Thiết kế phân xưởng sản xuất nhựa epoxy

Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, cùng với nền khoa học hiện đại, công nghệ hóa học
không ngừng phát triển và chiếm một vị trí vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực.
Công nghệ về hợp chất cao phân tử là một trong những công nghệ điển hình, rất tiêu
biểu về tốc độ phát triển và phạm vi sử dụng. Các ngành lớn của công nghiệp như cao
su, chất dẻo, sợi hóa học, màng, sơn và keo, vật liệu cách điện và giấy, v.v… hoàn
toàn dựa trên sự chế biến các vật liệu cao phân tử. Có thể nói các vật liệu cao phân tử
hầu như được sử dụng trong mọi ngành kinh tế quốc dân.
Sản phẩm polyme có những tính chất đặc biệt so với các vật liệu khác như tỷ
trọng thấp, tính cách điện, cách nhiệt, cách âm cao, khả năng chống ăn mòn, dễ gia
công, dễ tạo hình và nhuộm màu tốt, v.v… Tuy nhiên vẫn còn nhiều nhược điểm như
độ bền nhiệt thấp, hệ số giãn nở nhiệt cao, dễ chảy và phân hủy theo thời gian, v.v…
Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ mới cũng như sự đầu tư cho
lĩnh vực nghiên cứu này, các nhà khoa học đã cho thấy có thể khắc phục được những nhược
điểm trên và tạo ra các sản phẩm có tính chất đặc biệt quý giá. Có độ bền hóa học cao, có tính
chất cơ học tốt ở nhiệt độ rất cao và rất thấp. Ngoài ra có thể tạo những sản phẩm trong suốt
đối vối ánh sáng, tránh tia tử ngoại có thể sử dụng làm kính máy bay, tàu hỏa.
Một ưu điểm lớn để tin tưởng ngành này phát triển trong tương lai đó là nguồn
nguyên liệu dồi dào như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và phế liệu công nghiệp. Hiện nay
ở những nước có ngành công nghiệp hiện đại và phát triển như Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, Nga,
Đức,… chất dẻo được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực vũ trụ, hàng không và đại dương.
Một trong những sản phẩm của ngành công nghiệp chất dẻo rất được các nhà
sản xuất quan tâm đó là epoxy.
Cuối những năm 1890, lần đầu tiên epoxy được cấp bản quyền sản xuất.
Năm 1934, Schlack of I.G. Farbenindustrie AG in Germany tổng hợp chất phản
ứng của amine và epoxide, bao gồm một epoxy trên cơ sở bisphenol A and
epichlorohydrin. Tuy nhiên, vài năm sau DeTrey Fr´ eres Co. in Switzerland and by
the DeVoe and Raynolds Co. in the United States đã nhận biết nhựa epoxy một cách
đồng thời và độc lập.
Năm 1936, Pierre Castan of DeTrey Fr´ eres Co. đã tạo ra nhựa epoxy từ

bisphenol A and epichlorohydrin, bao gồm cấu trúc nhiệt rắn và phthalic anhydride.
Trang 1
Đồ án tốt nghiệp
Năm 1946, chất kết dính epoxy đầu tiên được nhìn thấy tại Swiss Industries
Fair, và những mẫu nhựa đúc được bán cho ngành công nghiệp điện.
Sau chiến tranh thế giới thứ II, Sylvan Greenlee of DeVoe and Raynolds Co. đã
phát minh ra nhựa epoxy khối lượng phân tử cao để gia công lớp phủ.
Những năm cuối 1940, hai công ty của Mỹ Shell Chemical Co. and Union
Carbide Corp. (then Bakelite Co.) bắt đầu nghiên cứu nhựa epoxy trên cơ sở bisphenol A.
Năm 1960, nhựa epoxy đa chức được phát triển với nhiệt độ gia công cao hơn.
Ciba Products Co. đã sản xuất và đưa vào thị trường nhựa epoxy novolac o-cresol, cái
mà được phát triển bởi Koppers Co.
Vào những năm 1970, sự phát triển đột phá của công nghệ lớp phủ hệ nước trên
cơ sở nhựa epoxy đã giúp thiết lập vị trí thống lĩnh của epoxies trong các thị trường:
sơn tĩnh điện cho công nghiệp ô tô và sơn đồ nội thất. Trong khi các loại nhựa epoxy
được biết đến với đặc tính kháng hóa chất tuyệt vời, sự phát triển và thương mại hóa
của nhựa epoxy vinyl ester trong những năm 1970 bởi Shell và Dow đã cung cấp đặc
tính chống lại hóa chất ăn mòn rất tốt như là: axit, bazơ, và các dung môi hữu cơ.
Trong những năm 1980, việc phát triển nhựa epoxy đa chức với cấu trúc phức
tạp amine và phenolic, được ứng dụng trong công nghiệp composit để sử dụng trong
ngành hàng không và trong quân sự. Ngoài ra nhựa epoxy đặc tính cao còn được ứng
dụng trong công nghiệp điện tử và trong máy tính. Những năm 1980 cũng đã chứng kiến
sự phát triển của ngành công nghiệp nhựa epoxy Nhật Bản với các sản phẩm đặc biệt, các
loại nhựa có độ tinh khiết cao, có hiệu suất cao cho các ngành công nghiệp điện tử. Bao
gồm việc thương mại hóa các loại nhựa tinh thể như ether diglycidyl biphenol.
Gần đây, để thực hiện theo quy định nghiêm ngặt về môi trường hơn, đã thu hút
đến sự phát triển của nhựa epoxy cho hàm lượng chất rắn cao, bột, hệ nước.
Trong những năm 1990, epoxy–acrylates and cy-cloaliphatic epoxies Radiation-
curable cho thấy sự phát triển trong những ứng dụng Radiation-curable. Bao gồm những
ứng dụng quan trọng và mới của nhựa epoxy như là lớp cản quang, mực in bản đá. Sơn

