Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này

Bài báo đề cập đến quá trình chế tạo nhựa este epoxy alkyd bằng cách biến tính nhựa alkyd với nhựa epoxy. Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng xylen hồi lưu, tỷ lệ của các cấu tử tham gia phản ứng este hóa đến quá trình phản ứng và chỉ số axit của sản phẩm. Kết quả chụp phổ hồng ngoại (IR) đã khẳng định sự hình thành các liên kết este sau quá trình phản ứng biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy.

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 1

Trang 1

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 2

Trang 2

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 3

Trang 3

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 4

Trang 4

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 5

Trang 5

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 6

Trang 6

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 7

Trang 7

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 8

Trang 8

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này trang 9

Trang 9

pdf 9 trang Danh Thịnh 09/01/2024 5840
Bạn đang xem tài liệu "Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này

Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất của sơn từ este này
VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
36 
Original Article 
Modification of Alkyd with Epoxy and its Application for Paint 
Part 1: Epoxy Alkyd Ester Manufacturing 
and some Properties of Paint made from this Ester 
Nguyen Trung Thanh 
Institute of Technology, General Department of National Defence Industry, 3 Cau Vong, 
Duc Thang, Bac Tu Liem, Hanoi, Vietnam 
Received 07 November 2019 
Revised 03 December 2019; Accepted 11 December 2019 
Abstract: The article introduces the modification of alkyd resin by epoxy resin to make epoxy alkyd 
ester. The study investigated the effects of reflux xylene content, the proportion of the constituents 
participating in the esterification reaction on the reaction processing and acidity index of the product. 
The infrared (IR) spectroscopy results confirmed the formation of ester bonds after the reaction. The 
paper also studied the mechanical properties of paint film based on the synthesized ester epoxy alkyd 
and compared them with the alkyd paint, the results showed that impact resistance and hardness of 
the study sample were higher than those of the alkyd paint sample. In addition, investigation, 
comparison of thermal stability of alkyd paint and epoxy alkyd paint film were also mentioned. 
Keywords: Epoxy alkyd esters, mechanical properties, thermal endurance, drying time. 
________ 
 Corresponding author. 
 Email address: nguyentrungthanhk42@gmail.com 
 https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4971 
VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
 37 
Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy và ứng dụng làm sơn 
Phần 1: Chế tạo este epoxy alkyd và khảo sát một số tính chất 
của sơn từ este này 
