Muốn nâng cao chất lượng màng sơn thì cần có nguyền liệu, máy móc thiết bị tốt, thực hiện đủ quy trình sản xuất và phương pháp gia công sơn cũng rất quan trọng, có như vậy thì màng sơn mới tốt, đẹp, bền. Và quan trọng nhất đó chính là thành phần cấu tạo nên sơn. Xuất phát từ thực tế đó mà Bài tiểu luận nhóm 2: Thành phần các loại sơn đã được thực hiện.
GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản LỜI NĨI ĐẦU Trên thế giới, cơng nghiệp sơn đang phát triển mạnh mẽ; nưởc ta đang trong q trình cơng nghiệp hoả và hiện đại hố nên cỏ nhu câu lớn về sơ lượng, chất lượng cũng như chùng loại sơn. Trong điêu kiện khi hậụ nhiệt đới âm của nước ta, các yếu tố như: độ ầm,lượng bức xạ, nòng độ muối, nồng độ các tạp chất CO2, SO2 trong khơng khí, sự thăng giáng nhiệt độ, sẽ gây ăn mòn và phả huỳ vật liệu nhanh, dân đền những thiệt hại lớn vê kinh tê. Chỉ với riêng kim loại, theo thống kê hàng năm, sự hao tổn kim loại do ăn mòn thường chiếm 1, đến 4,5% GDP ở mỗi nước Nhiều ý tưởng và cơng nghệ đang được áp dụng để sản xuất các loại SCNT màng móng nhà cửa, cơng sở, mặt tiền cửa hàng,ơ tơ và nhiều sản phẩm khác. Người tiêu dùng, các ngành cơng nghiệp, các cơ quan bảo vệ mơi trường trơng chờ nhiều vào loại sơn màng mỏng có độ dày vào khoảng vài phần trăm milimets Bề mặt kim loại khi được phủ lớp sơn sẽ cách ly với mơi trường bên ngồi,bảo vệ ăn mòn,tăng tuổi thọ sản phẩm, làm đẹp bề mặt Muốn nâng cao chất lượng màng sơn thì cần có nguyền liệu, máy móc thiêt bị tơt, thực hiện đủ quy trình sản xuất và phương pháp gia cơng sơn cũng rât quan trọng, có như vậy thì màng sơn mới tốt, đẹp, bên. Và quan trọng nhất đó chính là thành phần cấu tạo nên sơn Tiếp theo ta sẽ cùng tiềm hiểu về các thành phần của sơn Nhóm 2 1 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Nhóm 2 Mơn: Cơng Nghệ Sản 2 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Chương 2 Mơn: Cơng Nghệ Sản CÁC THÀNH PHẨN CỦA SƠN 2.1 CÁC LOẠI CHẤT TẠO MÀNG 2.1.1 Dầu thảo mộc Dầu là ngun liệu tạo màng sử dụng sớm nhất trong cơng nghiệp, đây là ngun liệu chính để tạo thành sơn dầu; khi pha chế một số loại nhựa cũng dùng dầu. Dầu sử dụng trong sơn chủ yếu là dầu thực vật hay dầu thảo mộc Dầu thực vật tạo thành lớp màng mỏng trên bề mặt sản phẩm, có loại tạo thành màng khơ nhanh, có loại tạo thành màng khơ chậm, có loại khơng tạo thành màng. Do sự hình thành màng, có thể phân làm ba loại: loại dầu tạo thành màng nhanh là dầu khơ, dầu tạo màng chậm gọi là dầu bán khơ, dầu khơng thể tạo màng gọi là dầu khơng khơ Dầu thảo mộc là este của glyxerin với axit béo, loại triglyxerit và có chứa thêm một lượng rất ít các chất khơng béo. Thành phần của dầu biến đổi tuỳ theo phương pháp sản xuất, điều kiện và thời gian bảo quản dầu trước khi sử dụng Khi nghiên cứu dầu thảo mộc cần biết rõ các hằng số lý và hố học. Các hằng số lý học quan trọng là trọng lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đóng băng, hệ số chiết quang và các hằng số hố học chủ yếu là chỉ số axit, chỉ số iot, chỉ số xà phòng hố, chỉ số axetyl Nước ta ở vùng nhiệt đới có nhiều loại dầu thảo mộc nên việc nghiên cứu dầu là vấn đề quan trọng và cấp bách, giúp chúng ta bảo quản và sử dụng dầu được tốt 2.1.1.1 Các thành phần chủ yếu của dầu thảo mộc a Axit béo Cấu tạo và tính chất hố lý Axit béo là một loại axit mạch cacbon, đơn chức, có cấu tạo thẳng Axit béo trong dầu thảo mộc gồm có nhiểu loại với cơng thức tổng qt như sau: Axit no (khơng có nối đơi) Axit khơng no có 1 nối dơi Axit khơng no có 2 nối dõi Axit khơng no có 3 nối dơi Axit khơng no có 4 nối đơi Axit khụng no có 5 nối đơi Nhóm 2 CnH2nO2 CnH2n2O2 CnH2n4O2 CnH2n6O2 CnH2n8O2 CnH2n10O2 3 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Trong mỗi một loại dầu thảo mộc đều có chứa vài ba loại axit béo kể trên và bao giờ cũng có cả axit no và axit khơng no. Thơng thường trong một loại dầu có một loại axit béo chủ yếu, chiếm tỷ lệ rất cao so với các axit béo khác trong loại dầu đó Bảng 2.1 và 2.2 dưới dây cho biết cấu