nước epoxy được dự đoán sẽ tăng trưởng đáng kể. Xu hướng tiếp tục thu nhỏ kích thước
thiết bị trong ngành công nghiệp máy tính, và sự tăng trưởng bùng nổ của các thiết bị
điện tử xách tay và các thiết bị thông tin liên lạc như điện thoại di động không dây yêu
cầu được cải tiến, nhựa đặc tính cao cho thị trường PCB. Điều này đã dẫn đến sự phát
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp
triển các epoxies mới và epoxy hệ thống hybrid có hằng số điện môi thấp hơn (D
k
), cao
hơn nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg), và nhiệt độ phân hủy nhiệt cao hơn (T
d
).
Những nỗ lực đáng kể đã được hướng vào việc cải tiến đặc tính của các vật liệu
composit cấu trúc epoxy. Những tiến bộ đã được thực hiện trong lĩnh vực epoxy. Nano
composit Epoxy và hệ thống ống nano đã được nghiên cứu và được yêu cầu để cải
thiện tính chất nhiệt, hóa, cơ. Tuy nhiên, thương mại hóa chưa được vật chất hóa.
Trong năm 1999, Dow Chemical giới thiệu một loại nhựa nhiệt dẻo epoxy, cho
những ứng dụng như chất kết dính, lớp phủ
[1]
.
Nhựa epoxy ngoài việc sử dụng một mình có thể được biến tính với nhiều nhựa
khác như ure fomaldehyt, phenol fomaldehyt, polyamin, polyeste và đồng trùng hợp
với vinylaxetat.
Nhựa Epoxy được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như Keo dán, đúc, đổ khuôn,
bao bọc(ngành điện và điện tử), kỹ thuật dân dụng, composites, sơn xe hơi, sơn thùng
phuy, dây cuộn, sơn tàu biển và sơn bảo vệ, làm ra những sản phẩm cho ngành Điện
tử, điện công nghiệp, v.v Việc sản xuất nhựa epoxy với thiết bị không phức tạp
nhưng nguyên liệu để sản xuất tương đối đắt và hiếm nên giá thành sản phẩm cao.
Chính vì vậy mà nhựa epoxy chưa được sử dụng rông rãi.
Kể từ khi những sản phẩm này sử dụng được với nhiều chất đóng rắn khác

nhau, chất pha loãng và chất biến tính , đặc tính trên được ứng dụng tương đối rộng rãi
cho nhiều lĩnh vực khác nhau mà tạo nên được sự tồn tại của chúng.
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều nhà sản xuất và phân phối các loại Epoxy
Resin có uy tín trên thị trường Việt Nam như Dow, Epotec, Kuddo, KumHo….
Công ty Dow Epoxy Trung Quốc (TQ), một đơn vị kinh doanh của Công ty
hóa chất Dow đã công bố kế hoạch đầu tư hơn 200 triệu USD để sản xuất và nghiên
cứu phát triển (R&D) ở TQ trong 5 năm tới. Dow Epoxy là nhà cung cấp nhựa epoxy
và các sản phẩm nguyên liệu liên quan hàng đầu thế giới với 10 nhà máy sản xuất trên
toàn thế giới, trong đó có các nhà máy ở Zhangjiagang, tỉnh Giang Tô (TQ); Gumi
(Hàn Quốc) và Kinu Ura (Nhật Bản).
Để đảm bảo phát triển liên tục ở TQ và khu vực châu Á, Dow Epoxy dự định
xây dựng một nhà máy nhựa epoxy lỏng (LER) quy mô lớn, công suất 100.000 tấn/
năm tại địa điểm Công ty đang sở hữu ở Zhangjiagang và một nhà máy epiclohyđrin
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
(ECH) 150.000 tấn/ năm tại một địa điểm khác ở TQ. Cả 2 nhà máy này có thể sẽ bắt
đầu hoạt động trong thời gian 2009-2010. Trong cùng thời gian, Dow Epoxy cũng dự
kiến mở rộng công suất nhà máy nhựa epoxy chuyển hóa (CER) ở Zhangjiagang từ
41.000 tấn/ năm lên 75.000 tấn/ năm. Trong một dự án liên quan khác, Dow Epoxy sẽ
thành lập một trung tâm phát triển ứng dụng toàn cầu ở TQ, nhằm đẩy mạnh hơn nữa
việc hỗ trợ khách hàng ở TQ và các khu vực. TQ là thị trường phát triển sản phẩm
nhựa epoxy nhanh nhất thế giới, và cũng như các thị trường châu Á khác, TQ đóng
một vai trò quan trọng đối với Dow và các khách hàng. Dow Epoxy sẽ đầu tư một nhà
máy ECH mới dựa trên công nghệ đột phá của Dow. Đây là một trong những nhà cung
cấp ECH lớn nhất trên thế giới. Nhà máy ECH mới quy mô toàn cầu 150.000 tấn/ năm
ở TQ sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2010 sử dụng công nghệ chuyển hóa glyxerin
thành ECH, một công nghệ độc quyền mới của Dow. Glyxerin là sản phẩm tái tạo sinh
học được tạo ra trong quá trình sản xuất điesel sinh học. Sử dụng glyxerin như một
nguyên liệu chính trong sản xuất ECH của Dow cho thấy một sự đột phá công nghệ
lớn, cung cấp lợi thế về môi trường và chi phí tốt hơn so với các công nghệ chế biến

thông thường.
Nhà máy LER quy mô lớn đầu tiên ở Zhangjiagang (TQ) cũng sẽ được Dow
Epoxy xây dựng nhà máy LER đầu tiên đang tồn tại ở TQ để hỗ trợ nhu cầu thị trường
về sản phẩm đang tăng nhanh chóng ở nước này. Nhà máy LER mới công suất
100.000 tấn/ năm với công nghệ tiên tiến, Nhà máy LER mới ở TQ này sẽ bắt đầu hoạt
động năm 2009.
Việc mở rộng công suất CER của Dow Epoxy đã được bắt đầu từ năm 2003.
Nhà máy CER ở Zhangjiagang đã cung cấp nhựa epoxy cho các ngành công nghiệp
cuối dòng lợi nhuận cao như điện tử, hàng hải, ô tô và chế tạo các thiết bị. Công suất
mở rộng dự kiến sẽ là thêm 34.000 tấn/ năm trong năm 2008, và sẽ tăng hơn nữa để
đáp ứng nhu cầu đang tăng ở TQ.
Để nhanh chóng giúp phát triển ứng dụng tăng khả năng hỗ trợ công nghệ trong
khu vực, Dow Epoxy sẽ đặt Trung tâm phát triển ứng dụng ở TQ. Trung tâm phát triển
ứng dụng mới này sẽ mở ra giải pháp đổi mới và hiệu quả để hỗ trợ khách hàng ở các
thị trường sơn và vật liệu điện và sẽ bắt đầu hoạt động trong quý I/ 2007
[2]
.(tạp chí
công nghệ hóa chất số 10-2006)
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp
Sơn bảo vệ có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc bảo vệ các kết cấu sắt thép
trước những ảnh hưởng môi trường bên ngoài trong thời gian dài, đặc biệt là đối với
các cây cầu, các bồn chứa, các kết cấu sắt thép của các nhà máy, các đường ống dẫn,
Tuy nhiên, thị trường sơn bảo vệ lại tương đối nhỏ. Theo báo cáo của Akzo Nobel và
Euromonitor International, năm 2005 ngành sản xuất sơn bảo vệ trên thế giới đạt tổng
giá trị 5 tỉ USD, trong khi đó tổng giá trị toàn ngành sơn thế giới đạt 86 tỉ USD và
riêng lĩnh vực sơn trang trí đạt đến tổng giá trị 39 tỉ USD.
Thị trường sơn bảo vệ toàn cầu hiện đang tăng trưởng tương đối tốt, với tốc độ
trung bình ước tính 5,2%/năm. Nhưng tốc độ tăng trưởng này khác nhau nhiều tùy
theo các khu vực. Thị trường Bắc Mỹ với tổng giá trị 750 triệu USD, đang tăng trưởng

