Nghiên cứu ảnh hưởng của các hệ bột màu: Photphat kẽm, Cromat kẽm và oxit sắt đến tính năng chống ăn mòn của sơn Epoxy

T¹p chÝ Hãa häc, T. 42 (4), Tr. 474 - 478, 2004<br /> <br /> <br /> <br /> NGHI£N CøU ¶NH H¦ëNG CñA C¸C HÖ BéT MµU: PHOTPHAT<br /> KÏM, CROMAT KÏM vµ OXiT S¾T §ÕN TÝNH N¡NG CHèNG<br /> ¡N MßN CñA S¥N EPOXY<br /> §Õn Tßa so¹n 5-4-2004<br /> NGUYÔN H÷U NIÕU1, TRÇN VÜNH DIÖU2, HUúNH THÞ CóC3,<br /> NGUYÔN NGäC KH¸NH V¢N3<br /> 1<br /> Trung t©m nghiªn cøu vËt liÖu polyme, Tr-êng §HBK Tp. Hå ChÝ Minh<br /> 2<br /> Trung t©m nghiªn cøu vËt liÖu polyme, Tr-êng §HBK H4 Néi<br /> 3<br /> Tr-êng §¹i häc S- ph¹m Tp. Hå ChÝ Minh<br /> <br /> SUMMARY<br /> The synthesis and the crosslinking of epoxy resin by adduct AED and ADE2 have been<br /> determined. Their applications in the field of paint with the pigment systems as zinc phosphate,<br /> zinc chromate and ferric oxide were also investigated. Certain of methods were used to evaluate<br /> their anticorrosive ability.<br /> <br /> <br /> I - §ÆT VÊN §Ò Nhùa DER 671X75 cã khèi l&îng ph©n tö<br /> 852 - 1120, ®&¬ng l&îng epoxy 1820 - 2350<br /> Nhùa epoxy sau khi ®ãng r¾n, cã nh÷ng ®Æc mmol/kg, ®é nhít 6500 - 12000 MPa.s, khèi<br /> tÝnh næi bËt nh& ®é b¸m dÝnh tèt víi nhiÒu lo¹i l&îng riªng 1,09 g/cm3.<br /> vËt liÖu, ®é bÒn hãa häc, c¬ häc, ®é bÒn nhiÖt v4<br /> ChÊt ®ãng r¾n cho nhùa epoxy l4 tæ hîp 2<br /> c¸ch ®iÖn cao. Dïng chÊt ®ãng r¾n thÝch hîp cã<br /> thÓ thay ®æi tÝnh chÊt cña s¶n phÈm, trong c¸c adduct AED ÷ ADE 2 = 3 ÷ 7.<br /> b4i b¸o [1, 2] ®B tr×nh b4y c¸ch tæng hîp c¸c 2. Ph ¬ng ph¸p nghiªn cøu<br /> adduct AED v4 ADE2 còng nh& kh¶o s¸t kh¶<br /> n¨ng ®ãng r¾n cña chóng. Kh¶o s¸t c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c hÖ s¬n<br /> lãt nh& ®é bÒn uèn, ®é bÒn va ®Ëp, ®é b¸m dÝnh<br /> L&îng nhùa epoxy sö dông trong lÜnh vùc<br /> s¬n phñ chiÕm h¬n 48% tæng l&îng nhùa tiªu v4 ®é cøng sau khi gia c«ng 7 ng4y, sau khi thö<br /> thô [3]. §Ó kh¶o s¸t kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn cña trong tñ solarbox 144 giê trªn thiÕt bÞ (ý) v4<br /> s¬n epoxy, ®B tiÕn h4nh thùc nghiÖm c¸c tæ hîp sau khi ph¬i mÉu tù nhiªn 12 th¸ng.