tạo và tính chất của một số axit béo chủ yếu có trong các loại dầu thảo mộc Nhóm 2 4 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Bảng 2.1. cấu tạo và tính chất một số axit béo loại no chủ yếu Tên gọi Axit palmitic Axit stearic Axit Arasinoic Cơng thức cấu tạo Phâ n tử Kh ối CH3(CH2)14COO H 256 ,4 CH3(CH2),6COO H 284 ,5 CH3(CH2) „COOH 321 ,3 Tr ọn g lư ợn g riê ng, g/c m3 0,8 49 (70 °) 0,8 45 (70 °) 0,8 24 (10 0°) Hệ số chiết quan g, n200 Nhiệ t độ nóng chảy, °c Nhiệt độ sơi, °c Chỉ số axit 62,0 215 (15mm ) 218 ,9 1,430 03 (80°) 70,5 238 (15mm ) 197 ,3 1,425 (100° ) 75,4 328 (60mm ) 179 ,6 1,426 99 (80°) Tính chất vật lý của axit béo như đã kê ở bảng 2.2 phụ thuộc vào cấu tạo và phân tử khối Ở nhiệt độ thường phần lớn các axit khơng no ở trạng thái lỏng và các axit no ở trạng thái rắn. Cụ thể là các axit khơng no nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với axit no cùng có một số ngun tử cacbon. Mặt khác ta thấy rằng độ nhớt của axit béo khơng no bé hơn độ nhớt của axit no và loại axit béo nào có phân tử khối lớn hơn hay có chứa nhóm hydroxyl cũng có độ nhớt lớn hơn Khả năng hòa tan vào trong nước của axit béo giảm dần khi phân tử khối tăng lên, đó là do mạch cacbon khơng có cực càng dài ra mà vẫn chỉ có một nhóm cacboxyl COOH có cực thơi. Phân tử các loại axit có chứa từ 14 ngun tử cacbon trở lên đều khơng tan trong nước Trọng lượng riêng của axit béo đều nhỏ hơn 1, thường phân tử khối tăng lên thì trọng lượng riêng giảm xuống và axit béo khơng no có trọng lượng riêng lớn hơn axit no tương ứng (cùng sổ ngun tử cacbon). Khi đun nóng axit béo thì thể tích giãn nở nên trọng lượng riêng giảm xuống, cứ tăng nhiệt độ lên 1 độ thì trọng lượng riêng giảm xuống khoảng 0,0007 g/cm5 Nhóm 2 5 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Khi chưng cất áp suất thường các axit có phân tử cao từ Cio trở lên bị phân hủy nên phải chưng cất trong chân khơng hay bằng hơi nước, nhưng dù sao các axit đó cũng bị biến đổi ít nhiều (khử nước, trùng hợp) Tính chất hóa học của axit béo phụ thuộc vào sự có mặt của nhóm COOH, phân tử khối và mức độ khơng no của axit béo đó ♦ Axit béo loại no tương đối bền vững, khó bị oxy hóa và khơng tham gia vào các phản ứng kết hợp trực tiếp Chúng có khả năng kết hợp với kim loại và dễ dàng hơn là với các oxyt và hydroxyt của các kim loại đó tạo thành muối. Muối với kim loại kiềm của axit béo hòa tan vào nước và rượu chính là xà phòng chúng ta thường dùng. Còn muối của axit béo với kim loại đa hóa trị như chì, mangan, coban thì hòa tan vào benzen, hydrocacbon dầu mỏ, ete và este; loại này có khả năng làm khơ dầu nên thường dùng làm chất làm khơ. Muối kiềm nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn muối kim loại đa hóa trị, ví dụ natri oleat nóng chảy ở 222° c, đồng oleat ở Ỉ00°c và chi oleat ở 80° c Các axit béo no còn có thể tham gia vào phản ứng este hóa, ngun tử H của nhóm cacboxyl sẽ bị thay thể bằng gốc rượu: Đây là một phản ứng thuận nghịch. Khi có dư nước, kiềm, axit và các chất nhũ hóa thì phản ứng sẽ theo chiều nghịch este tạo thành sẽ bị phân giải. Các loại este này có thể dùng làm chất hóa dẻo cho PVC ♦ Axit béo loại khơng no có khả năng phản ứng mạnh hơn nhiều. Khả năng phản ứng phụ thuộc vào số nối đơi và phân tử khối. Các axit loại nảy đều có thể tham gia vảo phản ứng kểt hợp trực tiếp vị trí nối đơi với halogen, oxy, hydro Bảng 2. Cấu tạo về tính chất một sổ axit béo loại khơng no chủ yểu Tên Cơng thức cấu tạo Axitt oloic CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH Axit rixinoleỉc (oxy axit) CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH =CH(CH)7 COOH Phân từ khối Trọng lượng riêng 15°c, g/cma Hệ số chiết Nhiệ Nhiệt quang t độ độ sơi, n200 nóng °c chảy, °c 282.4 0,898 1.4638 14,0 298.4 0,9496 1,4145 (15°) 45 232,5 (15mm) Chỉ số axit Chỉ số iot 198 89.96 85.14 188 228 (10mm) Nhóm 2 6 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Axit Linoleic CH3(CH2)4CH=CHCH2CH =CH(CH2)7COOH Axit linolenoic