với tốc độ vừa phải là 4%/năm, vì hầu hết các công trình cơ sở hạ tầng ở đây đã được
hoàn thành. ở các thị trường mới nổi như Trung Quốc, Ấn Độ, Đông Âu, thị trường
sơn bảo vệ tăng trưởng với tốc độ 9-11%/năm, do khối lượng xây dựng công trình cơ
sở hạ tầng mới còn rất lớn.
Sự tăng trưởng nhanh chóng của các nền kinh tế châu Á trong những năm qua
đã tác động mạnh đến các công ty sản xuất sơn trên thế giới. Lĩnh vực xây dựng đang
phát triển mạnh tại Trung Quốc và Ấn Độ, và gần đây là ở Đông Âu, đang ảnh hưởng
đáng kể đến nhu cầu về sơn, nhất là sơn bảo vệ trên thị trường thế giới.
Ngay cả những thị trường bão hòa như Bắc Mỹ cũng có nhu cầu lớn về sơn cho
nhu cầu bảo dưỡng sửa chữa các công trình. Thường xuyên có khoảng 15% trong số
600 nghìn cây cầu tại Mỹ có nhu cầu bảo dưỡng chống ăn mòn.
Công ty Carboline (Mỹ) hiện đang phát triển các loại sơn epoxy dựa trên các tác
nhân đóng rắn là phenalkamin. Ngoài thời gian đóng rắn nhanh hơn, các phenalkamin
còn giúp cho sơn epoxy chịu được độ ẩm tốt hơn và cho phép chúng đóng rắn ở nhiệt
độ thấp (20
o
F)
[3]
.(tạp chí công nghệ hóa chất số 08-2008)
Ở Việt Nam trong mấy năm qua, nhu cầu sử dụng sơn bột cũng đã tăng lên rất
mạnh trong các ngành công nghiệp sản xuất ô tô, xe máy để sơn các chi tiết máy, trong
kết cấu xây dựng dân dụng và công nghiệp. Tuy nhiên, lượng sơn bột này trong nước
chưa sản xuất được mà phải nhập khẩu. Thị trường sơn Việt Nam dần xuất hiện nhiều
loại thương hiệu sơn bột: Dupont, ICI, Jotun phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước.
Trước những thách thức và nhu cầu sơn bột, sự thành công trong nghiên cứu công
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp
nghệ sản xuất sơn bột tĩnh điện (điện trường một chiều có điện áp từ 40 - 120 kV)
không phụ thuộc vào nước ngoài đã mở ra khả năng ứng dụng sản xuất sơn bột tĩnh
điện thương hiệu Việt Nam.

Ở Việt Nam chúng ta một trong những khó khăn của việc sản xuất nhựa
nói chung và nhựa epoxy nói riêng là nguồn nguyên liệu phải nhập từ nước ngoài,
ngày nay cùng với việc ra đời của nhà máy lọc dầu Dung Quất nói sẽ giải quyết phần
lớn vấn đề này, từ đó sẽ mở ra một hướng đi mới cho việc sản suất nhựa epoxy, vì vậy
việc xây dựng một phân xưởng sản xuất nhựa epoxy là một nhu cầu cấp thiết.
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp
PHẦN I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
CHƯƠNG 1 LÝ THUYẾT TỔNG HỢP NHỰA EPOXY
I. NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu chính để sản xuất nhựa Epoxy là Epiclohydrin (ECH) và Difenylol
propan. Có thể dùng các Diol khác như Rezorcin, Dihydroxylcrezol để thay cho
Difenylol Propan mà thực tế ít được dùng.
1. Epiclohydrin
 Công thức cấu tạo
O
Cl
CH
CH
2
2
CH
 Tổng hợp
Hợp chất này có thể tổng hợp từ Glyxerin hoặc từ Propylen. Trong đó phương
pháp có hiệu quả nhất là đi từ Propylen.
 Đi từ Glyxerin
Đầu tiên cho khí HCl khan tác dụng với Glyxerin ở nhiệt độ từ 110÷115
0
C thì
chuyển thành Diclohydrin Glyxerin. Đây là phản ứng este hoá glyxerin bằng axit vô cơ:

Để hiệu suất phản ứng cao thì Glyxerin phải thật khan hoặc chứa rất ít
nước, ngoài ra có các chất hút nước như Anhydric axetic hoặc Axit axetic.
Giai đoạn vòng hóa, dùng kiềm khử HCl để tạo ra Epyclohydrin.
Phản ứng vòng hóa tiến hành ở nhiệt độ thường, nồng độ và tốc độ tác dụng với
Diclohydrin có ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất phản ứng vì ngoài phản ứng tạo
thành Epyclohydrin còn có phản ứng xà phòng hóa Epyclohydrin thành Glyxerin.
Có thể dùng các loại kiềm yếu hơn như Ca(OH)
2
, Na
2
CO
3
để khử HCl.
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp
Phương pháp này ở Liên Xô, Trung Quốc ứng dụng nhiều. Ở nước ta sản
lượng dầu thảo mộc (Glyxerin tách ra khi xà phòng hóa dầu thảo mộc) khá lớn nên nó
cũng thuận lợi đáng kể.
 Đi từ Propylen
Clo hóa Propylen dưới áp suất 18 Kg/cm
2
và nhiệt độ 600
0
C để tạo thành Alkyl
clorua, tiếp đến cho Clohydrin tác dụng lên nối đôi và cuối cùng dùng kiềm để khử
HCl của Diclohydrin tạo thành Epyclohydrin.

