CÔNG NGHỆ SƠN VECNI - CHƯƠNG 3 CHẤT LÀM KHÔ docx

10 Chng III CHT LÀM KHÔ.  tng nhanh quá trình óng rn màng sn ngi ta a vào sn mt cht gi là cht làm khô hoc cht óng rn. Cht làm khô gi vai trò làm tng nhanh tc  khô cng màng sn gc du, du nha, sn gc tng hp bin tính du (sn alkyd, epoxi ) I/ Thành phn cht làm khô: Trc ây cht làm khô ch yu làm bng xà phòng chì, cobalt, mangan ca axit béo du lanh hoc axit nha nh: cht làm khô linoleat, cht làm khô resinat. Hin nay còn có xà phòng ca mt s axit hu c c dùng làm cht làm khô.( cht làm làm khô là xà phòng kim loi nng ca các axit hu c ) Bng sau ây là c im ca mt s cht làm khô thng mi: Loi % rn % kim loi T trng riêng Pounds/gallon  nht Linoleates Pb Pb Co Co Mn Zn 100 100 100 100 100 100 13 26,5 4,26 8,5 4,35 8,2 1,05 1,25 0,97 1,03 0,98 1,03 8,75 10,45 8,05 8,58 8,15 8,58 Heavy liquid Solid Heavy liquid Solid Heavy liquid Solid Resinates (acid nh Pb Pb Co Mn Zn 100 100 100 100 100 16 24 3 3,5 1 1,27 1,4 1,11 1,13 1,08 10,63 11,7 9,23 9,4 9,02 Solid Solid Solid Solid Solid Naphthenates Pb Pb Pb Co Co Mn Mn Zn Ca Ca Fe 42 62 100 56 100 62 100 60 62 58 72 16 24 34 6 10 6 10 8 5 4 6 1 1,15 1,44 0,96 1,15 0,97 1,15 0,98 0,95 0,93 1,01 8.33 9,6 12 8 9,6 8,1 9.6 8,2 7,9 7,76 8,4 0,5 0,5 Paste 0,5 Paste 0,5 Paste 0,5 0,5 0,5 1,4 Octoates ( CH 3 (CH 2 ) 3 CHCOOH 11 Pb Co Mn Zn Ca 54 40 45 41 43 24 6 6 8 4 1,12 0,9 0,9 0,9 0,9 9,33 7,5 7,5 7,5 7,5 0,5 0,5 0,5 1,6 0,65 Tallates (acid béo và acid nha thông) Pb Pb Co Co Mn Mn 57,6 71,3 45,4 74,6 48,2 72,4 16 24 4 6 4 6 1.04 1,16 0,9 0,98 0,9 0,97 8,7 9,7 7,5 8,15 7,5 8,1 0,5 1,25 0,5 3,7 0,5 2,5 Cht làm khô c bán trên th trng  dng dug dch trong xng pha sn (mineral spirite ) hàm lng kim loi c th và  dng không có dung môi dùng trong mc in và sn không dung môi. -  bng là c im ca mt vài cht làm khô thng phm tuy nhiên chúng có th thay i tu thuc vào mi nhà sn xut khác nhau. - Trên th trng cht làm khô linoleat và resinat c bán vi tên ca nó nhng nhng loi khác c bán vi tên thng mi tên thng mi ca mt s cht làm khô: Loi cht làm khô Hãng sn xut Naphthenate Octoate Tallate Advance Solvent and Chem.Corp. Ferro Chemical Corp. Fred. A. Stresen - Reuter, Inc. Nuodex Products Corp. Harsaw Chemical Corp Soligen Naphthenate Naphthenate Nuodex Uversol Hexogen Catalox Octoate Octoate Octosol Advasol Tallate Nuolates Linoresinate Yêu cu rt quan trng i vi cht làm khô là phi duy trì  hoà tan tt và n nh trong dung dch, kt hp tt vi cht to màng. - Cht làm khô linoleat, resinat và tallat c iu ch t các axit có kh nng b oxi hoá nên có khuynh hng thay i theo thi gian. - Nhng cht làm khô naphtenat và octoat c iu ch t axit hu c no do ó không b oxi hoá nên n nh hn + Cht làm khô linoleat c iu ch t