Nghiên cứu tổng hợp polyaspartic ester ứng dụng làm màng sơn polyurea bảo vệ thép ngoài trời

Việt Nam là một nước nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều, đặc biệt ở các vùng biển và ven biển chịu tác động của khí hậu biển, là môi trường ăn mòn thép rất mạnh. Để bảo vệ thép chống ăn mòn, các hệ sơn thường được sử dụng trên cơ sở nhựa epoxy, alkyd, polyurethane. Đặc biệt hệ sơn trên nền polyurea được xem là giải pháp có hiệu quả nhất hiện nay để bảo vệ kết cấu thép và các công trình ngoài trời. Ở Việt Nam, polyurea còn tương đối mới, một số nơi nhập polyurea đi kèm với thiết bị phun chuyên dùng, sử dụng để chống thấm và chống ăn mòn cho các công trình xây dựng. Tuy nhiên, vấn đề đặt ra khi áp dụng polyurea ở Việt Nam là cần phải khắc phục nhược điểm gel nhanh của polyurea và cải tiến phương pháp gia công sơn phủ bằng các phương pháp thông thường để dễ dàng áp dụng và giảm giá thành.

Nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu quy trình và điều kiện tổng hợp polyaspartic ester; nghiên cứu quá trình đóng rắn và phương pháp gia công màng polyurea dựa trên polyaspartic ester; khảo sát, đánh giá khả năng chống ăn mòn của màng sơn polyurea dựa trên polyaspartic ester trên thép.

Theo đó, aspartic ester đã được tổng hợp và biến tính thành công từ 4,4′-methylenebis(2-methylcyclohexylamine) – MMCA; 4,4′ methylenebis(cyclohexylamine) – MCA và diethyl maleate (DEM). Các aspartic ester tổng hợp được đóng rắn với Desmodur N3600 tạo màng polyurea có thời gian làm việc (working-life time) kéo dài giúp việc gia công màng polyurea dễ dàng và hiệu quả hơn. Phản ứng tổng hợp aspartic ester được đánh giá hiệu suất thông qua lượng DEM và chỉ số amine, cấu trúc của aspartic ester được kiểm tra bằng phương pháp FT-IR, 1H-NMR.

Các kết quả cho thấy, khả năng gia công của aspartic ester tổng hợp được phù hợp cho các quá trình gia công sơn phủ đơn giản. Màng polyurea từ aspartic ester tổng hợp và Desmodur N3600 có tính chất cơ lý và khả năng bảo vệ kim loại rất tốt. Các kết quả so sánh cũng cho thấy, màng polyurea từ aspartic ester tổng hợp được và Desmophen thương phẩm có tính chất và khả năng bảo vệ kim loại hoàn toàn tương đương nhau.

Với kết quả đề tài, nhóm tác giả đề xuất tiếp tục thực hiện dự án sản xuất và ứng dụng polyaspartic ester trong thực tế. Dự án sẽ bao gồm việc tiếp tục hoàn thiện quy trình sản xuất nguyên liệu aspartic ester với khối lượng lớn (trên 1 tấn/năm); nghiên cứu và điều chỉnh công thức sơn nhằm đưa ra được sơn thương phẩm polyaspartic ester nhiều màu sắc, đa năng và hiệu quả nhất. Sơn Polyurea từ polyaspartic ester sẽ được sơn phủ đa lớp hoặc 1 lớp (direct-to-metal) trên các ứng dụng thực tế để chứng minh khả năng bảo vệ ăn mòn kim loại trong môi trường Việt Nam.