Nguyễn Trung Thành 
Viện Công nghệ, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, 3 Cầu Vồng, Đức Thắng, Bắc Từ Liêm, 
Hà Nội, Việt Nam 
Nhận ngày 07 tháng 11 năm 2019 
Chỉnh sửa ngày 03 tháng 12 năm 2019; Chấp nhận đăng ngày 11 tháng 12 năm 2019 
Tóm tắt: Bài báo đề cập đến quá trình chế tạo nhựa este epoxy alkyd bằng cách biến tính nhựa alkyd 
với nhựa epoxy. Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng xylen hồi lưu, tỷ lệ 
của các cấu tử tham gia phản ứng este hóa đến quá trình phản ứng và chỉ số axit của sản phẩm. Kết 
quả chụp phổ hồng ngoại (IR) đã khẳng định sự hình thành các liên kết este sau quá trình phản ứng 
biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy. Bài báo đã nghiên cứu tính chất cơ lý của màng sơn trên cơ 
sở nhựa este epoxy alkyd tổng hợp được và so sánh đối chứng với mẫu sơn alkyd, kết quả cho thấy 
độ cứng của mẫu sơn nghiên cứu cao hơn giá trị này của mẫu sơn alkyd đối chứng. Bên cạnh đó, 
khảo sát so sánh bền nhiệt của màng sơn alkyd và màng sơn este epoxy alkyd cũng được đề cập. 
Từ khóa: Este epoxy alkyd, tính chất cơ lý, độ bền nhiệt, thời gian khô. 
1. Mở đầu 
Nhựa alkyd là nhựa được dùng phổ biến 
trong ngành sơn do sản phẩm tạo ra có tính mềm 
dẻo, bám dính cao, bền uốn tốt, giá thành thấp, 
nhựa có khả năng tương hợp tốt với nhiều loại 
bột màu và nhựa khác. Ngoài ra, nhựa alkyd còn 
có thể biến tính được với nhựa thiên nhiên và tổ 
hợp với các nhựa khác để sản xuất các loại sơn. 
Tuy nhiên, nhựa alkyd có nhược điểm là độ cứng 
thấp, kém bền hóa chất... [1-3]. Nhiều tác giả đã 
nghiên cứu biến tính nhựa alkyd với nhựa 
melamin, với nhựa styren, nhựa phenolic, với 
________ 
 Tác giả liên hệ. 
 Địa chỉ email: nguyentrungthanhk42@gmail.com 
 https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4971 
dầu cao su... nhằm cải thiện độ đanh cứng, khả 
năng chịu hóa chất... của màng sơn [3-5]. Tác giả 
Lê Duy Toàn [6] đã nghiên cứu biến tính nhựa 
epoxy với nhựa alkyd để chế tạo sơn, tuy nhiên, 
đây chỉ là phương pháp phối trộn 02 loại nhựa 
với nhau nhằm cải thiện tính chất của nhựa 
alkyd. Tác giả I. R. Jack và cộng sự [7] đã nghiên 
cứu biến tính nhựa alkyd với nhựa epoxy. Phản 
ứng tiến hành ở nhiệt độ 55oC, tốc độ khuấy 500 
vòng/phút, thời gian 24 giờ để epoxy hóa dầu 
thực vật, sau đó, tổng hợp este epoxy alkyd từ 
dầu thực đã được epoxy hóa. Quá trình này được 
tiến hành ở nhiệt độ 250oC, tốc độ khuấy 800 
N.T. Thanh / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
38 
vòng/phút. Este epoxy alkyd thu được có chỉ số 
axit cao 13,01 mgKOH/g. Tác giả Anh Yu và 
cộng sự [8] đã nghiên cứu biến tính nhựa alkyd 
với nhựa epoxy ở nhiệt độ 160- 180oC, thời gian 
5-7 giờ, sản phẩm của phản ứng thu được có chỉ 
số axit rất cao (khoảng 40 mgKOH/g). Nghiên 
cứu này đề cập đến việc este hóa nhựa alkyd 
bằng nhựa epoxy nhằm thu được sản phẩm este 
epoxy alkyd. Phản ứng được tiến hành ở nhiệt độ 
(160±2)ºC, trong khoảng thời gian 4-5 giờ, sản 
phẩm thu được có chỉ số axit thấp (khoảng 2,5 
mgKOH/g). Este này kết hợp được ưu điểm: bám 