Môn: Công Nghệ Sản 280,4 0,9069 1,4711 9,5 278.4 0,9046 1,4652 11 ch3ch2ch = CHCH2CH = CHCH2CH = = CH(CH2)7COOH Axit eleostean c CH3(CH2)3CH = CHCH = CHCH 278,4 = = CH(CH2)7COOH 229 (15mm) 200 181,2 202 273,8 202 181.2 230232 (17mm) 0.9028 (50°) 1,4470 Đồng phân 235 α 48° (12mm) đồng phân β 71° Tác dụng của halogen: halogen kết hợp rất dễ vào vị trí nối đơi. Phản ứng kết hợp của iot vào nối đơi là phản ứng đặc trưng để xác định chi số iot của các hợp chất khơng no, ví dụ: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + I2→ CH3(CH2)7CH CH(CH2)7COOH │ │ I I Clo tác dụng mạnh hon nhiều và bên cạnh sản phẩm kết hợp vảo H có cả sản phẩm thế H Tác dụng của rodan (SCN)2: rodan tự do cỏ thể tồn tại trong dung dịch và kết hợp vào vị tri nối đơi của axit béo. Ví dụ với axit oleic 1 phân tử rodan kết hợp vào 1 vị tri nối đơi: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO OH+(SCN)2 →CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COO ∕ \ SCN SCN Rodan cỏ tác dụng yếu hơn halogen nhưng lại có tính chất chọn lọc. Cụ thể là với axit linoleic có 2 nối đơi, nhưng dù có dư cũng chỉ có 1 phân từ rodan kết hợp vào một vị trí nối đơi; axit linolenoic có 3 nối đơi nhưng chỉ kết hợp với 2 phân từ rodan và đặc biệt axit eleostearic có 3 nối dơi cũng chì kết hợp với 1 phân từ rodan Như vậy xác định chi số iot và chỉ số rodan có thể xác định được thành phần của hốn hợp axit béo Tác dụng của hydro: hydro có khả năng kết hợp vào vị trí nối đơi nhưng cần phải có điều kiện nhiệt độ cao và xúc tác là bột mịn Ni, Pt, Pd: Nhóm 2 7 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + H2 → CH3(CH2)l6COOH Axit oleic đã biến thành axit stearic ờ dạng rắn, vi thế dầu hydro hóa có tên gọi là dầu cứng. Người ta đã hydro hóa một số loại dầu thành đầu cứng để sản xuất xà phòng Đối với các axit béo khơng no có nhiều nối đơi thường khó hydro hóa được tồn bộ nên bên cạnh phản ứng hydro hóa có cả sự chuyển dịch nối đơi tạo thành các dồng phân Tác dụng cua oxy: axit béo khơng no dễ dàng bị oxy hóa trong khơng khí tạo thảnh oxy axit Permanganat trong dung dịch kiềm oxy hóa axit khơng no thành oxy axit và sau đó nếu đun nóng oxy axit sẽ biến thành xetonaxit và phân hủy thành axit phân tử thấp, ví dụ: CH3(CH2)7CH=CH(CH,)7COOH→CH3(CH2)7CH(OH)CH(OH)(CH2)7COOH → CH3(CH2)7COOH + HOOC(CH2)7COOH (axit adelaic) Có thể dùng phương pháp oxy hóa axit béo khơng no để xác định vị trí nối đơi của chúng Nhóm 2 8 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Môn: Công Nghệ Sản Tác dụng của axit sunfuric: axit sunfuric tác dụng với axit béo tạo thành sunfoaxit CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH+H2S04→CH3(CH,)7CHCH(CH2)7COOH │ │ H OSO 3H Khi đun sơi sunfoaxit với nước thì axit sunHiric thốt ra và ta có oxy axit tương ứng Các oxy axit khi đun nóng lên 280°c sẽ bị khử nước, ví dụ khi đun nóng axit rixinoleic: CH3(CH2)5CHCH2CH = CH(CH2)7COOH → │ OH → CH3(CH2)5CH = CHCH=CH(CH2)7COOH Tác dụng của kiềm: Khi đun nóng kiềm sẽ đồng phân hóa axit béo làm chuyển dịch nối đơi đến gần nhóm COOH: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + NaOH →CH3(CH2)l4CH = CHCOONa + H2O Nếu tiếp tục đun nóng thì sẽ có sự phân hủy tạo thành hợp chất phân tử thấp hơn: CH3(CH2)14CH = CHCOONa → CH3(CH2)14COOH + CH3COONa Nhưng quan trọng hơn cà là axit béo khơng no và este của chúng có khả năng trùng hợp tạo thành phân tử lớn hơn dùng để chế tạo sơn, ví dụ khi trùng hợp axit eleostearic ta có: 2CH3(CH2)14CH = CHCH = CHCH = CH(CH2)7COOH → CH3(CHi)3CH=CHCHCHCH CH(CH2)7COOH │ │ CH3(CH2)3 CHCHCH = CH(CH2)7COOH │ │ CH=CH b. Giryxerin Nhóm 2 9 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Khi oxy hóa và đun nóng dầu thì glyxerit dễ dàng bị xà phòng hóa thành axit béo và glyxerin. Vì thế trong cơng nghiệp sản xuất xà phòng người ta sàn xuất ln cả glyxerin để tiết kiệm. Ở các nước có dầu mỏ và cơng nghiệp hóa chất phát triển người ta sản xuất glyxerin bằng phương pháp tồng hợp từ khí propylen Glyxerin được sử dụng nhiều trong