<br /> adduct cã h4m l&îng phÇn gel cao trªn c¬ së c¸c Kh¶o s¸t tæn hao khèi l&îng trong c¸c m«i<br /> hÖ bét m4u th«ng dông, nh»m t×m kiÕm nh÷ng tr&êng H2SO4 5%, HCl 5%, HNO3 5%, NaOH<br /> hÖ s¬n thÝch hîp sö dông cho môc ®Ých chèng 5% v4 NaCl 5% theo tiªu chuÈn ASTM D-1308.<br /> ¨n mßn.<br /> §¸nh gi¸ thö nghiÖm gia tèc mï muèi theo<br /> II - THùC NGHIÖM tiªu chuÈn DIN 53167 [4].<br /> Phæ tæng trë cña m4ng ®&îc ®o trªn m¸y<br /> 1. VËt liÖu Autolab PGSTAT 30, ë vïng tÇn sè: 100.000 Hz<br /> ThÐp nÒn sö dông l4 thÐp CT3. ®Õn 10 mHz.<br /> 474<br />  III- KÕT QU¶ V( TH¶O LUËN c¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c mÉu s¬n lãt nh& ®é<br /> bÒn uèn theo TCVN 2099-1993, ®é bÒn va ®Ëp<br /> 1. C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c hÖ s¬n lãt theo TCVN 2100-1993, ®é b¸m dÝnh cña m4ng<br /> theo TCVN 2097-1977, ®é cøng theo ASTM D<br /> Sau khi gia c«ng 7 ng4y, tiÕn h4nh kh¶o s¸t 3363-92a [5].<br /> <br /> B¶ng 1: C¸c tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c mÉu s¬n lãt<br /> <br /> §é bÒn uèn, §é bÒn va ®Ëp,<br /> Sè §é b¸m dÝnh §é cøng, H<br /> MÉu mm KG.cm<br /> TT<br /> * ** *** * ** *** * ** *** * ** ***<br /> 1 30%Zn3(PO4)2 4 10 16 75 67 30 2 2 1 2H 6H 6H<br /> 2 40%Zn3(PO4)2 2 6 19 75 75 30 2 1 3 3H 6H 5H<br /> 3 45%Zn3(PO4)2 2 4 19 75 75 30 1 1 2 3H 6H 6H<br /> 4 50%Zn3(PO4)2 2 4 16 75 75 40 1 1 1 4H 6H 6H<br /> 5 60%Zn3(PO4)2 2 10 19 75 75 29 1 1 3 2H 6H 6H<br /> 6 25%ZnCrO4 2 5 16 75 48 48 1 1 3 2H 2H 6H<br /> 7 30%ZnCrO4 2 3 12 75 67 45 1 1 mtbd 4H 5H 6H<br /> 8 35%ZnCrO4 2 5 8 75 67 40 1 2 2 3H 4H 6H<br /> 9 40%ZnCrO4 2 6 8 75 60 36 1 2 2 2H 4H 6H<br /> 10 45%ZnCrO4 2 7 10 75 52 42 2 3 2 2H 3H 6H<br /> Chó thÝch: mtbd: mÊt tÝnh b¸m dÝnh; *Sau 7 ng4y gia c«ng; **Sau khi thö trong tñ solarbox 144 giê;<br /> ***Sau ph¬i mÉu tù nhiªn 12 th¸ng theo tiªu chuÈn JIS Z 2381 (1987) [6].<br /> <br /> Sau 7 ng4y gia c«ng, thö trong tñ solarbox HCl, m4ng s¬n bÞ ph¸ hñy nhanh nhÊt, do s¬n<br /> 144 giê v4 ph¬i mÉu tù nhiªn 12 th¸ng, nhËn epoxy chÞu axit kÐm, ng&îc l¹i trong m«i tr&êng<br /> thÊy c¸c mÉu s¬n sau: 50% Zn3(PO4)2 v4 35% baz¬ (NaOH) v4 trung tÝnh (NaCl), m4ng s¬n<br /> ZnCrO4 cã tÝnh chÊt c¬ lý tèt nhÊt. kh¸ bÒn, bÒn nhÊt trong m«i tr&êng kiÒm.