dính cao lên nhiều loại vật liệu, bền hóa chất, ... 
của nhựa epoxy và độ mềm dẻo, khả năng khâu 
mạch nhờ oxy không khí, ... của nhựa alkyd 
[9,10]. Este epoxy alkyd có thể đóng rắn theo 3 
phương pháp: Đóng rắn bằng amin ở nhiệt độ 
thường, đóng rắn bằng hợp chất có chứa nhóm 
NCO, tự đan khâu mạch nhờ oxy không khí [10-
12]. Thông qua chụp phổ hồng ngoại có thể 
khẳng định được kết quả của quá trình este hóa 
để tổng hợp este epoxy alkyd. Nghiên cứu cũng 
khảo sát, ứng dụng este epoxy alkyd tổng hợp 
được để chế tạo sơn một cấu tử khâu mạch nhờ 
oxy không khí. Qua việc khảo sát tính chất cơ lý, 
độ cứng, độ bền nhiệt để đánh giá tính ưu việt 
của màng sơn chế tạo từ nhựa este epoxy alkyd 
tổng hợp được so với với màng sơn chế tạo từ 
nhựa alkyd. 
2. Thực nghiệm 
2.1. Nguyên liệu và hóa chất 
- Nhựa alkyd GP-019 (Nga) có chỉ tiêu kỹ thuật: 
+ Hàm lượng chất không bay hơi: (62±2)% 
+ Chỉ số axit: 45- 60 mg KOH/g 
+ Chỉ số xà phòng: 300 mg KOH/g 
+ Độ béo: 58,3% 
- Nhựa epoxy E-40 (Nga) có chỉ tiêu kỹ thuật: 
+ Hàm lượng chất không bay hơi: > 94% 
+ Hàm lượng nhóm epoxy: (13-15)% 
+ Khối lượng p ...  đó, chuyển sang 
đóng hộp. 
2.3. Phương pháp thử nghiệm đánh giá 
- Chụp phổ hồng ngoại (FT-IR) trên thiết bị 
biến đổi chuỗi Fourier FTIR-8700 (Nhật Bản) tại 
Viện Kỹ thuật Nhiệt đới- Viện Hàn lâm Khoa 
học và Công nghệ Việt Nam. 
- Độ bền nhiệt: Phân tích nhiệt khối lượng 
(TGA) được thực hiện trên thiết bị NETZSCH 
TG 209F1 LIBRA tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới- 
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt 
Nam. Điều kiện đo trong khí nitơ với tốc độ nâng 
nhiệt 10oC/phút từ nhiệt độ phòng đến 600oC. 
- Sơn sau khi được chế tạo sẽ được gia công 
mẫu (theo tiêu chuẩn TCVN 2090:2007) trên các 
tấm mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 5670: 2007. 
- Thời gian khô của màng sơn được xác định 
theo tiêu chuẩn TCVN 2096:2015. Độ bám dính 
của màng sơn được xác định theo tiêu chuẩn 
TCVN 2097:2007. Độ cứng của màng sơn được 
xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2098:2007. Độ 
bền uốn được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 
2099:2007. Độ bền va đập của màng sơn được 
xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2100:2007 tại 
Viện Kỹ thuật Nhiệt đới- Viện Hàn lâm Khoa 
học và Công nghệ Việt Nam. 
- Xác định chỉ số axit theo tiêu chuẩn TCVN 
6127: 2010. 
+ Cân khoảng 1-2g mẫu nhựa este epoxy 
alkyd đưa vào bình chuẩn độ và pha loãng bằng 
40 -50ml xylen, sau đó, đun nhẹ hoặc ngâm trong 
nước nóng và lắc để hoà tan hoàn toàn mẫu. 
+ Thêm vào 2 -3 giọt Phenolphthalein và tiến 
hành chẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1N Khi 
mẫu chuyển từ không màu sang hồng nhạt bền 
trong 30 giây thì dừng chuẩn và ghi lại số ml 
KOH đã dùng. 
Chỉ số axit được tính như sau: 
Chỉ số axít = 
m
1,56NV
Trong đó: 
 V - Số ml dung dịch KOH sử dụng 
 N - Nồng độ dung dịch chuẩn KOH 
 m - Khối lượng mẫu (tính bằng gam) 
N.T. Thanh / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