quốc phòng, y dược. Trong ngành sơn glyxerin dùng để sàn xuất sơn polyeste Nhóm 2 10 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Thuốc nhuộm basic cũng tan vào nước dễ dàng do có chứa các nhóm amin đã bị thay thế N(CH3)2, N(C2H5)2 γ. Thuốc màu từ thuốc nhuộm antraquinon Đây là loại sản phẩm do tác dụng của alizarin và dẫn xuất của nó với hydrat oxyt và muối kim loại Loại phhor biến là loại có chứa nhơm và Ca với tên gọi là thuốc màu craf rất bền với ánh sang dung để làm sơn men nitro 2.4.5. Sự phù hợp màu Màu của sơn thường phù hợp với một vài mẫu màu. Dù thế nào nào thì màu cũng phải phù hợp với màu mẻ sơn trước của cùng loại sơn. Nếu có sự chuyển màu mới trong sơn thì sự phù hợp màu như sau: a Sắt chính và các màu nhạt phải được quan sát, màu hoặc sang hoặc tối; b Bằng kinh nghiệm và áp dụng ngun tắc trừ riêng, chất màu có thể cho một màu chọn sẵn.; c Từng chất màu phân tán riêng biệt và mỗi sự phân tán đều chuyển vào sơn Bây giờ sự phù hợp màu thích hợp với một vài loại sơn, mỗi loại chỉ chứa một chất màu. Đó là dung dịch màu; d Các dung dịch màu pha trộn với nhau, việc chọn các dung dịch và tỷ lệ phải thay đổi cho đến khi sự pha trộn đạt yêu cầu và màu như ý muốn. Phải ghi chép tỷ lệ chất màu trong pha trộn; e Sơn cuối cùng thu được do sự pha trộn các dung dịch màu, nhưng sự phân tán phải bền vững nếu tất cả các chất màu được phân tán đồng thời trong cùng một q trình nghiền. ĐOs là sự nghiền đồng thời các chất màu. Nếu màu có sự chuyển dịch nhẹ thì phỉa them ohuj gia vào dung dịch màu hoặc phân tán chất màu đậm đặc hơn 2.4.6. Phân tán chất màu và chất độn Qúa trình này khơng những chỉ thực hiện việc nghiền tinh mà còn phải khử sự q nhiệt, thấm ướt hạt và tạo sự phân bố đồng nhất trong khi tạo màng Nhóm 2 158 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Sự hấp phụ các chất tạo màng trên bề mặt chất phân tán đóng vài trò trong q trình phân bố. Trong hầu hết các trường hợp, khi đưa các thành phần của chất tạo màng vào thì chất tạo màng ở dạng dung dịch, q trình hấp phụ xảy ra nhờ sự tương phản của bề mặt chất màu với các chất có trong dung dịch 2.5. CÁC CHẤT PHỤ GIA Đó là những sản phẩm khơng tạo thành thành phần chính của sơn Chúng chỉ tham gia với lượng nhỏ, ít hơn 2%, đơi khi chỉ bằng 1/100 000 để biến tính hoặc gây ra tác động đến các thành phần của sơn cuối Chúng là các hóa chất khác nhau và có vai trò rất khác nhau, rất khó phân loại. Người ta thường dùng thuật ngữ tác nhân để chỉ chức năng của chúng Một số chất lẫn trong chất kết dính, chất khác thì bay hơi như một dung mơi, chất khác nữa thì tăng cường sự pha màu Có rất nhiều chất phụ gia tùy theo chức năng của chúng. Ở đây chúng ta chỉ giới thiệu tóm tắt một số chất phụ gia chủ yếu Vai trò của các chất phụ gia Có rất nhiều vai trò: là cho việc chế tạo được dễ dàng (thấm ướt chất màu để pha màu); kiềm chế tính lưu biến (rheologie) của sơn (bản chất và giá trị của độ nhớt); bảo đản sự dự trữ (lưu kho) tốt; ngăn cản sự lắng khi pha màu; trung hòa độ ẩm của một số thành phần sơn; ngăn cản sự làm dày ra; ngăn cản sự hóa lỏng; ngăn cản thối rửa sản phẩm môi trường nước; ổn định một số chất kết đính; ngăn cản sự hình thành lớp da trên bề mặt; bảo đảm đóng hộp sươn bình Nhóm 2 thường bảo đảm ứng dụng tốt: 159 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản tác nhân sức căng bề mẩ; phun tốt; điều chỉnh tính dẫn sơn sử dụng theo phương pháp tĩnh định; bảo đảm sự tạo màng tốt; tác nhân oxy hóa: các chất làm khơ; tác nhân hợp dính các chất phân tán; tác nhân trùng hợp các polyeste; tác nhân tăng tốc của phản ứng trước đó; quang khởi động sản phẩm đóng rắn dưới tác dụng của ánh sáng hay tia tử ngoại; trùng hợp hóa vecni hay sơn formophenolic, ureformol đem đến những tính chất đặc biệt cho màng: sự bám dính; bền với vết rách; chống ăn mòn; trừ sâu (sản phẩm cho gỗ); trừ nấm; chống nhiễm bẩn; hấp thu tia tử ngoại của Mặt trời; kỵ nước; Tác dụng của các chất phụ gia khác nhau Các chất xúc tác Một chất xúc tác là một