<br /> 2. Tæn hao khèi l îng cña c¸c hÖ s¬n lãt C¸c mÉu s¬n 45% Zn3(PO4)2 v4 30%<br /> trong c¸c m«i tr êng ZnCrO4 chÞu m«i tr&êng tèt h¬n so víi c¸c mÉu<br /> Sau khi gia c«ng 7 ng4y, tiÕn h4nh ng©m c¸c s¬n cïng lo¹i.<br /> mÉu s¬n lãt trong c¸c m«i tr&êng kh¸c nhau nh&<br /> 3. Thö nghiÖm gia tèc mï s ¬ng muèi<br /> HNO3 5%, H2SO4 5%, HCl 5%, NaOH 5% v4<br /> NaCl 5% theo ASTM D-1308. KÕt qu¶ ®&îc §B tiÕn h4nh kh¶o s¸t ë chÕ ®é trong 3<br /> tr×nh b4y trong b¶ng 2. th¸ng (9 giê/ng4y kho¶ng 720 giê), c¸c mÉu<br /> Trong c¸c m«i tr&êng axit, ®Æc biÖt l4 axit ®&îc ®¸nh gi¸ theo tiªu chuÈn DIN 53167 [4].<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br /> H×nh 1: C¸c mÉu s¬n lãt sau mï muèi 720 giê<br /> 475<br />  B¶ng 2: Tæn hao khèi l&îng cña c¸c mÉu s¬n lãt<br /> <br /> Sè Tæn thÊt khèi l&îng sau 60 ng4y ng©m mÉu, %<br /> MÉu<br /> TT HNO3 5% H2SO4 5% HCl 5% NaOH 5% NaCl 5%<br /> 1 30%Zn3(PO4)2 2,049 2,404 20,208 1,197 0,749<br /> 2 40%Zn3(PO4)2 8,222 5,356 3,059 0,646 0,299<br /> 3 45%Zn3(PO4)2 6,908 0,982 0,480 0,343 0,172<br /> 4 50%Zn3(PO4)2 4,838 0,859 52,098 0,781 0,304<br /> 5 60%Zn3(PO4)2 43,423 44,415 25,12 0,345 0,782<br /> 6 25%ZnCrO4 0,310 0,352 0,353 -0,043 0,088<br /> 7 30%ZnCrO4 0,131 0,347 0,743 0,044 0,221<br /> 8 35%ZnCrO4 0,473 1,344 0,780 0,394 0,130<br /> 9 40%ZnCrO4 0,438 0,574 4,540 0,264 0,355<br /> 10 45%ZnCrO4 0,087 1,131 3,600 0,170 0,305<br /> <br /> B¶ng 3: KÕt qu¶ thö nghiÖm c¸c mÉu s¬n lãt sau 720 giê mï muèi<br /> <br /> BÒ d4y 1/2 bÒ PhÐp 1/2 bÒ<br /> 1/2 bÒ 1/2 bÒ<br /> Sè m4ng, réng bÞ thö réng §¸nh<br /> MÉu réng t¸ch réng<br /> TT thÊm, bät, bät, gi¸<br /> µm trãc, mm gØ, mm<br /> mm m/g mm<br /> 1 30%Zn3(PO4)2 200 >3 5/5 .3 >3 1-3 KT<br /> 2 40%Zn3(PO4)2 300 N0 N0 N0 N0 0-1 RT<br /> 3 45%Zn3(PO4)2 170 0-1 1/2 1/2 N0 0-1 T<br /> 4 50%Zn3(PO4)2 215 0-1 1/2 1/2 1/2 0-1 T<br /> 5 60%Zn3(PO4)2 220 0-1 N0 N0 N0 0-1 RT<br /> 6 25%ZnCrO4 140 1 1/2 1 N0 0-1 T<br /> 7 30%ZnCrO4 120 >3 N0 N0 >3 1 CN§<br /> 8 35%ZnCrO4 160 1-3 2/3 1-2 1-3 1 CN§<br /> 9 40%ZnCrO4 155 1-3 1/2 1-2 1-3 1-3 CN§<br /> 10 45%ZnCrO4 140 1-3 2/3 1-2 N0 1-2 CN§<br /> Chó thÝch: RT: rÊt tèt, T: tèt, CN§: chÊp nhËn ®&îc, KT: kh«ng tèt.