Sản phẩm phụ là Triclo Propan, Diclohydrin chưa phản ứng. Trong hai phương
pháp trên thì phương pháp phù hợp đối với nước ta là phương pháp đi từ Glyxerin còn
phương pháp đi từ Propylen chỉ phù hợp với những nước có ngành công nghiệp chế

biến dầu mỏ phát triển mạnh.
 Tính chất của Epyclohydrin
Epyclohydrin là chất lỏng trong suốt, không màu, không tan trong nước nhưng tan
trong benzen, axeton, rượu và các dung môi khác, có mùi mạnh, đặc biệt là rất độc, sôi ở
nhiệt độ 116-117
0
C, tỷ trọng ở 20
0
C là 1,175 ÷ 1,35, nhiệt độ nóng chảy 57,2
0
C.
Ít tan trong nước ở nhiệt độ 20
0
C chỉ hòa tan 6,58% trọng lượng, tạo hỗn hợp
đẳng phí với nước ở nhiệt độ sôi 84,1
0
C và chiếm 81% trọng lượng hỗn hợp.
 An toàn khi sử dụng Epyclohydrin
Do tính chất độc hại của Epyclohydrin nên yêu cầu thùng chứa, ống dẫn phải
kín để đảm bảo an toàn cho công nhân.
Khi vận chuyển nên dùng Epyclohydrin vào chai thủy tinh lớn hay sử dụng thùng
bằng thép được đậy kín cẩn thận để cho công nhân thao tác ở đó khỏi bị ngộ độc.
2. Diphenylol propan (4,4-Dioxy Difenylol propan), hay gọi tắt là Bis phenol A
Diphenylol propan được điều chế bằng cách cho Phenol tác dụng với Axeton
trong môi trường axit mạnh ở nhiệt độ 10÷15
0
C.
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
2

CH
H
O
+
O
2
3
C
3
3
+
C
3
CH
CH
HO HO
OH
CH
Để tạo môi trường H
+
có thể sử dụng dung dịch H
2
SO
4
, hoặc là hơi HCl.
Thực nghiệm chứng tỏ rằng lượng H
2
SO
4
chỉ ảnh hưởng giới hạn nhất định đến

phản ứng, nhưng nồng độ axit là yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất phản ứng.
Hiện nay người ta dùng xúc tác là dẫn xuất Mercaptan của axit no mạch thẳng
như Tiodiaxetic (HOOC–CH
2
–S–CH
2
–COOH) điều chế từ Monocloaxetic và
Sunfohydro.
3. Tính chất của Difenylol propan
Difenylol propan là loại bột tinh thể đồng nhất có nhiệt độ nóng chảy từ
155÷157
0
C, không hòa tan trong nước, tan dễ trong Axeton và rượu. Bảo quản bằng
bao làm bằng giấy không thấm nước hay thùng thép có nắp đậy kín.
Ngoài ra trong công nghiệp người ta còn sản xuất nhựa Epoxy từ nhựa Phenol
Formaldehide.
II. LÝ THUYẾT TẠO NHỰA EPOXY
1. Phản ứng đa tụ nhựa Epoxy
Nguyên liệu để sản xuất ete diglyxit và polymer của chúng là phenol đa chức và
hợp chất chứa nhóm Epoxy. Những hợp chất chứa nhóm hyđroxyl có thể dùng là:
Rezorsin, Hydroquinol, Dioxit diphenol propan, nhựa Phenolfocmandehit dạng
novolac… Nhưng được sử dụng rộng rãi nhất là diphenylolpropan và Epyclohydrin.
Phản ứng xảy ra trong môi trường kiềm có hai nhóm định chức là Epoxy và Clo.
Diphenylolpropan có hai nhóm hydroxyl có hai nguyên tử hyđrô linh động nên khả
năng tham gia phản ứng lớn. Phụ thuộc vào tỷ lệ hai chất đó mà có thể thu được các
sản phẩm khác nhau từ lỏng nhớt đến rắn.
Nếu thừa Epyclohyđrin thì có thể thu được ete diglixit diphenylpropan, phản
ứng xảy ra trong môi trường NaOH. Trong dung môi trơ có 0,2÷0,5% NaOH thì thu
được ete diglyxerit có độ sạch cao, có nhệt độ sôi 210÷230
0

C ở áp suất 0,05mHg và
chỉ số khúc xạ D
20
=1,57507. Ở 90÷175
0
C ete diglyxit diphenylpropan trong môi
trường kiềm sẽ chuyển thành polymer dạng thuỷ tinh do có nhóm Epoxy trùng hợp.
Trang 9
Đồ án tốt nghiệp
Khối lượng phân tử của nhựa tùy thuộc vào tỉ lệ giữa Epyclohydrin và
dian. Khi tỷ lệ Epyclohydrin càng lớn thì khối lượng phân tử của nhựa Epoxy càng bé.
Sản phẩm thu được trong suốt, không màu, bền kiềm, dễ xử lý và có tính chất cơ học
cao. Do vậy nhựa thu được là một hỗn hợp đồng đẳng polymer có độ dài mạch khác
nhau. Tỷ lệ mol giữa Epyclohydrin và Diphenylolpropan càng giảm thì nhiệt độ nóng
chảy và khối lượng phân tử của nhựa Epoxy càng tăng.
Tốt nhất là điều chế nhựa trong dung dịch nước NaOH, Ca(OH)
2
hoặc Ba(OH)
2
.
Nếu tiến hành phản ứng không có kiềm mà thêm các axit vô cơ hoặc xúc tác Friđen-
Craft thì cuối phân tử vẫn còn nhóm Clohydrin. Do đó phải khử HCl, tác nhân thường
dùng để khử HCl là kiềm nhưng tốt nhất là Alumiat Natri hoặc là Canxi trong môi
trường Đioxan. Phản ứng tạo nhựa xảy ra 3 giai đoạn như sau:
 Nhóm Epoxy trong Epyclohydrin tác dụng với Hydroxyl diphenylpropan
Giai đoạn này toả nhiệt mạnh (ở 20
0
C, ΔH = -17,09 Kcal/mol). Sản phẩm tạo ra
có nhóm OH bậc 2 nằm ở vị trí ±α so với nguyên tử Clo. Ở vị trí như vậy, trong môi
trường kiềm sẽ xảy ra đứt HCl và tạo nhóm Epoxy mới.

 Tạo ra nhóm Epoxy mới do tách HCl (khử)
Trang 10
Diclohydrin
Đồ án tốt nghiệp
 Các sản phẩm ban đầu tiếp tục ngưng tụ với Diphenylol propan, kết quả
tạo ra nhựa mạch thẳng
 Công thức tổng quátcủa Epoxy như sau:
Ta thấy nhựa epoxy ở trạng thái không đóng rắn là những mạch polyete dài,
trong đó nhóm hydroxyl tự do nằm cách nhau một khoảng cách tương đối xa. Hai đầu
mạch là nhóm epoxy. Nhóm epoxy và hydroxyl có khả năng phản ứng với nhiều chất
và phụ thuộc vào độ định chức của các nhóm đó mà có thể thu được nhựa nhiệt dẻo
biến tính hoặc nhựa đóng rắn không nóng chảy và không hòa tan.
Sản phẩm tạo ra trong suốt, không màu, bền kiềm, dễ xử lí.
 Các phản ứng phụ có thể xảy ra trong quá trình tổng hợp Epoxy
 Thủy phân Epyclohydrin thành Glyxerin
 Thủy phân nhóm Epoxy ở cuối mạch tạo thành OH
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
 Trùng hợp nhóm Epoxy với nhóm Hydroxyl gây gel hóa
 Trùng hợp các nhóm Epoxy tạo cấu trúc không gian làm nhựa keo kết
Khi tổng hợp nhựa Epoxy khối lượng phân tử thấp, thường hòa tan
Diphenylolpropan vào một lượng thừa Epyclohydrin rồi thêm dần dung dịch kềm
nước, nhiệt độ phản ứng 60-70
0
C. Có thể tổng hợp nhựa trong môi trường khí trơ, đun
ngắt quãng, khuấy trong 16 giờ, điều chỉnh lượng kiềm thổ thêm vào để môi trường
luôn luôn trung tính, làm như vậy để tránh trùng hợp nhóm Epoxy. Quá trình đa tụ
nhựa Epoxy hết sức phức tạp do có nhiều phản ứng phụ. Vì vậy phải chọn điều kiện kỹ
thuật chế tạo Ete diglyxerit và đồng thời phải chú ý đến các điều kiện ảnh hưởng đến
quá trình phản ứng.