axit hn hp ca du lanh. + Cht làm khô resinat c iu ch t axit nha thiên nhiên. + Cht làm khô naphtenat c iêìu ch t nhng axit naphtenic là sn phm ca quá trình tinh luyn u m vi công thc tng quát CnH2n-2O2, CnH2n-4O2, CnH2n-6O2 và cha c hai n xut cyclopentan và xiclohexan. R: hidro hoc gc alkyl COOH R RR R R 2 2 2 2 COOH R R R R R R 2 2 2 2 2 12 Naphtenic là axit no không nhy vi s oxi hoá nên to các xà phòng n nh hn. Tuy nhiên chúng cha mt lng nh tp cht mang màu và phn nào có mùi khó chu. Loi cht làm khô octoat khc phc c nhc im này. Nó c iu ch t axit octoit. 2-etyl hexoic axit. Axit này không b oxi hoá nên dùng làm cht làm khô nhng t hn axit naphteic. II/ Sn xut cht làm khô: Cht làm khô c tng hp bng cách nu mui hoc oxit kim loi trong du khô và nha ri pha loãng sn phm vi xng pha sn và gi la “cht làm khô lng” chúng có khuynh hng “to cn” theo thi gian do s oxi hoá làm gim  hoà tan - Du thng dùng là du lanh hoc du cá và nha cây mà ch yu là nha thông. - Trong mt vài cht làm khô ngi ta cho vào mt lng nh vôi nhm tng  phân tán và n nh. Chì c dùng ch yu là oxit chì PbO. Ngoài ra còn dùng cacbonat và axetat chì Cobalt c dùng  dng acetat cobalt vì oxit cobalt rt khó tan Mangan c dùng  dng oxit mangan hoc Borate (MBO2 ,M3BO3, M2B4O7) Do oxit Mangan phn ng chm vi du và òi hi  nhit  cao, sn phm có màu ti do ó dùng loi bt mn MnO2  phn ng xy ra d dàng hn nhng t hn. Nu yêu cu màu sáng hn nên dùng Borat mangan. -Tin hành: Du và nha c gia nhit t 3500÷5000F ph thuc vào mui kim loi c cho vào, mui này c cho vào t t và khuy trn mnh. Gia nhit t t n khi phn ng xy ra hoàn toàn. im dng phn ng rt khó xác nh và hàm lng cui ca kim loi không th ng nht gia các m. Làm ngui n 4000F, pha loãng trong xng pha sn và bm vào thùng cha. ng tháo sn phm phi cách áy khong 0,3 m  cn không vào thùng cha. Cn c ly ra theo nh k ng ng di áy hoc m np. +Cht làm khô thng phm tiêu chun c iu ch bng mt trong hai phng pháp nu chy hoc kt ta. • Phng pháp nu chy: Lng mui kim loi ã tính toán c gia nhit vi axit hu c. Do phn ng vi axit d dàng hn vi du nên nhit  phn ng thp hn và màu sn phm p hn. Mui kim loi c cho vào t t và khuy trn u .Nhit  tng lên t t do nhit phn ng to ra. Sau khi phn ng xy ra hoàn toàn tng nhit  n 225÷ 3000F  tách nc ca phn ng, phi gia nhit chm  tránh s to bt. Nu cht làm khô c bán vi hàm lng rn 100% thì m lúc ó c làm ngui và óng gói sau khi iu chnh hàm lng kim loi. Nu bán  dng dung dch thì lúc ó m sn phm c bm vào thùng pha loãng cha dung môi khuy trn mnh  to dung dch ôìng nht. Cho vào mt ít cht tr lc và lc vào thùng trn. Ly mu và xác nh hàm lng kim loi. Hàm lng kim loi thng cao hn tiêu chun và c iu chnh bng cách cho thêm dung môi vào. • Phng pháp kt ta: Cho dung dch nc ca mui kim loi