40 
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Nghiên cứu biến tính nhựa alkyd bằng nhựa 
epoxy 
Phản ứng biến tính nhựa alkyd bằng nhựa 
epoxy được tiến hành ở nhiệt độ (160±2)ºC, 
trong thời gian 4-5 giờ. Bản chất quá trình này là 
phản ứng este hóa giữa nhóm cacboxyl của nhựa 
alkyd với nhóm oxiran của nhựa epoxy, có thể 
nói cách khác, đây là quá trình tổng hợp nhựa 
este epoxy alkyd. Hai yếu tố quan trọng ảnh 
hưởng tới chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm là lượng 
dung môi xylen hồi lưu và tỷ lệ cấu tử phản ứng 
sẽ được đề cập dưới đây. 
3.1.1. Ảnh hưởng hàm lượng dung môi xylen 
hồi lưu tới phản ứng biến tính nhựa alkyd bằng 
nhựa epoxy 
Trong quá trình tổng hợp nhựa este epoxy 
alkyd, dung môi có vai trò quan trọng trong sự 
chuyển hóa nhóm chức và hiệu suất phản ứng. 
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng 
dung môi xylen hồi lưu tới chỉ số quan trọng nhất 
thể hiện sự chuyển hóa của quá trình phản ứng là 
chỉ số axit. Phản ứng biến tính nhựa alkyd với 
nhựa epoxy được thực hiện ở nhiệt độ 
(160±2)ºC, trong thời gian 4-5 giờ. Chỉ số axit 
của nhựa este epoxy alkyd phụ thuộc vào lượng 
dung môi hồi lưu được thể hiện trong bảng 3. 
Bảng 3. Ảnh hưởng của lượng dung môi xylen hồi lưu đến chỉ số axit của nhựa este epoxy alkyd 
Tỷ lệ cấu tử tham gia 
phản ứng, % khối lượng 
Lượng xylen hồi lưu 
(% tính theo tổng lượng 
nhựa alkyd và nhựa epoxy) 
Chỉ số axit (mgKOH/g) 
Alkyd Epoxy 
70 30 10 2,4 
70 30 8 2,7 
70 30 6 3,2 
70 30 4 3,9 
70 30 2 Gel hóa 
Qua kết quả khảo sát ở trên bảng 3 cho thấy, 
khi tăng hàm lượng xylen thì chỉ số axit giảm. 
Ngược lại, khi giảm hàm lượng xylen quá thấp, 
phản ứng xảy ra chậm và có hiện tượng gel hóa 
do nhựa alkyd tự trùng hợp. Nhựa este epoxy 
alkyd có chỉ số axit cao nghĩa là hàm lượng 
nhóm -COOH cao, điều này dễ dẫn đến khả năng 
tiếp tục xảy ra phản ứng mở vòng oxiran khi bảo 
quản, dẫn đến sự thay đổi chất lượng của nhựa 
este epoxy alkyd đã tổng hợp. Bên cạnh đó, nếu 
tỷ lệ xylen hồi lưu cao sẽ tiêu tốn thêm năng 
lượng của quá trình tổng hợp do lượng dung môi 
nhiều hơn, cần nhiều nhiệt lượng để duy trì nhiệt 
độ của phản ứng hơn. Như vậy, hàm lượng xylen 
hồi lưu khoảng 8- 10% của tổng lượng nhựa 
alkyd và nhựa epoxy là phù hợp. 
3.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ các cấu tử tới 
phản ứng biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy 
Căn cứ vào kết quả thu được ở phần trên, 
lượng dung môi xylen hồi lưu đã lựa chọn là 10% 
tính theo tổng lượng nhựa alkyd và nhựa epoxy 
đưa vào phản ứng, tiến hành khảo sát ảnh hưởng 
của tỷ lệ các cấu tử tới chỉ số axit este epoxy 
alkyd. 
Bảng 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ cấu tử tham gia phản 
ứng đến chỉ số axit của este epoxy alkyd 
Tên 
mẫu 
Tỷ lệ cấu tử 
tham gia phản ứng, 
% khối lượng 
Chỉ số axit 
(mgKOH/g) 
Alkyd Epoxy 
M1 66 34 Gel hóa 
M2 68 32 2,2 
M3 70 30 2,4 
M4 72 28 3,5 
M5 75 25 6,7 
M6 78 22 12,7 
Kết quả ở bảng 4 cho thấy, khi tỷ lệ khối 
