ly của màng polyme epoxy DER 671X75/Epicure 3 |2 Š.1 Đánh giá kha năng phan tan cua nanoclay cloisite 30B trong nhựa epoxy DER 671 X75 bang kính hiền vi quang học va giản đồ nhiễu xa tia X .2 Anh hưởng của ham lượng nanoclay cloisite 30B đến kha năng phân tán trong nhựa epoxy DER 671 X75. Anh hưởng của hàm lượng nanoclay cloisite 30B đến tính chất cơ lý của mang polyme epoxy DER 671X75 đóng ran bằng Epicure 3125 .4 Cấu trúc hình thái của tổ hợp nhựa epoxy DER 671X75 va nanoclay CLOISI CC BOB51.5 Tinh chat nhiệt của tổ hợp nhựa epoxy DER 671X75/Epicure 3125 với nanoclay cloIsite 3.4 Ảnh hưởng của ham lượng hệ bột màu oxyt sat/cromat kẽm/tale (OCT) va oxyt sat/photphat kém/talc (OPT) đến tinh chất cơ lý và chỗng ăn mòn của sơn lót epoxy trên nền nhựa epoxy DER 671X75/Epicure 3125. G1121 9 119151 1 3 9111110111 111g ng ng rkg 63 3.2 Tính chất vật lý cla SƠN.3 Tính chất cơ lý của màng SƠN.4 Tính chất chong ăn mòn của màng SON .5 Sơn lot epoxy trên nền nhựa epoxy DER 671X75/Epicure 3125 với các hệ bột mau OCT, OPT va nanoclay cloisite 30B ở ty lệ thích hợp. G3121 1S 919191 113 1111110111 ng HT ngu reg 71 3.2 Tinh chat vật lý cỦa SOM.3 Tính chat cơ lý của màng SƠN.4 Tính chất chống ăn mòn của màng SON .6 Ảnh hưởng của nanosilica đến tính chất cơ lý của màng polyme epoxy DER 671 X75/Epicure 3125.

- - << c 000g nọ ve 78 VỊ 3.1 Đánh giá kha năng phân tan cua nanosilica trong nhựa epoxy DER 671X 75 bằng kính hién vi điện tử quét (SEM) và kính hién vi điện tử truyền qua (TEM) 78 3.2 Anh hưởng của ham lượng nanosilica đến tính chat co ly của màng polyme epoxy DER 671 X75/Epicure 3 Í 25. Sơn lót epoxy trên nên nhựa epoxy DER 671X75/Epicure 3125 với các hệ bột mau OCT, OPT và nanosilica ở các ty lệ thích hợp.2 Tính chat vật lý cỦa SƠN.3 Tính chất cơ lý của màng SƠN.4 Tính chất chống ăn mòn của màng SON .88 Đánh giá chung giữa các mang son epoxy có su dung nanoclay và AROSIÏICA4.---- cc 2c 2000001003031 18080 1180 10080 1100 HH HH ng HH HH ng c0 6 86 s Nhận xét mục B.2 NGHIÊN CỨU CHE TAO SON PHU POLYUREA .1 Đặt vẫn Geo cecescesscecececcssesscscececsevevecscscesssvsvscscecsesevavacaceesesevacaceceeeas 87 3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng chất đóng ran polyisocyanat Desmodur N3600 đến hàm lượng phần gel của polyme polyurea trên cơ sở polyaspartic este Desmophen NH [52. -- Lọ nọ re 88 3.23 Ảnh hưởng cua nanosilica đến tinh chất co lý của mang polyurea Desmophen NH1520/Desmodur N3600. QẶQ HH ng re 89 3.1 Danh gia kha nang phan tan cua nanosilica trong polyme polyurea Desmophen NH1520/Desmodur N3600 băng kính hién vi quang học.2 Anh hưởng của ham lượng nanosilica đến tính chat co lý của mang phủ polyme polyurea Desmophen NH1520/Desmodur N3600.3 Cấu tric hình thai của polyme polyurea Desmophen NH1520/Desmodur N3600/nanosIÏICa.24 Ảnh hưởng của ham lượng hệ bột mau oxyt titan/bari sunphat/talc (TiBaT) đến tinh chất co lý của son phủ polyurea Desmophen NH1520/Desmodur N36ÖD.

-----QQ Q00 1H HH HH HH HH ng ch ve 92 3.1 Ché ta0 SON veccccccceccscscsccecescsssvscscecesssvsvscacecesssvsvacscecsevevavaceceaevavacsceeeees 92 3.2 Tính chat vật lý cla SƠI.3 Tính chất cơ lý của màng SƠN.5 Ảnh hưởng của phụ gia chống UV đến tính chất cơ ly và chịu khí hậu của sơn phủ polyurea Desmophen NH1520/Desmodur N3600. G1121 SE 911191 113 5111110111 1g ng rkg 94 3.2 Tính chất vật lý cla SƠN.3 Tính chất cơ lý của màng SƠN.54 Độ bên khí hậu của của IAN SƠN.