nng vào dung dch nc xà phòng natri ca axit béo ( c iu ch bng phng pháp NaOH + axit béo)  to xà phòng trung tính (xà phòng ca kim loi nng). Xà phòng này càng sch (không cha) cacbonat càng tt do các kim loi ca CH CH CH C H COOH 3 2 3 5 2 _ _ _ i () 13 cht làm khô to cacbonat mà các cacbonat này không tan trong du. Dung dch xà phòng c lc và thng cho vào lng d axit  ci thin n nh ca cht làm khô. Các mui kim loi tan trong nc nh axetat chì, nitrat chì, sunfat colt hoc sunfat mangan c cho t t vào dung dch xà phòng nóng, khuy u n khi kt ta hoàn toàn. Tách lp nc kt ta ra vài ln bng nc nóng ri làm khô bng cách gia nhit  nhit  210÷3000F tu thuc vào cht làm khô iu ch. Nó có th c bán  dng 100% hàm lng cht rn hoc hoà tan trong xng pha sn bán  dng dung dch. • Cht làm khô kt ta thng có màu sáng hn và hàm lng kim loi ôìng u hn cht làm khô nu chy . III/ S dng cht làm khô: Lng châït làm khô c tính toán da trên hàm lng kim loi ã bit. Lng kim loi c tính da vvào hàm lng u. Ví d: vi vecni yêu cht làm khô da trên % kim loi so vi hàm lng du trong vecni. Vi các nha tng hp: alkyl, silicol thì lng cht làm khô c dùng trên c s % kim loi so vi hàm lng nha rn. Ví d 1: 0,6% chì, 0,04 % cobalt, 0,004% mangan so vi du. Ví d 2: 0,3% chì, 0,03% cobalt so vi hàm lng nha rn. - Cht làm khô c dùng ph bin nht trong sn oxi hoá và óng rn  nhit  thng (có mt oxi không khí). Ngoài ra còn dùng trong sn sy nóng. - Trong mi trng hp nên dùng cht làm khô vi lng ti thiu va  áp ng yêu cu làm khô màng. Nu dùng d: • Tng giá thành. • Tng khuynh hng bin màu ca màng sn theo thi gian hoc khi sy. • Gim  mm do ca màng theo thi gian. Nu dùng d cht làm khô cobalt và mangan có th làm nhn màng trong sn sy nóng và ngui, c bit nu màng dày hn bình thng. VI/ C ch tác dng ca cht làm khô: Mt dù cht làm khô c dùng ã lâu nhng c ch tác dng ca nó n nay vn cha r ràng. Tuy nhiên, qua kho sát ngi ta cho thy rng lúc u xut hin giai on cm ng tc giai on na không có gì thay i xy ra nhng nu thay vì du thiên nhiên ta dùng este glixerin ca axit linolenic có  tinh khit cao thì thi gian cm ng không còn. Do vy ngi ta cho rng trong du thiên nhiên có cha cht chng oxi hoá, cht này c oxi hoá bi cht làm khô trc khi s oxi hoá ca du xy ra  to thành màng. Khi có mt cht làm khô thì tc  hp th oxi ca màng u tng do s thay i hoá tr mà cht làm khô ly oxi phân t t bên ngoài không khí bin thành oxi nguyên t hot ng hn ri truyn cho du  thúc y phn ng to màng. Khi có mt cht làm khô, lng oxi tng cng c hp th bi màng trong quá trình khô bé hn do cht làm khô làm tng quá trình phân hu các peroxit cng nh hidroperoxit làm tng tc  to ni ngang  to màng khô. 2(RCOO) 2 Mn O 2 2(RCOO) 2 Mn +4 O 2Mn(RCOO) 2 + 2 O + __ 14 V/ Các kim loi dùng trong cht làm