2. Phản ứng tạo nhựa Polyepoxy
Nhựa Epoxy đi từ Epyclohydrin không phụ thuộc vào khối lượng phân tử ở
trong mỗi phân tử đều có không quá hai nhóm Epoxy, nên việc đóng rắn nhựa này
bằng Polyamin và Anhydric của axit 2 chức thì không thể làm tăng nhiều độ bền nhiệt.
Nhựa chứa trên hai nhóm Epoxy trong mỗi phân tử gọi là nhựa Polyepoxy.
 Một số loại nhựa Polyepoxy
 Nhựa Poly triglyxidil xianuarat đi từ axit Xianuaric với Epyclohydrin
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp
So sánh tính chất của nhựa Epoxy đóng rắn đi từ Diphenylolpropan và từ axit
Xianuaric thì thấy rằng nhựa Epoxy đi từ axit Xianuaric có độ chịu nhiệt cao hơn và
tổn hao điện môi ở nhiệt độ cao bé hơn nhựa Epoxy đi từ Diphenylolpropan. Tuy
nhiên nhựa này ít được sản xuất do khó khăn về nguyên liệu.
 Nhựa polyglyxidil phenol formaldehyt
Nhựa Phenol formaldehit (Novolac, Rezolic) có thể xử lý bằng
Epyclohydrin trong môi trường kiềm ở 70÷100
0
C để tạo nhựa Polyglyxidil. Phụ thuộc
vào điều kiện phản ứng và tỷ lệ các cấu tử mà các nhóm Hydroxyl của Phenol và
nhóm metylol có thể thay thế một phần hay hoàn toàn.
 Cấu tạo nhựa Polyglyxidil Phenol Fomaldehit
+ Từ nhựa Novolac
+ Từ nhựa Rezolic
Trang 13
Đồ án tốt nghiệp
Nhựa Polyepoxy đi từ Novolac được dùng phổ biến hơn cả. Nhóm Epoxy ở
trong nhựa này được gói chặt hơn do đó sản phẩm đóng rắn rất cứng và kém đàn hồi.
Thường nhựa Polyepoxy có độ bám dính vào các vật liệu thấp hơn so với nhựa Epoxy
thường. Nhưng do khi đóng rắn tần số nối ngang lớn nên làm vật phẩm có độ chịu
nhiệt cao.

Nhựa này cơ bản dùng để phủ kim loại, làm keo dán và chất dẻo thủy tinh.
Nhựa Polyepoxy biến tính bằng cách đun nóng với mono và Diglyxerit của dầu khô và
dầu bán khô, lúc đó nhóm Epoxy của nhựa tác dụng với nhóm Hydroxyl của Glyxerit
và tạo ete.
3. Epoxy hóa các hợp chất không no
Trong các phương pháp điều chế nhựa epoxy, phương pháp epoxy hoá các
hợp chất không no có giá trị hơn cả về mặt lý thuyết và thực tế. Epoxy hóa theo hai cách
sau đây:
Epoxy hóa các hợp chất không no bằng các peroxit hữu cơ như peraxetic,
perbenzoic, perpropionic. Cho HClO tác dụng lên nối đôi sau đó dùng kiềm khử HCl
để tạo ra vòng Epoxy:
Epoxy hóa thường tiến hành ở nhiệt độ 25÷26
0
C trong các dung môi hữu cơ:
benzen, toluen, clorofoc.
Trang 14
Đồ án tốt nghiệp
4. Biến tính nhựa Epoxy
Nhờ có nhiều nhóm hoạt động hóa học, nhựa Epoxy có thể tham gia nhiều phản
ứng biến đổi hóa học và phối hợp với các polyme khác. Biến tính nhựa Epoxy có giá
trị rất quan trọng vì cho phép thay đổi tính chất sản phẩm theo ý muốn và làm giảm giá
thành của nhựa Epoxy.
Các loại biến tính nhựa Epoxy phổ biến là biến tính bằng axit béo của dầu thảo
mộc, biến tính bằng rượu béo cao cấp không no, đồng trùng hợp với Styren, với các
hợp chất Vinyl, với cao su Butadien nitryl, phối hợp với Polyamit, đa tụ với hợp chất
Silic hữu cơ.
4.1. Biến tính bằng axit béo dầu thảo mộc
Biến tính bằng axit béo dầu thảo mộc là phản ứng este hóa nhựa Epoxy. Tùy
điều kiện có thể este hóa riêng nhóm epoxy, hydroxyl hay là este hóa đồng thời cả hai
nhóm. Phản ứng este hóa tiến hành theo hai giai đoạn:

Đồng thời Epiclohydrin cả nhóm hydroxyl của nhựa Epoxy ban đầu:
Phản ứng giữa nhóm Epoxy và axit béo xảy ra ở nhiệt độ khoảng 160
0
C, este
hóa nhóm hydroxyl ở nhiệt độ 170÷180
0
C và cao hơn.
Tuy nhiên ở 180÷200
0
C phản ứng này xảy ra chậm và không trùng hợp nhiệt.
Trong công nghiệp thường este hóa ở nhiệt độ 220÷260
0
C.
Trị số axit của epoxy este phải vào khoảng 1÷10, cao hơn 10 sẽ khô chậm, chịu
nước và hóa chất kém. Trong quá trình este hóa có thể dùng các xúc tác oxit kim loại,
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp
Paratoluensulfo axit, Hydroxit bari,…Dùng CaO và ZnO thì thời gian este hóa giảm
nhưng độ nhớt của sản phẩm lại bé. Dùng xúc tác có nhược điểm là dung dịch nhựa bị
mờ đục khi bảo quản.
Có thể tách axit béo từ các loại dầu lanh, thầu dầu khử nước, hỗn hợp dầu thầu
dầu và dầu trẩu. Khi lựa chọn axit béo cần chú ý là số nối đôi càng nhiều este hóa càng
nhanh nhưng nhiều quá dễ bị keo tụ.
Nhựa Epoxy este thường dùng để làm màng sơn (pha vào hỗn hợp dung môi
Xilen và Xenlulo theo nồng độ 30%). Màng sơn có khả năng khô ở nhiệt độ thường
nếu thêm chất làm khô Coban (lấy 1,04% tính theo Coban kim loại) và khô ở 150
0
C
(không cần thêm chất làm khô).
4.2. Biến tính bằng rượu béo cao phân tử không no

