Ứng dụng dung dịch graphene vào hệ sơn epoxy

  • Nguyễn Mạnh Huấn Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)
  • Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)
  • Huỳnh Minh Thuận Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)
  • Phan Minh Quốc Bình Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)
  • Phạm Ngọc Kiên Viện Dầu khí Việt Nam (VPI)
  • Vũ Duy Cường Công ty Cổ phần Sơn Dầu khí Việt Nam (PVPaint)
Keywords: Graphene, sơn epoxy, phân tán, chống ăn mòn, peraphene

Tóm tắt

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng dung dịch graphene vào hệ sơn epoxy để nâng cao khả năng bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu thép. Vật liệu graphene được phân tán trong dung môi xylene tạo thành dung dịch có độ ổn định phân tán cao. Dung dịch graphene được thêm vào hệ sơn epoxy 2 thành phần bằng phương pháp khuấy trộn. Kết quả thử nghiệm cho thấy màng sơn có khả năng chịu được kiềm, acid, nước muối và nhiệt. Đặc biệt, mẫu sơn có nồng độ graphene cao giúp tăng độ bền va đập từ 50 kg.m lên 60 kg.m so với mẫu không có graphene. Thử nghiệm ngâm trong nước muối 5% sau 2 tháng cho thấy mẫu có graphene không xuất hiện hiện tượng phồng rộp và rỉ sét, trong khi mẫu đối chứng đã bắt đầu xuất hiện các dấu hiệu trên. Thử nghiệm gia tốc thời tiết cũng cho thấy mẫu có graphene có độ bền UV tốt hơn với độ bóng giảm ít hơn. Khi ứng dụng vào sơn thương mại, graphene giúp tăng độ cứng màng sơn từ F, HB, H lên 2H và 3H, giảm độ mài mòn từ 5,65% xuống 2,43%, tăng độ bám dính từ 10,2 MPa lên 13,5 MPa. Thử nghiệm mù muối sau 816 giờ cho thấy mẫu có graphene có khả năng chống rỉ vượt trội. Sản phẩm đã được đăng ký nhãn hiệu Peraphene và được trưng bày tại triển lãm công nghệ cao năm 2024.

Các tài liệu tham khảo

Nguyễn Nam Thắng, Nguyễn Mạnh Hồng và Phan Văn Chương, “Đánh giá chất lượng các hệ sơn phủ chống ăn mòn kết cấu thép vùng biển Việt Nam”, Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, Số 3, 2011.

Tullio Monetta, Annalisa Acquesta, and Francesco Bellucci, “Graphene/epoxy coating as multifunctional material for aircraft structures, aerospace”, Aerospace, Volume 2, Issue 3, pp. 423 - 434, 2015. DOI: 10.3390/aerospace2030423.

Samarah V. Harb, Sandra H. Pulcinelli, Celso V. Santilli, Kevin M. Knowles, and Peter Hammer, “A comparative study on graphen oxide and carbon nanotube reinforcement of PMMA-Siloxane-Silica anticorrosive coatings”, ACS Applied Materials & Interfaces, Volume 8, Issue 25, pp. 16339 - 16350, 2016. DOI: 10.1021/acsami.6b04780.

Sepideh Pourhashem, Mohammad Reza Vaezi, Alimorad Rashidi, and Mohammad Reza Bagherzadeh, “Exploring corrosion protection properties of solvent based epoxy-graphen oxide nanocomposite coatings on mild steel”, Corrosion Science, Volume 115, pp. 78 - 92, 2017. DOI: 10.1016/j.corsci.2016.11.008.

Xin Li, Bing Yu, Jie Chen, Dongxia Huo, Jun Liu, and Ding Nan, “Optimized functionalization of graphene oxide for enhanced mechanical properties in epoxy resin composites”, Coatings, Volume 14, Issue 5, 2024. DOI: 10.3390/coatings14050609.

Seyed Rasoul Mousavi, Sara Estaji, Hediyeh Kiaei, Mohammad Mansourian-Tabaei, Sasan Nouranian, Seyed Hassan Jafari, Holger Ruckdäschel, Mohammad Arjmand, and Hossein Ali Khonakdar, “A review of electrical and thermal conductivities of epoxy resin systems reinforced with carbon nanotubes and graphene-based nanoparticles”, Polymer Testing, Volume 112, 2022. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2022.107645.

Sheetal Gulia, Md Moniruzzaman, and Atanu Panda, “Approaches in graphene-based nanocomposites: Synthesis, modification, and multifaceted applications”, FlatChem, Volume 48, 2024. DOI: 10.1016/j.flatc.2024. 100761.

Siti Shafiah Shazali, Ahmad Amiri, Mohd Nashrul Mohd Zubir, Shaifulazuar Rozali, Mohd Zakuan Zabri, Mohd Faizul Mohd Sabri, and Mohammadreza Soleymaniha, “Investigation of the thermophysical properties and stability performance of non-covalently functionalized graphene nanoplatelets with Pluronic P-123 in different solvents”, Materials Chemistry and Physics, Volume 206, pp. 94 - 102, 2018. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2017.12.008.

Sutripto Majumder, Ankita Meher, Srikanta Moharana, and Ki Hyeon Kim, “Graphene nanoribbon synthesis and properties in polymer composites: A review”, Carbon, Volume 216, 2024. DOI: 10.1016/j.carbon.2023.118558.

Sabih Qamar, Naveed Ramzan, and Waqas Aleem, “Graphene dispersion, functionalization techniques and applications: A review”, Synthetic Metals, Volume 307, 2024. DOI: 10.1016/j.synthmet.2024.117697.

Lawrence E. Nielsen, “Models for the permeability of filled polymer systems”, Journal of Macromolecular Science Part A: Chemistry, Volume 1, Issue 5, pp. 929 - 942, 1967. DOI: 10.1080/10601326708053745.

Hao Li, Qin-Hao Zhang, and Xian-Ze Meng, Hao-Jie Yan, Hui-Song Hu, Lian-Kui Wu, and Fa-He Cao, “Active/passive protection and anti-UV waterborne epoxy coatings based on low defect functionalized PDA-GO-CeO2 material for excellent corrosion control”, Chemical Engineering Journal, Volume 479, 2024. DOI: 10.1016/j.cej.2023.147859.

Đã đăng
2025-04-29
How to Cite
Nguyễn , M. H., Nguyễn , H. H. M., Huỳnh, M. T., Phan, M. Q. B., Phạm, N. K., & Vũ, D. C. (2025). Ứng dụng dung dịch graphene vào hệ sơn epoxy. Tạp Chí Dầu Khí, 2, 33-38. https://doi.org/10.47800/PVSI.2025.02-03