lượng epoxy tăng dần chỉ số axit của sản phẩm 
N.T. Thanh / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
41 
có xu hướng giảm nhanh do nhóm oxiran của 
nhựa epoxy phản ứng với nhóm cacboxyl của 
nhựa alkyd. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng tỷ lệ 
nhựa epoxy thì sẽ xảy ra hiện tượng gel hóa. 
Điều này có thể được giải thích là do quá trình 
phản ứng được tiến hành ở nhiệt độ cao 
(160±2)ºC, nhựa epoxy dư dễ dàng phản ứng với 
anhydrit phtalic trong nhựa alkyd gây ra hiện 
tượng keo hóa cục bộ. 
3.1.3. Kết quả chụp phổ hồng ngoại (IR) các 
mẫu este epoxy alkyd đã tổng hợp 
Tiến hành chụp phổ hồng ngoại (IR) mẫu M3 
đã tổng hợp được ở trên và các mẫu nhựa alkyd 
và nhựa epoxy. Kết quả chụp phổ hồng ngoại 
được thực hiện trên thiết bị biến đổi chuỗi 
Fourier FTIR-8700 (Nhật Bản) tại Viện Kỹ thuật 
Nhiệt đới- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ 
Việt Nam. 
Hình 1a. Phổ IR của mẫu nhựa alkyd. 
Hình 1b. Phổ IR của mẫu nhựa epoxy. 
Hình 1c. Phổ IR của mẫu nhựa este epoxy alkyd. 
Bảng 5. Kết quả các dao động hấp thụ hồng ngoại 
của mẫu este epoxy alkyd 
TT Vạch phổ đặc trưng 
Số sóng 
(cm-1) 
1 νOH (băng rộng) 3511 
2 νa-CH2 (bất đối xứng) 2925 
3 νs-CH2 (bất đối xứng) 2854 
4 
νC=O(este) 
1731 
5 1608 
6 1599 
7 
νC=C (vòng thơm epoxy) 
1515 
8 1454 
9 νs epoxy (COC) 1280 
10 νa C-O-C (bất đối xứng) 1124 
11 νa C-O-C (đối xứng) 1071 
12 νa epoxy (COC) 743 
Bản chất của phản ứng biến tính nhựa alkyd 
bằng nhựa epoxy là phản ứng este hóa xảy ra 
giữa nhóm cacboxyl của nhựa alkyd và nhóm 
oxiran của nhựa epoxy. Phản ứng mở vòng 
oxiran bởi nhóm cacboxyl làm xuất hiện các 
nhóm -OH mới. Do có nhiều nhóm -OH mới nên 
pic -OH của sản phẩm este epoxy alkyd tạo ra tù 
hơn (ít nhọn hơn) do hình thành liên kết hydro. 
Nhóm oxiran có hấp thụ rất đặc trưng (C-O-C) ở 
pic 914,16 cm-1 (Hình 1b), nhóm này mất đi 
(không có trong Hình 1c) do nó đã phản ứng với 
nhóm cacboxyl của alkyd và kết quả là làm xuất 
hiện một pic mới (este) tại 1608,02 cm-1 mà pic 
này không có trong Hình 1a. 
Như vậy, có thể khẳng định đã xảy ra phản 
ứng este hóa nhựa alkyd bằng nhựa epoxy để tạo 
ra este epoxy alkyd. 
N.T. Thanh / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
42 
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ alkyd/epoxy 
tới thời gian khô của nhựa este epoxy alkyd 
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ 
alkyd/epoxy thời gian khô của nhựa este epoxy 
alkyd. Các mẫu nhựa được gia công với chiều 
dày 30- 40µm trên tấm thép tiêu chuẩn. Kết khảo 
sát được thể hiện trong bảng 6. 
Bảng 6. Ảnh hưởng của tỷ lệ alkyd/epoxy đến thời 
khô của nhựa este epoxy alkyd 
TT Tên mẫu 
Thời gian khô đến cấp 1 
ở nhiệt độ 30oC (phút) 
1 M2 147 
2 M3 154 
3 M4 160 
4 M5 170 
5 M6 195 
Kết quả bảng 6 cho thấy, khi tăng hàm lượng 
epoxy thì thời gian khô cấp 1 của nhựa este 
epoxy alkyd giảm xuống. Điều này là do nhiều 
nhựa epoxy, mạch không gian nhiều, khối lượng 
phân tử của este epoxy alkyd tăng nên thời gian 
khô se bề mặt, khô cấp 1 giảm xuống. Để đảm 