tác nhân vật lý hay hóa học có thể tác động, điều chỉnh hay tăng tốc phản ứng, về ngun tắc, nó khơng thay đổi cho đến khi kết thúc phản ứng Trong trường hợp một xúc tác hóa học thì liều lượng để lại một phạm vi nào đó Trong thực tế ngành sơn, người ta có thói quen gọi chất xúc tác là thành phần không bị nhuộm màu sản phẩm hai thành phần, như những sản phẩm của nhựa epoxy và polyuretan. Đó là cách gọi sai vì các sản phẩm này khơng phải là những chất xúc tác: liều lượng của chúng phải rất chính xác và chúng tham dự vào phản ứng với số lượng quan trọng. Người ta cũng gọi khơng đúng là chất đóng rắn Chất đóng rắn Nhóm 2 160 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Sơn tổng hợp có thể khô nhiệt độ thường khơ sấy, nhưng có trường hợp cho vào các chất oxy hóa, amin… phản ứng với nhựa, làm cho màng sơn khơ đóng rắng. Những hợp chất này gọi là chất đóng rắn Chất đóng rắn amin là ngun liệu quan trọng của sơn epoxy, vì sơn epoxy khơng thể đóng rắn tạo màng nếu khơng có chất đóng rắn. Sau khi cho chất đóng rắn vào được lớp sơn chắc, chịu ăn mòn hóa học, cách điện tốt, tính năng cơ khí tốt. Chất đóng rắng thường dùng là C2H4(NH2)2 Đối với sơn polyeste dùng chất peroxyt hữu cơ làm chất đóng rắn Các chất xúc tác axit Các chất này cho vào sơn khi sử dụng. Những axits chính thường dùng là axit clohydric, axit phosphoric, axit paratoluen sunfonic. Sản ph ẩm dùng sơn loại này khơng thể sử dụng trên nền kiềm. Trong những trường hợp đặc biệt các loại này có thể tham gia vào thành phần của vecni và tromng một số bản in chống gỉ. Các axit này có thể đựng trong lọ thủy tinh hay bình nhựa, trừ các bình bằng kim loại Các chất khác chất chống oxy hóa; chất tăng nhạy quang học; v.v Chất hoạt hóa sức căng (tensioactif) Trong các sản phẩm sơn đều tháy có chất này. Chất này làm dễ dàng: thấm ướt các chất màu; duy trì trạng thái huyền phù trong việc pha màu hay phân tán nhựa; tạo sức căng của màng hoặc sinh ra hiệu ứng “nhát búa”; tăng độ bám dính của màng Đồng thời chất này cũng cho phép tránh được các bọt Chúng có bản chất hóa học rất khác nhau. Những chất chính thường là những dẫn xuất của polyxyetylenic, alkylarysunfonat; vào hàng thứ hai là những silicon Tác nhân lưu biến (agent de rheologie) các plyme cao; tác nhân làm phồng nở như nhơm stearat Chất hấp phụ ẩm, khí: đó là những “rây phân tử” Nhóm 2 161 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Môn: Công Nghệ Sản Tác nhân kiểm tra độ pH ammoniac; dung dịch đệm Chất chống kết bông (antifloculant) polyphosphat; axit polyacrylic Chất trừ sâu hại tác nhân bảo quản sản phẩm tan nước natri ortophenylphenat; chất diệt nấm và thuốc trừ sâu đối với các sán phẩm gỗ tẩm Chất làm khơ. Đây là chất rất quan trọng đối với sơn, chúng ta cần xem xét kỹ Chất làm khơ Chất làm khơ là những chất làm tăng nhanh các q trifng hóa học xảy ra trong q trình khơ của màng sơn để cho nó khơ được nhanh chóng, vì vậy có thể xem như là chất xúc tác Các loại xà phòng kim loại (Pb, Mn…) của axit béo, axit nhựa có tác dụng tăng nhanh q trình khơ của dầu. Có thể giải thích cơ cấu tác dụng của chất làm khơ nhờ sự thay đổi hóa trị của các kim loại trên: 2+ 4+ 2+ 2Mn(RCOO)2 + O2 2(RCOO)2MnO 2(RCOO)2Mn + 2O (khơng bền) lấy oxy phân tử bên ngồi khơng khí biến thành oxy ngun tử hoạt động hơn truyền dầu để thúc đẩy phản ứng tạo thành màng Người ta thường chia ra ba loại chất làm khơ như sau: Chất làm khơ khó hòa tan Đây là loại oxy, muối kim loại ở dạng ngun chất hay ở dạng quặng chì có khả năng hòa tan vào dầu ở nhiệt độ cao từ 200 3000C Chì axetat Pb(CH3COO)2.3H2O. Chế tạo bằng cách hòa tan chì vào axit axetic và thường bán dạng tinh thể trong suốt. Trước khi cho vào dầu cần đun nóng lên 1000C để tách nước kết tinh ra. Hòa tan vào dầu ở nhiệt độ 200225OC; Chì oxyt PbO thường dạng bột màu vàng, hòa tan vào dầu ở 200225 C; Nhóm 2 162 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Chì oxyt Pb3O4 ở dạng màu đỏ nhạt đến màu da cam, hòa tan vào dầu ở 2002250C; Quặng mangan oxyt MnO2 