Khi cho nhựa Epoxy tác dụng với các rượu béo cao phân tử không no sẽ nhận
được hợp chất ete. Phản ứng ete hóa tiến hành có xúc tác Friden-Craft (BF
3
) ở nhiệt độ
70÷90
0
C trong dung dịch Dioxan hay Anisol. Ở đây chỉ có nhóm Epoxy tham gia vào
phản ứng, như vậy có thể trùng hợp nhờ nối đôi của gốc Alkyl hay tham gia vào các
phản ứng đồng trùng hợp.
4.3. Đồng trùng hợp với các hợp chất vinyl
Các hợp chất vinyl có thể tham gia phản ứng đồng trùng hợp với Epoxy như
Vinyl clorua, Vinyl axetat, Vinylidencloric, este của axit Acrilic và meta Acrilic.
Những sản phẩm đồng trùng hợp này dùng để tẩm giấy, vải và chế tạo keo dán. Ngoài
ra, sản phẩm đồng trùng hợp nhựa Epoxy với Acrilo nitryl có thể gia công thành sợi và
màng.
4.4. Đồng trùng hợp với Styren
Nhựa Epoxy đồng trùng hợp với Styren trong dung dịch Xylen và trong môi
trường khí trơ ở nhiệt độ 145÷150
0
C có xúc tác loại Peoxyt. Hoặc cũng có thể tiến
hành như sau: Trước tiên cho axit béo của dầu lanh và Styren đồng trùng hợp ở nhiệt
độ 205
0
C có mặt xúc tác (hệ thống oxy hóa khử gồm SO
2
và Benzidin). Sau đó đem
hợp chất thu được trộn với nhựa Epoxy. Sản phẩm tạo thành có thể gia công thành
màng đóng rắn bằng Naphtenat Coban.
Ngoài ra còn đồng trùng hợp nhựa Epoxy với các dẫn xuất của Styren như
Octo, Meta, Para metyl Styren, 2,5-Dietyl Styren …

Trang 16
Đồ án tốt nghiệp
4.5. Đồng trùng hợp với cao su Butadien nitryl
Sản phẩm này có tính chất gần giồng như cao su nhưng có khả năng bảo tồn các
tính chất mềm cao trong một giới hạn nhiệt độ rộng.
4.6. Phối hợp với Polyamid
Nhựa Epoxy phối hợp với Polyamid được sử dụng rộng rãi trong ngành công
nghiệp sơn. Thường là dùng nhựa Epoxy với nhựa Versamid phân tử thấp.
4.7. Đồng đa tụ với hợp chất Silic hữu cơ
Nhựa Epoxy Silosan có độ chịu nhiệt và khí hậu cao, bám dính và co giãn tốt.
Nên được dùng làm màng phủ vật liệu để hàn kín, thêm vào các nhựa khác để làm tăng
tính chịu nhiệt, làm chất ổn định.
5. Đóng rắn nhựa
5.1. Đóng rắn ở nhiệt độ thường: amin, amit
Chất đóng rắn này có đặc điểm độ nhớt thấp, giá thành rẻ, do đó nó được sử
dụng rất phổ biến. Khi amin tác dụng với nhựa epoxy thì xảy ra hiện tượng mở vòng
epoxy tạo thành mối nối ngang giữa các phân tử nhựa epoxy với cầu nối trung gian là
các nhóm amin.
 Các chất đóng rắn thường dùng là:
 DETA (dietylen triamin) hàm lượng 5÷8%
 TETA (trietylen tetramin) hàm lượng 7÷10%
 PETA (polyethylene tetramin) hàm lượng 10÷20%
 Versamid 125,135 hàm lượng 40÷50%
Thời gian đóng rắn phụ thuộc vào nhiệt độ. Tốc độ đóng rắn càng nhanh thì
thời gian đóng càng giảm. Nếu dư amine thì phản ứng xảy ra nhanh tỏa nhiệt làm phân
hủy amin, tạo bọt.
Quá trình đóng rắn nhựa Epoxy bằng amin thẳng có các ưu, khuyết điểm sau:
 Ưu điểm:
 Quá trình đóng rắn không tạo ra sản phẩm phụ, do đó sản phẩm tạo
thành không bị xốp, có tính chất cơ lý cao và độ co ngót thấp.

 Có thể đóng rắn nguội hoặc ở nhiệt độ tương đối thấp.
 Có thể đóng rắn với những sản phẩm lớn.
 Nhược điểm:
 Hầu hết các amin thấp phân tử độc hại, ăn mòn nên không thể dùng cho
các thiết bị thực phẩm.
Trang 17
Đồ án tốt nghiệp
 Lượng amin cho vào phải tính chính xác sao cho một nguyên tử hydro
hoạt động của nhóm amin tương ứng với một nhóm epoxy vì nếu trong hai thành phần
dư thì sẽ tạo mạng lưới không gian thưa thớt.
5.2. Đóng rắn ở nhiệt độ cao bằng polyacid, anhydric acid
Chúng có thời gian gel hóa dài, độ nhớt thấp và hoạt tính thấp (nếu không có
xúc tác).
Thường sử dụng AM (anhyđric maleic), AP (anhyđric phtalic). Tuy
nhiên, AM cứng, dòn và độ bền cơ lý kém hơn AP.
Phản ứng đóng rắn với axit hai chức:
Epoxy phản ứng đóng rắn với nước tạo ra sản phẩm phụ là nước, nước tạo ra
bay hơi để lại lỗ xốp nên chất đóng rắn axit ít dùng.
Phản ứng đóng rắn với anhydric: Ví dụ: anhydric phtalic
Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ cao từ 180-220
o
C và qua các giai đoạn sau:
Trước tiên:
Trang 18
Đồ án tốt nghiệp
5.3. Đóng rắn bằng các chất đóng rắn khác
Ngoài chất đóng rắn loại axit và amin còn dùng các hợp chất có hai hay nhiều
nhóm định chức để đóng rắn nhựa Epoxy. Trong số đó có các loại nhựa như: phenol
focmandehit, ure focmandehit, melamin focmandehit, nhựa furan, thường dùng nhất
là phenol focmandehit.