bảo khả năng khô và chỉ số axit của sơn, lựa chọn 
nhựa este epoxy alkyd chế tạo theo mẫu số M3 
cho các nghiên cứu tiếp theo. 
3.3. Khảo sát tính chất cơ lý của màng sơn alkyd 
và màng sơn este epoxy alkyd 
Tiến hành khảo sát tính chất cơ lý (Độ bám 
dính, độ bền uốn, độ bền va đập, độ cứng) của 
màng sơn sử dụng mẫu nhựa este epoxy alkyd 
M3 để chế tạo sơn theo thành phần đơn nghiên 
cứu trong bảng 2 và mẫu sơn alkyd (thành phần 
đơn chế tạo tại bảng 1). Kết khảo sát được thể 
hiện trong bảng 7. 
Bảng 7. Tính chất cơ lý của màng sơn este epoxy alkyd và màng sơn alkyd 
Tên mẫu 
Tính chất cơ lý của màng sơn 
Độ bám dính (điểm) Độ bền uốn (mm) Độ bền va đập (Kg.cm) Độ cứng 
Mẫu sơn 
este epoxy alkyd 
1 2 200 0,28 
Mẫu sơn alkyd 
1 2 200 0,19 
Kết quả bảng 7 cho thấy, tất cả các mẫu sơn 
nghiên cứu đều có độ bám dính, độ bền uốn, độ 
bền va đập đạt mức cao nhất. Độ cứng của màng 
sơn nghiên cứu cao hơn so với mẫu sơn alkyd 
đối chứng. Điều này có thể được giải thích do 
trong mạch đại phân tử este epoxy alkyd có 
những đoạn mạch epoxy những đoạn mạch cứng 
hơn so với mạch đại phân tử alkyd, do đó, làm 
tăng độ cứng của màng sơn. 
3.4. Khảo sát độ bền nhiệt của sơn alkyd và 
màng sơn este epoxy alkyd 
Để nghiên cứu tính chất nhiệt của 02 loại 
màng sơn alkyd và sơn este epoxy alkyd, sử dụng 
phương pháp phân tích sự biến đổi khối lượng 
mẫu theo nhiệt độ (TGA). Độ bền nhiệt của mẫu 
xác định từ giản đồ mất khối lượng theo nhiệt độ. 
Tiến hành khảo sát đối với mẫu sơn este epoxy 
alkyd có thành phần như trong bảng 2 được chế 
tạo như đã đề cập ở trên và mẫu sơn alkyd có 
thành phần như trong bảng 1 được chế tạo như 
đã đề cập ở trên. 
Hình 2a. Giản đồ TGA của mẫu sơn alkyd. 
N.T. Thanh / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
43 
Hình 2b. Giản đồ TGA của mẫu sơn 
este epoxy alkyd. 
Từ Hình 2a, 2b, cho thấy, hình dạng đường 
cong TGA của mẫu sơn alkyd và mẫu sơn este 
epoxy alkyd có sự khác biệt rõ rệt. Trong khoảng 
nhiệt độ từ nhiệt độ phòng đến 320oC: Là giai 
đoạn phân hủy của nhóm chức còn dư trong 
mạch polyme, các chất thấp phân tử, ... Đường 
cong TGA của sơn alkyd đều và tuyến tính. 
Đường cong TGA của sơn este epoxy alkyd có 
các khoảng mất khối lượng tương ứng với sự tiêu 
hao của các đoạn mạch alkyd, epoxy trong đại 
phân tử este epoxy alkyd. Mẫu sơn este epoxy 
alkyd có độ bền nhiệt cao hơn mẫu sơn alkyd. Ở 
nhiệt độ 500oC sơn alkyd đã mất khoảng 38,21% 
khối lượng trong khi mẫu sơn este epxy akyd mất 
khoảng 33,92% khối lượng. Nếu so sánh độ dốc 
của đường TGA trên Hình 2a và 2b ta cũng thấy, 
có sự khác biệt. Đường cong của đồ thị Hình 2b 
có độ dốc nhỏ hơn so với đường cong của đồ thị 
Hình 2a, nghĩa là độ bền nhiệt của sơn este epoxy 
alkyd cao hơn so với sơn alkyd. Điều này có thể 
được giải thích, trong mạch đại phân tử este 
epoxy alkyd có các đoạn mạch epoxy có độ bền 
nhiệt cao hơn alkyd. Các đặc trưng TGA của quá 
trình thử nghiệm bền nhiệt được thể hiện ở bảng 8. 
Bảng 8. Các đặc trưng TGA của các mẫu sơn alkyd và sơn este epoxy alkyd thử nghiệm bền nhiệt 