quặng này ở dạng bột màu đen tan vào dầu ở 2500C; Coban axetat Co(CH3COO)2.4H2O bột màu đỏ nhạt tan vào dầu ở 200 C 2. Chất làm khơ dễ hòa tan Đây là loại muối axit béo hay axit nhựa của các kim loại Mn, Co, Pb… có khả năng hào tan vào dầu ở nhiệt độ khơng cao lắm, khoảng 120 1500C Muối axit nhựa gọi redinat, axit béo dầu lin gọi là linoleat, của axit naphten gọi là naphenat a Chất làm khơ nóng chảy Là kim loại oxyt nghiền mịn đun nóng với axit nhựa của nhựa thong hay axit béo của dầu ở khoảng 2002700C Loại redinat gần giống nhựa thong chế biến dạng canxi redinat. Vì thế nó khơng những có tác dụng làm tăng nhiệt độ hóa mềm của nhựa thong mà còn có tác dụng làm khơ b Chất làm khơ kết tủa Là két tủa của phản ứng giữa dung dịch muối kim loại với xà phòng natri của axit nhựa, axit béo MnCl2 + 2RCOONa (RCOO)2Mn↓ + 2NaCl Các giai đoạn chế tạo làm khơ kết tủa ở lỏng α Tiến hành xà phòng hóa nhựa thông hay dầu bằng dung dịch NaOH nồng độ 10% ở nhiệt độ khoảng 901000C β. Trộn hỗn hợp xà phòng với dung dịch muối kim loại, đồng thời cho them dung dịch white spirit vào. γ. Tiến hành rửa dụng chất làm khơ kết để tách nước muối tan trong nước bằng cách dung một lượng nước cất tương duowngvoiws dung dịch chất làm khơ trộn đều vào nhau rồi để lắng và tách lớp nước đi, nên rửa 23 lần 3. Chất làm khơ ở dạng lỏng Chất làm khơ lỏng hay dung dịch chất làm khơ chế tạo ngay sau khi đã có chất làm khơ nóng chảy hay kết tủa Nồng độ 4050% Nhóm 2 163 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản dung dịch chất làm khơ chủ yếu là loại chì để một thời gian dễ tạo thành kết tủa nên trước khi dung phải khuấy đều Ưu điểm: có khả năng hòa tan vào dầu ngay ở nhiệt độ thường Cách thử tính chất của chất làm khơ : thử khả năng của nó vào dung mơi và xác định thời gian khơ của dầu có thêm chất làm khơ 2.6. CHẤT DẺO HĨA Chất hóa dẻo là những chất thêm vào trong thành phần của sơn để làm cho màng sơn mềm và co giãn hơn. Nó còn có tác dụng làm cho màng sơn bền với ánh sáng, chịu nhiệt, chịu lạnh, nói chung là bền với tác dụng của thời tiết hơn, bền với sự thay đổi nhiệt độ, có khi còn giảm bớt được khả năng cháy Chất hóa dẻo thường dùng trong sản xuất sơn nitroxenluloza, sơn cao su clo hóa, sơn perclovinyl… Có loại chất hóa dẻo có khả năng hòa tan tác động mạnh vào các polime của chất tạo màng làm yếu các liên kết giữa các cao phân tử với nhau. Do đó, nó làm tăng tính dẻo nhưng lại có ảnh hưởng đến độ bền đứt của màng sơn Cũng có loại chất dẻo khơng tác động vào chất tạo màng mà chỉ có khả ăng xun vào các chỗ trống giúp cho sự chuyển dịch tương hỗ giữa các hạt được dễ dàng. Loại này có tác dụng bổ sung cho loại trên, làm tăng thêm tính dẻo tăng độ bền lên nhiều Vì sản xuất sơn thường hay dùng hỗn hợp chất hóa dẻo, ít khi dùng từng chất riêng lẻ Cấu tạo hóa học của chất hóa dẻo có ảnh hưởng rất nhiều đến tác dụng hóa dẻo của nó. Loại chất hóa dẻo chứa các nhóm mạch thẳng có tác dụng hóa dẻo rất tốt, nếu chứa nhân thơm thì tác dụng hóa dẻo có giảm sút và lại làm giảm khả năng chịu lạnh của màng sơn. Người ta cũng thí nghiệm thấy rằng mạch cacbon của chất hóa dẻo càng dài tác dụng hóa dẻo của nó càng lớn Muốn có được chất hóa dẻo lâu dài, chất hóa dẻo cần đạt được các u cầu sau đây: Khó bốc hơi ngay cả ở nhiệt độ khá cao Có khả năng hòa tan nhựa Có thể kết hợp được với các dung mơi thơng thường và kết hợp với bột màu Khơng có màu, khơng có mùi vị đặc biệt Trung tính Khơng hút nước và tương đối ổn định hóa học Nhóm 2 164 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Bền với ánh sáng và tác dụng của thời tiết Khơng cháy Các chất hóa dẻo chủ yếu là: Este của axit phtaleic mà thường dùng nhiều nhất là dibutylphtalat DBP; ortyl phtalat, etylglycol phtalat Este của axit photphoric: như tricresylphosphat là một chất hóa dẻo được dùng phổ biến Este của axit adipic: dùng nhiều trong ngành da nhân tạo Casterol: là sản phẩm oxy hóa dầu ve bằng oxy của khơng khí ở 1151300C; dùng casterol đẻ hóa dẻo tốt hơn là dùng ngun dầu