khô: Khi kho sát kh nng làm khô màng ca 20 kim loi và mt s xà phòng ca chúng, klebsattel kt lun rng: Cobalt, Vanadi và Mn hot ng nht. Tác dng làm khô ca Ni và Cu bng không, không có kim loi nào cn tr tc  khô. Trong cht làm khô thng kt hp 2 hay nhiu kim loi do mi kim loi có mt tác dng riêng trong quá trình làm khô. Ví d: Pb c xem là cht làm khô chiu sâu. Co là chát làm khô b mt. Mn làm khô b mt nhiu hn chiu sâu. Zn ngn chn khô b mt nhng thúc y khô chiu sâu bng cách gi b mt không khô  Oxy c liên tc xâm nhp và hp th vào. Cht làm khô Fe thng có màu rt ti, c bit không có hiu qu nhit  thng nhng rt có hiu qu nhit  cao và c dùng rng rãi trong sn en sy nóng. Ca nu dùng mt mình thì tác dng làm khô không cao nhng khi có mt Co thì rt hiu qu. Pb khi có mt hi H2S thì s có màu ti vì vy tránh dùng Pb vi nhng màng sn tip xúc vi hi H2S. Ca không có tính c nh Pb nên c dùng trong sn không c, không có Pb nhng  bn nc ca màng sn cha cht làm khô Ca không tt bng Pb. Do vy Ca luôn c dùng vi lng ti thiu. Trong thc t vic dùng kt hp các loi cht làm khô thng làm tng nhanh tác dng làm khô. Ví d: Gi s màng sn không có cht làm khô s khô trong thi gian 120 n 125 gi. Nu dùng mt mình cht làm khô Mn thì thi gian khô (t) là 12 gi. Nu dùng Pb thì t = 26 gi. Pb + Mn thì t = 7,5 gi. Pb + Mn + Co thì t = 6 gi. VI. iu kin i vi kim loi trong cht làm khô: Kim loi dùng làm cht làm khô phi  dng hoà tan trong du, nha và các dung môi dùng vi nó. Kim loi dùng làm cht làm khô hiu qu nht khi nó có th tn ti  hn mt tng thái Oxy hoá. Chúng thng là nhng kim loi nng. Nhng kim loi này có lp v in t bên trong cha bo hoà nên hot ng hn. Ví d: Ni tng t nh Co v nhiu mt (ch nói v tính cht vt lý) và xà phòng Naphtenat ca nó cng tan tt trong du, nha nhng không c dùng làm cht làm khô do in t lp v bên trong ca nó ã bão hoà nên n nh vi Oxy  trng thái hoá tr thp. Ngày nay ngi ta c bit quan tâm sn xut sn không mùi, do vy ngoài vic chn la dung môi không mùi còn phi chú ý n mùi ca cht làm khô, c bit i vi sn ni tht. VII/ S ht ph cht làm khô: Mt s bt màu (mui than, TiO2 ) có kh nng hp ph cht làm khô làm cho cht làm khô không còn có sn trong du  xúc tin quá trình khô do vy tc  khô b gim.  khc phc hin tng này có các bin pháp: + X lý b mt bt màu sao cho  hp ph ca bt màu i vi cht làm khô là bé nht. Tuy nhiên vic x lý rt phc tp nên tn kém và có thnh hng không tt n mt vài tính cht ca bt màu. + Dùng d cht làm khô  sau khi t c  hp ph ca bt màu i vi cht làm khô thì vn còn  cht làm khô  xúc tác cho qúa trình khô xy ra. Tuy nhiên bin pháp này 15 thc t không tt vì  hp ph cht làm khô chm do vy s còn mt lng ln cht làm khô trong du nu sn c dùng trc khi  hp ph ã bão hoà. + thêm vào mt cht c hp ph chn lc bi bt màu. Cht này thng