Chào mừng bạn đến với Sonchongtham.com.vn
Chào mừng bạn đến với Sonchongtham.com.vn
Nói đến sơn thì ai cũng biết, tuy nhiên nói về bản chất của sơn và những nguyên liệu để sản xuất sơn thì không hẳn là ai cũng biết, cùng chúng tôi tìm hiểu về sơn nước và những loại nguyên liệu cơ bản nhé.
Sơn nước là một hỗn hợp có hệ thống đồng nhất gồm chất tạo màng, bột màu, bột độn, dung môi và một số chất phụ gia khác, khi phủ lên bề mặt tạo thành một lớp phủ có độ dày nhất định bám chắc, bảo vệ và trang trí bề mặt cần sơn. Tùy vào tính chất và chức năng của từng dòng sơn cụ thể để lập công thức sản xuất cho phù hợp.
Sơn nước bao gồm các loại sơn cụ thể như : Sơn nội thất, sơn ngoại thất, sơn lót nội - ngoại thất, sơn chống thấm...Vậy sơn được hình thành từ những nguyên vật liệu cơ bản nào ? dưới đây là thông tin chi tiết.
Căn cứ vào những dòng sơn khác nhau, cách sử dụng nguyên vật liệu của mỗi dòng sơn cũng khác nhau, tuy nhiên dưới đây là những nhóm nguyên vật liệu không thể thiếu trong sản xuất sơn nước hiện nay.
Chất tạo màng chiếm từ 10 - 60% trong công thức sơn, là thành phần chính quyết định đến tính chất cơ lý, độ bám dính, độ bóng, độ bền màu, độ bền thời tiết và chống thấm nước. Chất tạo màng là dung dịch nhũ tương của các polyme sẽ chuyển thành màng sơn trong quá trình khô sơn sau thi công. Khi đó nó dính kết các hợp phần còn lại với nhau tạo nên lớp màng che phủ bám chắc lên bề mặt cần bảo vệ, trang trí. Chất tạo màng trong sơn nước tồn tại ở dạng nhũ tương, phân tán đều trong nước.
Cơ chế hoạt động của chất tạo màng
Khi lăn - quét sơn lên bề mặt cần sơn, nhờ quá trình bay hơi mà màng sơn được tạo thành. Màng sơn từ trạng thái lỏng chuyển sang trạng thái rắn ta gọi đó là quá trình tạo màng không chuyển hóa. Màng sơn tạo thành do sự bay hơi dung môi và sự oxy hóa các hạt nhựa nhờ oxy không khí hay xúc tác khâu mạch quá trình tạo màng này gọi là quá trình tạo màng chuyển hóa. Như vậy quá trình oxy hóa dẫn đến sự khâu mạch tạo thành polyme mạng lưới gọi quá trình này là quá trình tạo màng sơn.
Cơ chế tạo màng gồm 4 giai đoạn :
Sơn được lăn, phun, quét dàn trải và phân bố đều trên bề mặt cần sơn.
Nước bắt đầu bay hơi và hạt nhựa tiến vào gần nhau.
Các hạt nhựa trộn vào nhau để tạo thành màng sơn, trong quá trình này do các hạt nhựa là hệ dầu còn môi trường xung quanh là hệ nước nên khó trộn vào nhau vì vậy chất hỗ trợ tạo mạng tạo hệ dầu nhỏ sẽ làm cho các hạt nhựa dễ trộn vào nhau.
Nước, PG ( Monopropylene glycol), Texanol và các phụ gia khác tiếp tục bay hơi và các sợi nhựa liên kết lại với nhau dưới tác dụng của oxy không khí.
Bột độn chiếm tỷ lệ 30 - 50%, đây là thành phần không thể thiếu trong sơn. Ngoài việc làm tăng tính năng cơ lý nó còn tạo độ dày độ phủ cho màng sơn và đặc biệt nó còn góp phần hạ giá thành sản phẩm. Bột độn là các chất dạng bột mịn, màu trắng hoặc màu rất nhạt, chỉ số khúc xạ thấp (khoảng 1, 4 - 1,7) không hòa tan nhưng phân tán tốt trong hệ thống sơn.