ve Parafin clo hóa Diphenyl clo hóa, dùng hạn chế Các chất hóa dẻo làm giảm độ rắn, nhưng làm tăng độ mềm và khả năng lên tuyết. Một số có độc tính Đó là những chất bột khơng tan trong chất kết dính và dung mơi của nó, nhưng trái lại, đối với các chất màu nó khơng có hoặc ít ảnh hưởng đến màu sắc và độ chắn sang Các chất tải (chất mang, bột độn, chất phụ trợcharges) có tác động bằng thể tích, hình dạng và độ xếp bên trong của chúng Những chất tải cổ diển đã biết rất rẻ được dùng để giảm giá thành sơn. Hiện nay, với giá thành hạ đó chỉ là thứ yếu vì liều lượng chất thải trong đơn pha chế là kết quả của một cơng nghệ thích hợp Các chất thải cho phếp bằng thể tích của chúng, làm tăng khả năng lên tuyết của các sản phẩm sơn. Chúng cũng cho phép phân bổ sự pha màu, làm cho độ chắn sang và sắc màu thích hợp Tác dụng khác nhau duy nhất giữa chất màu và chất tải ở giá trị hai khả năng: Mạnh đối với các chất màu: Yếu hoặc bằng khơng đối với các chất tải Chính giá trị này cũng gắn với giá trị của các chỉ số khúc xạ: Mạnh đối với các chất màu; Yếu đối với các chất tải (dưới 1,6) Các chất tải tham gia bảo vệ các chất kết dính chống lại sự xuống cấp do các tia tử ngoại Các chất tải dạng lá mỏng như bột talc hoặc mica làm tăng độ bên các sản phẩm sơn đối với nước và ẩm Nhóm 2 165 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Các chất tải vi xốp mhuw phấn và hầu hết các điatomit, đảm bảo sự sấy tốt Theo chiều sâu và sự thấm hơi nước, khơng có như cầu đạt tới nồng độ màu thể tích tới hạn, như vậy giữ cho màng độ bám dính và độ dẻo tốt Các chất tải cho phép thay đổi tính lưu biến các sản phẩm sơn lỏng: kết quả chúng cho phép tránh sự rão lớp phủ dẻo dày ở nhiệt độ cao Chúng cho phép định lượng và định tính mức độ xỉn Các chất tải rắn chó thể đem lại độ bền lớn đối với sự mài mòn hoặc tạo ra bề mặt chống trượt Chúng rất cần thiết để sản xuất sơn ngừa lửa phồng nỡ để đơi phó với các ngọn lửa “bánh long trắng trứng” khống rất xếp và cách biệt với giá đỡ nhiệt Một số chất tải rất nhạy với các thuốc thử hóa học khác nhau Một số chất tương đối nhạy cảm với nước và nếu chúng khơng tinh khiết có thể có một số ngun tố hóa học khơng mong muốn đưa vào sơn Các chất tải rắn gây ra sự mài mòn khi chế tạo và khi ứng dụng: * Các loại chất tải khác nhau: Các chất tải thiên nhiên: đá đã được nghiền, rất mịn; Các chất tải kết tủa: điều chế bằng phương pháp hóa học, rất mịn nhưng rất đắt; Các sợi hữu cơ: chư được xếp hạng chính thức là chất tải. Là những sợi dệt rất ngắn: nylon, pp, polyester hay những sợi xenlulozơ như bột giấy Chúng mang lại sự mền dẻo, tiêu âm, lưu biến cho chất dẻo Chúng cũng được dùng để tạo bề mặt Hình dạng, cấu trúc và kích thước các hạt * Hình dạng: Hình phỏng cầu: cả ba kích thước cùng theo một trật tự chiều dài, khơng phải là hình cầu vì chúng là tinh thể nhở; dạng này hay gặp; Hình lá mỏng: đó là bột talc và mica; Hình kim: đây là dạng kim có chiều dài từ 410 lần đường kính. Chất tải hình kim kim phần lớn là các tải kết tủa: Hình sợi: là chất tải hình kim có chiều dài rất lớn so với đường kính. Đó là trường hợp đặc biệt như amiăng Nhóm 2 166 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản * Cấu trúc: thường gặp trạng thái thiên nhiên, không phải là những chất rắn đơn giản, nhưng có tính chất thế chân và có độ xếp * Kích thước các hạt: kích thước trung bình và độ lệch kích thước trong cùng một lơ Những đường cong đo hạt của một sản phẩm sơn nào đó, đặc biệt lớp phủ dẻo dày, phải tn theo nghiêm ngặt sản phẩm thích hợp Như vây: Các sản phẩm có phép đo hạt lớn: có kích thước trung bình từ 0,05 2mm. Các sản phẩm này được lựa chọn bằng cách rây,có độ chênh lệch trung bình khá kém. Đó là những thành tố trong lớp phủ dẻo dày nói chung; Các chất tải thiên nhiên cổ điển: được nghiền mịn đơn giản. Kích thước: 525µm, thường được trải rộng Có một vài chất rất mịn vì chúng tồn tại trong thiên nhiên dưới dạng đá ít nhiều cứng, nhưng được cấu tạo từ những hạt rất mịn, kết tụ đơn giản với nhau. Đó