c cho vào trong quá trình nghin. ây là bin pháp tt nht. Chng IV. BT MÀU Các vt có màu st khác nhau vì chúng có kh nng hp th và phn x khác nhau i vi ánh sáng nhìn thy. Ánh sáng nhìn thy là t hp ca 6 màu c bn có bc sóng t 400÷700 A0 Màu Bc sóng (A0) Tím 400÷465 Lam 465÷510 Lc 510÷580 Vàng 560÷590 Cam 590÷620  620÷700 Khi chiu mt chùm ánh sáng trng lên mt cht nào ó có th có các trng hp sau: + Cht phn x hoàn toàn ánh sáng trng chiu vào s có màu trng. + Cht hp th hoàn toàn ánh sáng trng chiu vào s có màu en. + Cht hp th mt vài tia ng vi mt vài bc sóng và phn x phn ánh sáng còn li thì s mang màu ca nhng bc sóng phn x. Do vy màu ca b mt là do s hp th và phn x chn la ánh sáng trng chiu vào. Ti sao các cht hp th và phn x chn lc ánh sáng trng thì có màu ? Yu t c bn ca s to màu trong các cht là do s sp xp và dao ng c trng ca các in t trong nguyên t và phân t. Nhng yu t này thay i tu thuc vào các yu t sau: dng tinh th , dng ht, kích thc ht, mc  phân tán trong màng sn và mt phn ph thuc vào bn cht ca cht to màng. Khi các in t dao ng vi các tng sô ï tng ng bc sóng nào thì s hp th tia sáng có bc sóng ó và phn x phn còn li to nên màu ca cht ó. Ví d: Cht có cu trúc in t dao ng vi tng s tng ng vi bc sóng ánh sáng màu lc thì nó s hp th tia sáng và phn x các tia còn li làm cho cht ó có màu . Kích thc ht cng làm thay i màu ca bt màu. Ví d: khi thay i kích thc ht thì Fe2O3 có th có màu t cam n sm. Nh vy mt cht (hay bt màu) có th có các màu sc c bn sau: 6 màu, , cam , en, trng, ghi (xám) là màu to nên do phi trn hai màu trng và en. V mt quang hc: en, trng, xám không tng ng vi bc sóng riêng nên gi là không màu sc. V mt công ngh thì các mt này vn c coi là có màu. Bt màu ta dùng có th mang mt trong 6 màu c bn hoc phi trn gia các màu ó và phi trn màu trng vi en, xám. Nhng cht hp th hoc phn x hoàn toàn ánh sáng trng là nhng cht c (không trong sut). Nhng cht cho ánh sáng xuyên qua hoàn toàn là nhng cht trong sut hoàn toàn (nc ct, ru tinh khit, thu tinh ). Nhng cht trong sut nhng vn có màu ó là màu ca nhng tia sáng xuyên qua. Ví d: Dung dch Fe(CNS)3 có màu  do Fe(CNS)3 hp th mnh tia màu xanh, xanh lá cây còn nhng tia khác thì cho xuên qua. . làm khô thng làm tng nhanh tác dng làm khô. Ví d: Gi s màng sn không có cht làm khô s khô trong thi gian 120 n 125 gi. Nu dùng mt mình cht làm khô Mn thì thi gian khô (t) là 12. cht làm khô thì vn còn  cht làm khô  xúc tác cho qúa trình khô xy ra. Tuy nhiên bin pháp này 15 thc t không tt vì  hp ph cht làm khô chm do vy s còn mt lng ln cht làm khô trong. ) I/ Thành phn cht làm khô: Trc ây cht làm khô ch yu làm bng xà phòng chì, cobalt, mangan ca axit béo du lanh hoc axit nha nh: cht làm khô linoleat, cht làm khô resinat. Hin nay