<br /> <br /> Nh×n chung c¸c mÉu s¬n lãt hÖ photphat Zn3(PO4)2 v4 35%ZnCrO4 ®&îc tr×nh b4y ë c¸c<br /> kÏm cã ®é b¸m dÝnh tèt v4 Ýt bÞ t¸ch trãc h¬n c¶, h×nh 2 v4 3.<br /> trong ®ã mÉu 45% Zn3(PO4)2 v4 25%ZnCrO4 tuy<br /> Xö lý kÕt qu¶ ®o tæng trë b»ng Ch&¬ng tr×nh<br /> cã bÒ d4y m4ng thÊp nhÊt, nh&ng sau khi mï<br /> Fit and Simulation, m« h×nh khuÕch t¸n Randles<br /> muèi 3 th¸ng l4 c¸c mÉu ®&îc ®¸nh gi¸ l4 tèt<br /> [7] theo s¬ ®å m¹ch t&¬ng ®&¬ng<br /> h¬n so víi c¸c mÉu cïng lo¹i.<br /> R1(R2C1[R3W1]) víi c¸c sai sè trong kho¶ng cho<br /> Tæng trë ®iÖn hãa phÐp, nhËn thÊy theo thêi gian ®o mÉu t¨ng dÇn,<br /> Phæ tæng trë Nyquist cña c¸c mÉu 45% ®iÖn trë m4ng Rc v4 hÖ sè Warburg gi¶m dÇn,<br /> <br /> 476<br />  45%Znphotphat 30ng(1l) 35%ZnCromat 10ng(1l)<br /> 150K 30K<br /> <br /> 125K Mu 30 ng4y 25K Mu 10 ng4y<br /> Mu 40 ng4y Mu 30 ng4y<br /> 100K 20K<br /> Mu 60 ng4y<br /> -Z'' / ohm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> -Z'' / ohm<br /> Mu 60 ng4y<br /> 75K 15K<br /> <br /> 50K 10K<br /> <br /> 25K 5K<br /> <br /> 0 0<br /> 0 25K 50K Z'75K<br /> / ohm 100K 125K 150K 0 5K 10K Z'15K<br /> / ohm 20K 25K 30K<br /> <br /> <br /> H×nh 2: Phæ Nyquist cña mÉu 45%Zn3(PO4)2 H×nh 3: Phæ ®å Nyquist cña mÉu 35%ZnCrO4<br /> <br /> B¶ng 4: KÕt qu¶ xö lý tæng trë ®iÖn hãa c¸c mÉu s¬n lãt<br /> Sè Thêi gian Rc,<br /> MÉu Cc, pF W, .cm2 OCP, V<br /> TT ng©m, ng4y k .cm2<br /> 1 10 13,14 358 7,35.10-7 2,15.103 -0,425<br /> 2 20 1,61.106 2,40 4,70.10-11 5,74.107 -0,280<br /> 40% Zn3(PO4) 2<br /> 3 30 2,41 1102 1,39.10-6 2,91.103 -0,415<br /> 1 líp<br /> 4 40 7,86 2149 1,90.10-6 1,32.103 -0,484<br /> 5 60 5,70 5340 1,72.10-5 1,11.103 -0,403<br /> 6 10 1,83.106 1,27 3,83.10-10 2,27.107 -0,373<br /> 7 20 2,43.106 3,38 3,41.10-11 3,16.108 -0,325<br /> 45% Zn3(PO4)2<br /> 8 30 91,5 582 7,00.10-8 1,29.104 -0,399<br /> 1líp<br /> 9 40 59,2 227,3 2,92.10-7 1,44.104 -0,491<br /> 10 60 48,2 225,8 1,26.10-7 4,78.103 -0,437<br /> 11 10 23,06 200 2,62.10-8 2,10.103 -0,410<br /> 12 20 62,2 208 5,82.10-8 5,14.103 -0,427<br /> 50% Zn3(PO4)2<br /> 13 30 99,7 229,8 7,63.10-8 1,73.104 -0,322<br /> 1 líp<br /> 14 40 27,3.103 1,66 1,60.10-12 1,77.106 -0,256<br /> 15 60 52,0 199,7 7,18.10-8 1,74.103 -0,499<br /> 16 10 138,3.103 