Vai trò của bột độn
Bột độn được sử dụng trong công thức sơn với mục đích để giảm giá thành sản xuất, đồng thời làm tăng tính năng kỹ thuật của sơn (tạo độ phủ giả), nâng cao độ bền của lớp phủ sơn (độ cứng, bền nhiệt, bền khí quyển….). Bột độn có lực tạo màu và sức che phủ kém, chúng góp phần với bột màu làm cho vật liệu sơn ổn định, màng sơn tăng độ bền, làm cho dung dịch sơn trở nên linh động giúp cho chổi sơn và rulo dễ di chuyển khi sơn.
Các loại bột độn phổ biến
| Tên gọi | Công thức | Khối lượng | Độ hấp thụ dầu |
| Bột đá | CaCO3 | 4.4 - 4.5 | 15 - 60 |
| Silica | SiO2 | 4.4 - 4.6 | 100 - 220 |
| Barisulfat | BaSO4 | 2.7 - 2.8 | 10 - 15 |
| Bột tacl | Al2O3.SiO2.H2O | 4.4 - 4.6 | 30 - 50 |
Là chất có khả năng tạo ra độ đặc theo ý muốn, nó có tác dụng điều khiển độ nhớt của dung dịch sơn theo yêu cầu kỹ thuật. Ngoài ra nó còn có tác dụng chống lắng cho sơn kho bảo quản. Các cbhất làm đặc có vai trò quan trọng trong công thức sơn khi sử dụng chất tạo màng là nhựa latex, nó làm cho sơn khi ướt bám dính trên bề mặt vật liệu tốt hơn, không gây ra hiện tượng chảy xệ hay văng bắn, chảy loang vệt. Nếu trong công nghệ sơn không có chất làm đặc thì sơn loãng không thể bám dính lên tường được.
Chất tạo đặc dạng bột ( Hydroxy Ethyl Cellulose HEC )
Là dẫn xuất của Celulose không điện ly, rất dễ phân tán trong môi trường nước, kể cả nước nóng hay nước lạnh. Tạo đặc HEC thường được sử dụng điều khiển độ nhớt cho dung dịch sơn trong quá trình phân tán. Tất cả các công thức sơn đều phải sử dụng Hec. Các loại Hec phổ hiến hiện nay như B100K, B30K, HHBR, HBR, HS30.000, HS100.000....
Chất tạo đặc dạng nước ( Polyurethane PU )
Là sản phẩm associative, biến tính bởi Issocianate với polyester vì thế nó có các nhóm chức đặc biệt vừa có thể hòa tan trong nước, vừa có thể hòa tan trong dầu nên nó có khả năng liên kết các hạt latex, pigment tạo thành mạng lưới phân tán lơ lửng trong môi trường nước, do đó làm cho dung dịch sơn trở nên đặc hơn. Trong công thức sơn sẽ sử dụng kết hợp Polyurethane PU với Hec để giảm thiểu bọt trong quá tình sản xuất và bảo quản. Các loại tạo đặc PU thường như : 623N, 621N...
Phụ gia thấm ướt là chất hoạt động bề mặt không phân cực có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt và dẫn đến tăng áp suất phân bố để quá trình thấm ướt các hạt màu xảy ra nhanh hơn nên nó làm cho các hạt màu dễ đi vào môi trường phân tán vì vậy làm cho các hạt màu không vón cục dính vào nhau mà phân bố đều trong môi trường phân tán (nước - nhựa ) đồng thời còn có tác dụng như một dung môi chậm khô (làm chậm quá trình bay hơi dung môi).
Chất thấm ướt ảnh hưởng nhiều đến tính chất sơn: Độ bóng, khuynh hướng tạo bọt, độ ổn định với các pigment, tính ăn màu hay tương tác với nhiều chất làm đặc khác làm ảnh hưởng đến độ nhớt của sơn vì vậy việc chọn lựa chọn chất thấm ướt là rất quan trọng. Việc tính toán lượng dùng chất thấm ướt dựa trên hàm lượng rắn (hàm lượng PVC). Các chất thấm ướt được dùng phổ biến như : WA9, 996N...
Phụ gia phân tán hấp thụ lên bề mặt hạt màu và do đó duy trì khoảng cách thích hợp giữa các hạt màu thông qua lực đẩy tĩnh điện hoặc án ngữ không gian, do đó làm giảm xu hướng keo tụ không khống chế được.