Quá trình đóng rắn nhựa Epoxy bằng nhựa phenol focmandehit xảy ra do nhóm
Epoxy phản ứng với nhóm hydroxyl của phenol focmaldehit (UF), thường tiến hành ở
170 ÷ 205
0
C trong thời gian khoảng 20 ÷ 30 phút.
Nếu đóng rắn bằng UF, melamin focmandehit, thì nhiệt độ đóng rắn có thể
giảm xuống đến 150
0
C. Tốt nhất là dùng nhựa rezolic phenol focmaldehit hoặc crezol
Trang 19
Đồ án tốt nghiệp
focmaldehit (dùng xúc tác amin) để thêm vào nhựa Epoxy. Lượng nhựa thêm vào
khoảng 25 ÷ 40 % so với nhựa Epoxy.
Nhựa Epoxy trộn với nhựa phenol focmaldehit chủ yếu dùng để sơn phủ có độ
bền axit và kiềm cao, chịu nhiệt nhưng dòn.
Nói tóm lại, nhựa Epoxy có nhiều tính chất kỹ thuật tốt sau khi đóng rắn do đó
quá trình đóng rắn phải được đặc biệt chú ý. Dùng chất đóng rắn thích hợp có thể thay
đổi hoàn toàn tính chất của sản phẩm, vì thế cần phải chọn chất đóng rắn. Quan trọng
nhất là chọn chế độ đóng rắn căn cứ vào đặc điểm của chất đóng rắn và nhựa Epoxy
ban đầu.
6. Chất pha loãng
Độ nhớt của nhiều nhựa epoxy quá cao, vì vậy cần tăng nhiệt độ hoặc
thêm phụ gia vào để giảm độ nhớt. Do đó, trong epoxy người ta đề cập đến vấn đề chất
pha loãng là những dung môi hoạt tính, có nhóm epoxy để giảm độ nhớt. Tuy nhiên nó
có thể thay đổi tính chất của vật liệu tùy thuộc vào cấu tạo phân tử của chất pha loãng.
Sử dụng chất pha loãng là những epoxy thấp phân tử đơn chức.
Đặc điểm của chất pha loãng:
-Không bay hơi
-Có khả năng phản ứng với chất đóng rắn, không tạo sản phẩm phụ thấp
phân tử

-Có khả năng tương hợp tốt với nhự epoxy tạo hỗn hợp đồng nhất
-Ngoài ra chất pha loãng còn đóng vai trò là chất hóa dẻo
Các chất pha loãng thường dùng là:
CH
CH
2
O
CH
3
– (CH
2
)
3
– O

CH
CH
2
O
O
CH
2
H
3
C
CH
CH
2
O
O

CH
2
Trang 20
+ Glycidyl ete n-butanol: làm cho nhựa có độ
bền cơ lí và độ chịu nhiệt giảm. Nhưng tăng độ
bền uốn, mềm.
dẻo và va đập.
+Glycidyl ete phenol:làm cho nhựa chịu
nhiệt và tính chất cơ lí không. giảm
+ Glycidyl ete para cresol: làm cho nhựa
tăng khả năng chịu môi trường.
Đồ án tốt nghiệp
III. TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA EPOXY
Đánh giá tính chất của nhựa epoxy dựa vào:
- Mật độ nối ngang
- Bản chất của phân tử nhựa và mật độ liên kết ngang
- Bản chất của phân tử đóng rắn.
1. Tính chất hóa học và vật lí của nhựa epoxy
Nhựa Epoxy không đóng rắn đi từ difenylol propan là loại nhựa nhiệt dẻo, có
màu từ vàng đến nâu, ở dạng từ chất lỏng nhớt đến chất rắn dòn, hòa tan tốt trong các
dung môi như Keton, este, dioxan và clobenzen, trong metyl etyl keton, metyl
xiclohexanol thì tốt hơn. Nhựa phân tử thấp tan trong rượu và cacbuahydro thơm, còn
phân tử cao thì không tan trong các chất đó. Có thể bảo quản dung dịch và hỗn hợp
nóng chảy trong thời gian lâu mà không bị thay đổi.
Nhựa Epoxy trộn được với nhựa ure, melamin, phenol-formaldehit, polyamit,
polyeste nhưng không trộn được với este và este xenlulo. Khối lượng phân tử quyết định
tính chất sản phẩm đóng rắn. Thực tế thấy rằng nhựa phân tử thấp dùng làm keo dán, để
chế tạo các vật liệu đúc và loại tấm ép, còn nhựa phân tử cao để làm sơn sau khi đã biến
tính.
Nhựa Epoxy sau khi đóng rắn có mật độ liên kết ngang không cao và các liên

kết này lại nằm cách xa nhau nên mạch đại phân tử vẫn còn có tính linh động cần thiết,
hay nhựa sau khi đóng rắn vẫn còn có tính mềm dẻo nhất định. Sản phẩm sau khi đóng
rắn không tạo bọt khí và rổ. Ngoài ra sản phẩm sau khi đóng rắn vẫn còn tồn tại nhóm
-OH trong mạch đại phân tử làm cho nhựa có tính bám dính tốt với nhiều loại vật liệu.
Liên kết ete cũng làm cho nhựa có độ bền hoá học cao và có cực, đồng thời cũng làm
tăng độ bám dính của sản phẩm.
Hầu hết các loại nhựa Epoxy đều hoạt động hóa học, bám dính tốt, chịu hóa
chất tốt (nhựa đóng rắn chịu được kiềm đặc, chất tẩy rửa, dung dịch muối, dung dịch
axit: HCl 20%, H
2
SO
4
70%, HNO
3
10%, CH
3
COOH 1%), chịu khí hậu, độ ẩm, cứng
chắc. Tuỳ thuộc vào cấu tạo của từng loại nhựa và phương pháp điều chế mà chúng có
các tính chất khác nhau. Đối với nhựa polyepoxy, khối lượng phân tử càng tăng thì
hàm lượng Epoxy cũng tăng, do đó khi đóng rắn sẽ tạo ra mật độ mạng lưới không
gian dày đặc làm cho nhựa cứng hơn.
Trang 21
Đồ án tốt nghiệp
Để tăng độ co giãn cho nhựa Epoxy thì người ta cho thêm vào các chất hoá dẻo
như polyamit,
Những polymer nhận được khi Epoxy hóa các hợp chất không no có các nhóm
Epoxy ở cuối và ở giữa mạch phân tử. Ngoài nhóm Epoxy va hydroxyl trong phân tử
còn có nhóm axetyl, nối đôi. Do đó nhựa Epoxy hóa có hoạt tính hóa học cao và có
thể đóng rắn nhờ nhóm Epoxy, hydroxyl và cả nối đôi trong mạch đại phân tử. Mật độ
điện tử của các nhóm Epoxy ở cuối mạch phân tử cao hơn và chúng dễ tham gia phản