1,11 8,59.10-11 8,41.107 -0,315<br /> 17 25% ZnCrO4 20 14,08 2287 1,52.10-7 2,80.103 -0,333<br /> 18 1 líp 40 10,16 2138 2,30.10-7 7,27.103 -0,478<br /> 19 60 4,11 1782 1,80.10-7 3,57.102 -0,581<br /> 20 10 98,5.103 1,48 1,33.10-10 / -0,323<br /> 21 30% ZnCrO4 20 27 891 3,33.10-8 4, 11.103 -0,462<br /> 23 1 líp 40 10,66 1637 1,19.10-7 2,49.103 -0,497<br /> 24 60 3,14 2048 6,01.10-7 3,41.103 -0,531<br /> 25 10 24,36 1371 2,53.10-8 1,50.103 -0,535<br /> 26 35% ZnCrO4 20 1,26.106 1,28 2,45.10-10 2,57.107 -0,397<br /> 28 1 líp 40 42,2.103 1,39 1,90.10-10 1,75.105 -0,411<br /> 29 60 11,35 1546 6,27.10-8 1,39.103 -0,561<br /> <br /> 477<br /> ®iÖn dung cña m4ng s¬n Cc t¨ng, chøng tá kh¶ T(I LIÖU THAM KH¶O<br /> n¨ng chèng ¨n mßn cña m4ng s¬n ®B bÞ gi¶m.<br /> Trong 2 hÖ s¬n trªn, hÖ s¬n photphat kÏm víi 1. NguyÔn H÷u NiÕu, TrÇn VÜnh DiÖu, Huúnh<br /> c¸c h4m l&îng bét m4u tõ 45% ®Õn 50%, cã c¸c thÞ Cóc. T¹p chÝ Hãa Häc, T. 39, sè 4B, Tr.<br /> gi¸ trÞ ®iÖn trë m4ng Rc cao nhÊt kho¶ng 50 27 - 29 (2001).<br /> k .cm2, sau 60 ng4y ng©m mÉu trong dung dÞch<br /> 2. NguyÔn H÷u NiÕu, TrÇn VÜnh DiÖu, Huúnh<br /> NaCl 3,55%, thÓ hiÖn kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn<br /> thÞ Cóc. T¹p chÝ Hãa Häc, T. 40, sè 4, Tr.<br /> tèt nhÊt.<br /> 66 - 70 (2002).<br /> IV - KÕT LUËN 3. B¹ch Träng Phóc. LuËn ¸n tiÕn sÜ, Tr&êng<br /> §HBK H4 Néi Tr. 2 (1996).<br /> 1. Trong 2 hÖ s¬n lãt trªn, hÖ photphat kÏm 4. Ho4ng Vò Thanh, NguyÔn Huy Tßng. High<br /> cã c¸c tÝnh chÊt c¬ lý tèt h¬n so víi hÖ cromat quality anti-corrosive paint 15÷20 years<br /> kÏm. durability, Tr. 285.<br /> 2. Qua kh¶o s¸t b»ng c¸c ph&¬ng ph¸p thö 5. ASTM D 3363- 92a. Standard test method<br /> nghiÖm kh¸c nhau thö trong tñ solarbox, mï for film hardness by pencil test.<br /> s&¬ng muèi, ph¬i mÉu tù nhiªn v4 tæn hao khèi<br /> l&îng trong c¸c m«i tr&êng kh¸c nhau ®B kh¼ng 6. JIS Z 2381. Recommended practice for<br /> ®Þnh cho kÕt luËn trªn. wearthering test (1987).<br /> 3. Kü thuËt tæng trë ®iÖn hãa EIS t¸i kh¼ng 7. Tr&¬ng Ngäc Liªn. §iÖn hãa lý thuyÕt,<br /> ®Þnh c¸c kÕt luËn trªn ho4n to4n phï hîp. Nxb. Khoa häc v4 Kü thuËt H4 Néi (2000).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 478<br />