Cơ chế lực đẩy tĩnh điện
Các hạt màu trong sơn thường tích điện trên bề mặt của chúng. Bằng cách sử dụng các phụ gia, có thể làm tăng điện tích và hơn nữa làm cho tất cả các hạt màu cân bằng về mặt điện tích. Các ion ngược dấu tập trung trong các vùng lân cận của bề mặt hạt màu, do đó tạo thành một lớp ‘điện kép’. Lớp ‘điện kép’ này càng dày thì sơn càng ổn định. Về phương diện hóa học, các chất phụ gia phân tán sử dụng cho hệ sơn như vậy là các chất điện ly cao phân tử, chúng chứa vô số mạch nhánh tích điện. Thêm vào đó Polyphotphat, đa dẫn xuất của các axit Polycacboxylic được sử dụng như các chất điện ly cao phân tử trong công nghiệp sơn.
Các chất điện ly cao phân tử hấp thụ lên bề mặt của các hạt màu và do đó chuyển điện tích của nó cho các hạt màu. Thông qua lực đẩy tĩnh điện của các hạt màu tích điện cùng dấu, xu hướng keo tụ bị giảm đột ngột trong trạng thái phản keo tụ được làm bền. Do đó cấu trúc hóa học của chúng các phụ gia như vậy hầu như không thể thể hiện các tính chất thấm ướt đo đó trong thực tế phải kết hợp với chất thấm ướt.
Cơ chế án ngữ không gian
Các phụ gia phân tán thực hiện chức năng bằng cách cản trở không gian thể hiện bằng hai cấu trúc đặc biệt. Trước tiên sản phẩm chứa một hoặc nhiều nhóm “ái màu” các nhóm mỏ neo hoặc các nhóm bám dính tất cả các nhóm hấp thụ bền, mạnh lên bề mặt tạo hạt màu. Thứ hai sản phẩm chứa các chuỗi tương hợp - nhựa (chuỗi hydrocacbon), sau khi phân tán thấm ướt lên bề mặt hạt màu các chuỗi này nhô ra xa vào dung dịch nhựa xung quanh. Lớp các phân tử phụ gia bị hấp thụ này được coi như cản trở không gian hoặc “sự ổn định entropy”. Sự ổn định trên được nhấn mạnh hơn nữa bởi sự tương tác của các loại phụ gia polyme với nhựa, bằng cách đó “vỏ bọc” xung quanh các hạt tạo màu được mở rộng.
Cơ chế của sự ổn định này xảy ra trong các hệ nền dung môi và các hệ khử nước, các hệ này chứa các nhựa ở dạng solvat hóa. Bằng các yếu tố có cấu trúc đặc trưng bao gồm các nhóm ái màu (phân cực) và các chuỗi tương hợp-nhựa (không phân cực), các phụ gia này thể hiện các tính chất hoạt động bề mặt. Nói cách khác, chúng không những làm ổn định sự phân tán các hạt màu mà chúng còn thực hiện chức năng như là các phụ gia thấm ướt.
Những loại chất phân tán thường sử dụng như : 5040, 4320, 4040, Sperse FX...
Trong quá trình thi công lăn phủ sơn nước, thùng sơn thường để nắp lộ bề mặt tiếp xúc trực tiếp với khí quyển nên sơn rất dễ trở nên khô đặc, làm sai lệch độ nhớt tiêu chuẩn của sơn, gây khó khăn cho quá trình thi công sơn phủ, làm giảm thời gian sống của sơn (open-time). Nguyên nhân là do một phần dung môi trong sơn đã bay hơi ra ngoài.
Để khắc phục nhược điểm trên, người ta thường dùng phụ gia chống đông : Propylen Glycol (PG) để làm giảm tốc độ bay hơi của dung môi. Mặt khác nếu dùng chất làm chậm khô còn cho ta lợi điểm là bề mặt sơn ướt khi vừa mới lăn phủ rất linh động, các hạt latex rất dễ san đều trên bề mặt vật liệu cần sơn, do đó làm tăng độ phủ cho màng sơn (cthylene glycol, propylene glycol có tác dụng như một chất chảy).
Propylene Glycol khi phân tán trong sơn, chúng len lỏi vào các chỗ trong giữa các hạt màu, chúng thay thế lớp không khí và hơi ẩm tại khối kết tụ màu nên Propylene glycol còn chất thấm ướt. Khi trong dung dịch sơn PG tạo lớp liên kết hydro với các phân tử nước trong sơn do đó làm cho các phân tử dung môi nước bay ra ngoài chậm.