ứng với các chất ái điện tử như các anhydric, do đó có thể đóng rắn loại nhựa này
bằng các anhydric ở nhiệt độ thường, trong khi đó chúng chỉ đóng rắn với các amin
béo khi đun nóng. Nhờ có các nối đôi còn lại trong phân tử nên có thể đồng trùng hợp
với các monomer không no như styren, metylmetacrilat, với sự có mặt của xúc tác
peroxit. Như vậy để đóng rắn nhựa Epoxy hoá có thể dùng các chất đóng rắn là
anhydric monomer; sản phẩm thu được sau khi đóng rắn chịu nhiệt tốt và bền cơ học.
Tuy nhựa Epoxy có độ co ngót bé nhưng khi đóng rắn thì vẫn có hiện tượng co:
ở 100
0
C độ co là 5%, ở 200
0
C độ co là 2,3%.
 Các thông số vật lý của nhựa Epoxy:
 Tỷ trọng:1,2 ÷ 1,25
 Nhiệt độ phân huỷ (
0
C): 340 ÷ 350
 Hệ số giãn nở: (4,5 ÷ 6,5)x10
-3
 Hệ số dẫn nhiệt (C/m.h.
0
C): 0,17
 Hằng số điện môi: 3,5 ÷ 4,2
 Tang góc tổn hao điện môi
• Ở 20
0
C: 0,001 ÷ 0,002
• Ở 80
0
C:0,03 ÷ 0,05

• Sau 48 giờ trong nước ở 20
0
C: 0,001 ÷ 0,003
 Trong nhựa Epoxy sau khi đã đóng rắn có các đặc điểm sau:
 Mật độ liên kết ngang tương đối thưa
 Trong mạch vẫn cón tồn tại nhóm -OH
 Trong nhựa đóng rắn có liên kết ête
 Trong phân tử nhựa có vòng thơm
 Các tính chất trên phối hợp lại với nhau làm cho nhựa Epoxy sau khi đóng
rắn có một số tính chất sau:
 Vẫn còn tính mềm dẻo
 Bám dính tốt với nhiều loại vật liệu
 Bền nhiệt, bền cơ học, độ cứng tương đối cao
Chính những tính chất trên làm cho nhựa Epoxy có nhiều ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp và đời sống như làm keo dán, làm sơn, làm vật liệu composite,
Trang 22
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 1: Nhu cầu sử dụng nhựa Epoxy trong năm 1990 và 1991 trên thế
giới
[4]
:
2. Ứng dụng của nhựa Epoxy
2.1. Làm sơn
Nhựa Epoxy được ứng dụng để làm sơn có hai loại là làm sơn lót và sơn phủ.
Tuy nhiên nhựa Epoxy được ứng dụng để làm sơn lót nhiều hơn vì có tính bám dính
tốt với nhiều loại vật liệu. Đây là yêu cầu quan trọng đối với mà nhựa Epoxy đáp ứng
được.
Màng phủ từ nhựa Epoxy có tính bám dính tốt, co giãn, đóng rắn không thải ra
chất độc, bền cơ học, chịu tác dụng của hoá chất.
Trang 23

Nhựa
1990 1991
10
3
tấn % 10
3
tấn %
Màng phủ
89 49 84 51
Vật liệu cách điện
25 14 22 13
Keo dán
13 7,5 12 7,25
Vật liệu compozit
13 7,5 12 7,25
Vật liệu xây dựng
12 6,5 11 6,25
Các ứng dụng
khác
29 17 25 15,25
Tổng
181 100 166 100
Đồ án tốt nghiệp
Nguyên liệu ban đầu sử dụng làm sơn là nhựa Epoxy đóng rắn đi từ
Epyclohydrin và diphenylol propan. Ngoài ra còn dùng nhựa polyepoxy nhận được khi
ete hoá phenol-focmandehit.
Nhựa epoxy có thể dùng làm sơn nước, sơn bột, Sơn bột epoxy thể hiện những
tính chất ưu việt như: kết dính tốt, chống mìa mòn, độ cứng, khả năng chống ăn mòn
và hóa chất. Khả năng ứng dụng rất đa dạng bao gồm: bảo vệ kim loại, cốt thép, đường
ống, vật gia dụng, đặt biệt là sơn ô tô.

Việc phát triển khả nưng phản ứng cao của hệ sơn bột đã xử lý ở nhiệt độ thấp
(150
0
C), khả năng kinh tế với các màng mỏng 30-40 μm làm cho sơn bột có thể cạnh
tranh với sơn nước. Sơn bột có thể được áp dụng với sơn phun tĩnh điện
[5]
.

Hình 1: Sơn công nghiệp hệ nước Hình 2: Sơn epoxy

Hình 3: Sơn bột tĩnh điện Hình 4: Sơn
epoxy
Trang 24
Đồ án tốt nghiệp
2.2. Làm keo dán
Nhựa Epoxy được dùng làm keo vì nó đáp ứng được những tính chất sau :
+ Kết dính nội và kết dính ngoại tốt với các vật liệu khác như gỗ, kim loại,
thuỷ tinh.
+ Không tác dụng hoá học với vật liệu đem dán.
+ Không toả chất bốc và co ngót trong quá trình đóng rắn.
+ Chịu được tác động của môi trường.
Hỗn hợp keo dán phải đảm bảo các thành phần sau: chất kết dính, chất đóng
rắn, phụ gia, chất hoá dẻo và dung môi. Tuỳ theo yêu cầu của sản phẩm mà các thành
phần có thể thay đổi cho phù hợp.
Dưới đây là loại keo hai thành phần chuyên dùng làm khuôn cho các ngành
công nghiệp như gốm sứ, đế giày, nhựa, hợp kim. Ngoài ra, loại keo đặc chủng có khả
năng chịu nhiệt, giãn nở hợp lý dùng để đúc IC và điện trở, rơ le trong các nghành
công nhiệp điện tử cao (hình 5). Và vữa kết dính nhựa epoxy hai thành phần có độ
nhớt thấp và không dung môi dùng làm lớp lót cho mặt nền bê tông, vữa trát xi măng
và vữa trát epoxy, dùng cho bề mặt có độ thấm hút từ thấp đến cao, lớp lót cho hệ

thống sàn sikafloor, chất kết dính cho vữa tự san bằng và vữa trát (hình 6).
Hình 5: Keo AB epoxy Hình 6: Vữa kết dính
epoxy
Keo dán được điều chế từ nhựa Epoxy tinh khiết hay từ hỗn hợp nhựa thì khi
đóng rắn không tách sản phẩm phụ, do đó làm cho mối dán có độ bền cao, hơn nữa khi
dán không cần áp lực nhiều.
Keo Epoxy được điều chế ở hai dạng cơ bản là dạng đóng rắn nóng và đóng rắn
nguội.
Trang 25