Ứng dụng của lớp phủ Polyurea chống ăn mòn

Ứng dụng của lớp phủ Polyurea chống ăn mòn

Vấn đề ăn mòn của kết cấu thép ảnh hưởng đến mọi tầng lớp xã hội, một số lượng lớn kết cấu thép, đường ống và các bộ phận đã bị hư hỏng nghiêm trọng do ăn mòn. Các cuộc khảo sát ở nhiều quốc gia đã chỉ ra rằng thiệt hại kinh tế do ăn mòn kim loại gây ra lên tới 3% đến 4% tổng sản phẩm kinh tế quốc dân, và những tổn thất gián tiếp do ăn mòn gây ra thậm chí còn khó ước tính hơn.

Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn

Lớp phủ Polyurea có thể được ứng dụng trong môi trường ăn mòn nghiêm trọng và có tuổi thọ lâu dài được gọi là lớp phủ chống ăn mòn hạng nặng. Các lớp phủ chống ăn mòn hạng nặng truyền thống bao gồm nhựa epoxy , polyolefin clo hóa, nhựa polyurethane, lớp phủ nhựa fluorocarbon và lớp phủ nhựa acrylic, v.v., đã đạt được kết quả tốt trong ứng dụng thực tế, nhưng các hệ thống phủ này có những vấn đề sau. Nhược điểm:

  1. Nó có đủ độ cứng nhưng không đủ độ dẻo dai, dễ bị nứt dưới ứng suất nhiệt hoặc va đập. Nứt sớm có thể gây ăn mòn lớp nền và tăng chi phí sửa chữa, bảo trì.
  2. Hệ thống chứa các dung môi hữu cơ có hại cho cơ thể con người và gây ô nhiễm môi trường, các lỗ kim do dung môi bay hơi sẽ gây ra sự xâm nhập của môi trường ăn mòn.
  3. Phải sử dụng phương án xây dựng đa kênh dẫn đến thời gian thi công kéo dài và hiệu quả thấp.
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn

Sự xuất hiện của công nghệ phun polyurea đàn hồi (sau đây gọi tắt là SPUA) cung cấp một loại vật liệu và công nghệ xây dựng mới cho lĩnh vực chống ăn mòn, cho thấy những ưu điểm vượt trội trong các ứng dụng kỹ thuật. SPUA giải quyết hiệu quả các vấn đề trên và được sử dụng trong các công trình chống ăn mòn cho tường trong và tường ngoài của bể chứa thép, có những ưu điểm nổi bật sau:

  1. Khô nhanh, phun liên tục lên mặt tiền không chảy.
  2. Hàm lượng chất rắn 100%, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường và đặc biệt thích hợp cho việc xây dựng thành trong của bể chứa.
  3. Độ bám dính tốt với nhiều chất nền (kim loại, bê tông, gỗ…) độ bền kéo, độ dãn dài cao >450% cực kỳ bền bỉ. Giữ nguyên đặc tính trong các môi trường khắc nghiệt như hoá chất, dung môi, xăng dầu, nhiệt độ biến động…
  4. Lớp phủ dày đặc, liền mạch và có khả năng chống chịu môi trường vượt trội, có thể chịu được sự ăn mòn của nước, axit, kiềm, muối, dầu và các phương tiện khác, và có nhiều ứng dụng rộng rãi.
  5. Độ bám dính tốt, không bị phồng rộp, bong tróc hay bị rỗng sau thời gian dài sử dụng.
  6. Chống lão hóa do tia cực tím, không bị phấn hoặc nứt sau khi sử dụng lâu dài ngoài trời.
  7. So với nhựa polyurethane, polyurea không nhạy cảm với độ ẩm và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm môi trường trong quá trình thi công.
  8. Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng và có thể sử dụng lâu dài ở -50 ~ 150oC. (8) Có thể đạt được yêu cầu về độ dày trong một công trình, khắc phục những thiếu sót của công trình nhiều lớp trước đó.
  9. Định nghĩa và thành phần của polyurea
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn

Polyurea là vật liệu đàn hồi được tạo ra bởi phản ứng của thành phần isocyanate (gọi tắt là thành phần A) và thành phần hợp chất amino (gọi tắt là thành phần R). Isocyanate trong thành phần A có thể là chất thơm (như PAPI, LMDI, C-MDI) hoặc chất béo (như HDI, IPDI, XDI, H6XDI, H12MDI, TMXDI).

Thành phần A có thể là polymer, dẫn xuất, prepolyme hoặc bán prepolyme của isocyanate. Prepolyme và bán prepolyme được điều chế bằng cách cho các hợp chất có đuôi amino hoặc hydroxyl phản ứng với isocyanate. Các chất bán chuẩn bị thường được sử dụng trong cơ thể. Trong quá trình tổng hợp các bán prepolyme, các phản ứng sau cùng tồn tại: (1) phản ứng giữa isocyanate thơm và polyether kết thúc bằng hydroxyl; (2) phản ứng giữa isocyanate béo và polyether kết thúc amino; (3) phản ứng giữa isocyanate và Polyether kết thúc amino Phản ứng của một lượng nhỏ độ ẩm trong nguyên liệu thô như polyether kết thúc amino (hoặc hydroxyl); (4) Tự trùng hợp isocyanate

Thành phần R bao gồm nhựa kết thúc amino và chất mở rộng chuỗi kết thúc amino; thành phần R không được chứa bất kỳ thành phần hydroxyl và chất xúc tác nào, nhưng có thể chứa các chất phụ gia để tạo điều kiện phân tán sắc tố.

Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn

Ứng dụng của lớp phủ Polyurea chống ăn mòn

  1. Ứng dụng polyurea trong lĩnh vực chống ăn mòn

2.1 Độ bền dung môi của polyurea

Chất liệu SPUA dày đặc, liên tục, liền mạch, trong quá trình sấy khô và đóng rắn hoàn toàn dựa vào các phản ứng hóa học, không cần làm bay hơi dung môi hữu cơ hay hơi ẩm vào không khí như quá trình sấy khô của các loại sơn trước đây. Do đó, sẽ không có các khuyết tật như lỗ kim, bong bóng, khoang co ngót, v.v., đồng thời loại bỏ sự xâm nhập của môi trường ăn mòn bên ngoài nên hiệu quả chống ăn mòn rất vượt trội. Đồng thời, do tính linh hoạt tuyệt vời nên nó hoàn toàn có thể chịu được sự giãn nở và co lại do nhiệt do thay đổi nhiệt độ môi trường vào ban ngày, ban đêm và bốn mùa mà không gây nứt hay bong tróc. Có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực bảo vệ vật liệu.

Đặc tính chống thấm nước và kháng hoá chất của polyurea có liên quan đến hàm lượng các phân đoạn cứng trong công thức và mật độ liên kết ngang. Việc tăng hàm lượng phân đoạn cứng của vật liệu có thể cải thiện hiệu quả các đặc tính chống thấm nước và kháng môi trường của nó. Ngoài ra, việc tăng mật độ liên kết ngang của vật liệu cũng sẽ giúp cải thiện khả năng chống thấm nước và vật liệu của nó. Sử dụng các tỷ lệ khác nhau của polyete kết thúc amino ba chức năng và khác nhau trong vật liệu R cũng có thể điều chỉnh khả năng chống chịu vật liệu của nó.

Do đó, thiết kế công thức hợp lý có thể thu được vật liệu polyurea hiệu suất cao có khả năng chịu nước, chịu hoá chất và chịu dầu.

2.2 Ứng dụng cụ thể của polyurea trong lĩnh vực chống ăn mòn

2.2.1 Bể chứa hóa chất

Polyurea được sử dụng trong các công trình chống ăn mòn cho tường trong và tường ngoài của bể chứa thép, có những đặc tính nổi bật sau: (1) Khô nhanh và không chảy khi phun liên tục lên bề mặt kể cả bề mặt thẳng đứng. (2) Hàm lượng chất rắn 100%, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường và đặc biệt thích hợp cho việc xây dựng thành trong của bể chứa. (3) Hiệu suất kháng hoá chất rất nổi bật, nó có thể chịu được sự ăn mòn của nước, axit, kiềm, muối, dầu và các hoá chất khác, và có nhiều ứng dụng. (4) Độ bám dính tốt, không bị phồng rộp, bong tróc hay bị rỗng sau thời gian dài sử dụng. (5) Chống lão hóa do tia cực tím, không bị phấn hoặc nứt sau khi sử dụng lâu dài ngoài trời.

2.2.2 Chống ăn mòn đường ống

Lớp chống ăn mòn kết cấu 3PE hiện là hệ thống được ưu tiên sử dụng để chống ăn mòn bên ngoài cho đường ống chôn dưới đất ở Châu Âu, kết hợp ưu điểm của lớp phủ polyethylene mật độ cao và bột epoxy nóng chảy liên kết. Bột epoxy của hệ thống này được liên kết chắc chắn với bề mặt ống thép. Nó sử dụng polyetylen mật độ cao để chống lại hư hỏng cơ học. Lớp keo đặc biệt giữa hai lớp làm cho cả ba tạo thành một cấu trúc tổng hợp được liên kết bằng liên kết phân tử, do đó đạt được sự kết hợp tốt giữa hiệu suất chống ăn mòn và tính chất cơ học. .

Polyurea là công nghệ xây dựng tiên tiến hơn lớp chống ăn mòn kết cấu 3PE và bột epoxy nóng chảy liên kết hai lớp, phá vỡ những khuyết điểm của lớp phủ chống ăn mòn truyền thống cần gia nhiệt và bọc bảo vệ. Độ dày một lần phun có thể đạt 1~2mm , làm cho quá trình phủ được đơn giản hóa rất nhiều.

Công nghệ Polyurea kết hợp các đặc tính vật lý tuyệt vời, đặc tính chống ăn mòn và hiệu suất xây dựng. Hiện nay Polyurea được sử dụng trong nhiều dự án xây dựng mới hoặc sửa chữa đường ống hiện nay trên thế giới.

Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn
Ứng Dụng Của Lớp Phủ Polyurea Chống Ăn Mòn