Trong quá trình khuấy trộn sơn khi sản xuất cũng khi sơn phủ thường xuất hiện rất nhiều bọt khí nổi lên bề mặt sơn cũng như trong thể tích sơn. Chính những bọt khí này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng màng sơn, nếu khi ta lăn sơn mà bọt khí trên màng sơn ướt khó vỡ hay chậm thì sau khi màng sơn khô đi nó sẽ để lại vết mắt cá ( Fish eye ) trên bề mặt, làm giảm độ bóng, độ nhẵn của màng sơn vì vậy phải sử dụng chất phá bọt trong sơn.
Chất phá bọt có tác dụng tăng sức căng bề mặt của bọt khí nên làm cho bọt khí dễ vở. Trong dung dịch nó có tác dụng tập hợp những bọt khí nhỏ thành bọt khí lớn rồi nổi lên trên bề mặt sơn, khi bọt khí nổi lên trên bề mặt do các lực tác dụng nên nó mất cân bằng vỡ ra.
Có hai loại chất phá bọt
Minerl oil ( chất phá bọt gốc dầu khoáng, Wax, Soap metalic )
Silicone bao gồm hai loại: Silicon thuần và Silica Hydrophobic.
Trong hai chất phá bọt trên thì chất phá bọt dạng silicone có hiệu quả tốt hơn chất phá bọt dạng dầu khoáng, nhưng nó khó sử dụng, nếu dùng nhiều dễ tạo hiện tượng mắt cá và giá thành lại cao hơn gấp 2 lần.
Chất phá bọt dạng silicone có tác dụng phá bọt rất nhanh, chỉ sau 30 phút là lượng bọt trong sơn bị phá gần như hoàn toàn (trên 90% ), còn chất phá bọt dạng dầu khoáng có tác dụng phá bọt rất chậm, sau một ngày mới phá được hết bọt. Trong thực tế người ta thường sử dụng kết hợp cả hai loại chất phá bọt trên.
Thành phần sơn nước thường có chất lưu biến là các dẫn xuất của Cellulose nên rất dễ bị vi khuẩn xâm nhập gây ra hiện tượng sơn bị thối, làm giảm độ pH của sơn do đó làm giảm tác dụng của chất làm đặc nên sơn bị loãng ra. Để khắc phục hiện tượng này người ta thường đưa vào hợp phần sơn chất diệt khuẩn (Biocide) khoảng 0.2 - 0.4%.
Sơn ngoài trời thương chịu tác động của mưa nắng, ẩm ướt nên các loại rêu, mốc rất dễ phát triển làm giảm khả năng bảo vệ màng sơn. Vì vậy trong hợp phần sơn người ta đưa vào một lượng nhỏ chất diệt nấm mốc để ngăn cản nấm mốc không thể sinh sống và phát triển. Chất chống nấm mốc thường được dùng cho sơn ngoài trời.
Trong sơn, các phân tử nhựa latex, bột màu phân bố đều với nhau, khi sơn phủ chúng nằm sít nhau tạo thành lớp mỏng bám chắc vào vật liệu cần phủ. Nhưng quá trình tạo màng sơn diễn ra nhờ sự liên kết tạo màng của dung dịch nhựa và sự tạo màng này lại xảy ra chậm và chỉ xảy ra ở một khoảng nhiệt độ nhất định, vì mỗi loại nhựa có giới hạn tạo màng khác nhau.
Với một loại nhựa nhất định nếu ta kéo màng ở nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tới hạn nào đó (MFFT =minimum film formation temperture) thì màng sơn sẽ không hình thành, chúng chỉ tạo ra một lớp bột không dính kết dính với nhau được. Do đó để mở rộng giới hạn cho nhựa người ta thường dùng chất hỗ trợ tạo màng như: Texanol, Netcoat NX 795., Kyowanol...
Dung dịch sơn nước có độ pH để chất làm khô phát huy tác dụng tốt. Chất điều điều chỉnh pH trong dung dịch sơn người ta thường dùng amoniac, hay polyamine ( AMP 95, Loramine, Phalamine Plus...)
Nguyên liệu sản xuất sơn bao gồm các chất phụ gia, bột độn, kết dính, dung môi, tạo thành sơn nhờ những công thức khác nhau, để được tư vấn về chuyển giao công nghệ sơn, dây chuyền sản xuất sơn, nguyên liệu ngành sơn... Hãy liên hệ với Net Việt qua số Hotline : 0943.188.318 để được tư vấn một cách chuyên nghiệp nhất nhé.
Manager
14:45
Liên hệ với chúng tôi:
0 bình luận cho Nguyên liệu sản xuất sơn và những điều cần biết