Ký hiệu mẫu 
Khối lượng mẫu bị mất ở các nhiệt độ khác nhau, % 
200oC 350oC 450oC 
Mẫu sơn 
este epoxy alkyd 
0,69 5,03 29,33 
Mẫu sơn alkyd 0,81 4,96 37,34 
4. Kết luận 
- Biến tính nhựa alkyd bằng nhựa epoxy với 
tỷ lệ alkyd/epoxy là 70/30, ở điều kiện nhiệt độ 
(160±2)ºC, trong thời gian 8 giờ thì hàm lượng 
xylen hồi lưu khảng 8- 10% tính theo tổng lượng 
nhựa alkyd và nhựa epoxy đưa vào phản ứng là 
phù hợp. 
- Tính chất cơ lý của màng sơn este epoxy 
alkyd có độ bám dính, độ bền uốn, độ bền va đập 
đạt mức cao nhất. Độ cứng của màng sơn este 
epoxy alkyd cao hơn so với mẫu sơn alkyd đối 
chứng. 
- Độ bền nhiệt của sơn este epoxy alkyd cao 
hơn giá trị này của sơn alkyd đối chứng. 
Tài liệu tham khảo 
[1] R. Talbert, Paint technology handbook, CRC 
Press, New York, 2008. 
[2] F.U. Mohamed, A.I. Aigbodion, Alkyd resin from 
rubber seed oil/linseed oil blend: A comparative 
study of the physiochemical properties, Materials 
Chemistry 5 (2019) 101-106. 
[3] Manawwer Alama, Deewan Akram, Eram 
Sharmin, Fahmina Zafar, Sharif Ahmad, 
Vegetable oil based eco-friendly coating 
materials: A review article. Arabian Journal of 
Chemistry 7 (2014) 469-479.  
10.1016/j.arabjc.2013.12.023. 
[4] E.U. Ikhuoria, A.I. Aigbodionb, F. E. Okieimena, 
Enhancing the quality of alkyd resins using 
methyl esters of rubber seed oil, Tropical Journal 
of Pharmaceutical Research 1 (2004) 311-317. 
N.T. Thanh / VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, Vol. 36, No. 1 (2020) 36-44 
44 
[5] N. Dutta, N. Karak, S.K. Dolui, Alkyd–epoxy 
blends as multipurpose coatings, Jounal of 
Applied Polymer Science 100 (2006) 516–521. 
[6] L.D. Toan, Fabrication and investigation of some 
properties of binder based on epoxy resin 
obtained from the recycling of waste 
polycarbonate, Thesis of Master, University of 
Natural Sciences, 2011 (in Vietnamese). 
[7] I.R. Jack , A.U. Anya, O.F. Osagie, Comparative 
Studies of Oil-Modified Alkyd Resins 
Synthesized from Epoxidized and Crude Neem 
Oil, American Journal of Applied Chemistry 4 
(2016) 120-124. 
[8] China Application CN201310451747.4A. Epoxy 
modified alkyd resin and its high hardness fast 
reaction coating. 
[9] M. Bajpai, S. Seth, Use of unconventional oils in 
surface coatings: Blends of alkyd resins with 
epoxy esters. Pigment and Resin Technology 2 
(2014) 82-87. 
[10] P. Gogoi, M. Boruah, Blends of Epoxidized 
Alkyd Resins Based on Jatropha Oil and the 
Epoxidized Oil Cured with Aqueous Citric Acid 
Solution: A Green Technology Approach. ACS 
Sustainable Chem. Eng. 2 (2015) 261-268. 
[11] P. Czub, I. Franek, Epoxy resins modified with 
palm oil derivatives preparation and properties, 
Polymer 2 (2013) 135-139. 
[12] S. Sinadinović-Fišer, M. Janković, Epoxidation 
of castor oil with peracetic acid formed in situ in 
the presence of an ion exchange resin”, Chemical 
Engineering and Processing: Process 
Intensification 62 (2012) 106-113. 

File đính kèm:

  • pdfbien_tinh_nhua_alkyd_bang_nhua_epoxy_va_ung_dung_lam_son_pha.pdf