là trường hợp kaolin mà độ lớn của hạt ở mức micron Các chất tải cấp micron: được nghiền mịn, kích thước: 210µm Các chất tải kết tủa: được điều chế bằng Phuong pháp hóa học. Kích thước của chúng tương tự như chất màu, khoảng 0,2µm, nhưng có thể hạ xuống thấp hơn (0,05µm). Hiệu ứng bề mặt rất quan trọng, hoạt động hơn các chất phụ gia * Những chất tải chính: Những cacbonat: Chất tải quan trọng nhất là canxi cacbonat; nó có cả tồn bộ thang đo hạt Ngồi ra cacbonat thiên nhieencos dưới dạng tinh thể, ít nhiều hình cầu dạng phấn, vỏ hóa thạch vi xốp Blance de Meudon là một loại phấn Canxi cacbonat kết tủa có kích thước từ 10,06µm. Những hạt này có thể hình phỏng cầu hoặc hình kim Dolomit là sảm phẩm thiên nhiên là cacbonat kép của canxi và magie. Chúng có những tính chất lân cận với chất trên, nhưng rất trắng và cứng. Chúng được sử dụng trong sản xuất sơn bong và mờ Những silic đioxyt Chúng bao gồm cát và những đá cuội biển nghiền nhỏ Nhóm 2 167 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Loại này hay dùng cho lớp phủ dẻo dày, những sản phẩm chịu m,ài mòn và chống trượt. Chunhs ít được dùng ở kích thước thong thường (vài micron) Những silic đioxyt được điều chế bằng phương pháp hóa học, là những phụ gia có ứng dụng chính như những nhân lưu biến hay để làm mờ vecni và đơi khi cho cả sơn Bary sunfat Loại này tồn tại dưới dạng thiên nhiên, tương đối mịn (3050µm) hoặ dưới dạng kết tủa Loại này thường rất trắng, bền hóa học với axit và bazơ nó được dùng trong sơn chống axit Các chất tải khác: Bột talc: phiến đá mỏng dạng lá, có tính khơng thấm nước, làm mờ (xỉn), ngăn cản các chất màu lắng xuống đáy bình, dễ dàng mài bằng đá bọt ở lớp dưới. Đó là một magie silicat được hydrat hóa; Mica: phiến đá mỏng dạng lá, được dùng để tạo ra sự khơng thấm nước và bền với thời tiết xấu. Đó là một silicat phức với magie, nhơm, sắt và kim loại kìm hay kìm thổ Gắn liền với m ica, một sản phẩm hóa học lân cận là vecmiculit, sinh nhiều nhiệt và tạo nên một thành toosquan trongjcho sơn ngừa lửa phồng nở Kaolin: là đất sét rất thuần khiết, có hạt rất mịn. Nó tồn tại với chất lượng thiên nhiên và chất lượng canxi hóa Bột đá đen Sợi dệt: nylon, polypropylen, polyeste, mặc dù đó là những chất hữu cơ nhưng có vai trò như chất tải khống Chú ý rằng, với sơn cơng nghiệp và với những lớp mỏng, người ta dùng một phép đo hạt đối với mỗi chất tải và nhiều hơn là hai loại thiên nhiên và kết tủa. Trong các tòa nhà, vai trò của chất tải gần với vai trò của phép đo hạt tập hợp trong bêtơng, cho phép đạt được độ bền rất cao so với vữa ximăng – cát đơn giản. Chú ý là sức bền đó chỉ đạt được khi cán bộ kỹ thuật có trình độ chun mơn rất cao và sử dụng vật liệu thích hợp. Chất trát phải chuẩn bị tại chỗ, một doanh nghiệp khơng có phòng thí nghiệm thì khơng thể chế tạo được sơn cho các tòa nhà hiện đại Nhóm 2 168 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản KẾT LUẬN Qua bài tiểu luận trên chúng ta có thể biết được các vật liệu thiên nhiên để sản xuất sơn cũng như là các thành phần có được ở trong sơn.giúp chúng ta có thể nắm đuọc các đặc tính lý hóa của sơn đẻ có thể sử dụng loại sơn đó một cách hiệu quả nhất Xin chân thành cảm ơn sự giup đỡ của cơ Đào Thị Sương và tất cả các bạn đã góp đóng góp ý kiến thân thành đối với nhom chúng em Nhóm 2 169 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản TÀI LIỆU THAM KHẢO G. Blanc. La peinture industrielle Métaux automobile. Dunod, Paris, 1966 Roger Grignard Jean Claude Masson. La peinture en bâtiment. Eyrolles, Paris, 1993 G. Champetler, H. Rabaté. Chimie de peintures. Vernis et pigment. Dunod, Paris, 1956 G.P.A. Turner. Introduction to Paint Chemistry, third edition. Chapman and Hall, London New York Tokyo Melbourne Madras, 1990 Rohm and Haas, Asia Pacific Region Performance Polymers, Coatings. Understanding paint and Coatings. Chinacoat sfchina, Shanghai, China, 2004 Coatings World, Rodman Publications, USA, 2005, 2006 Đặng văn Luyến. Nhũng hiểu biết cơ bản về sơn. NXB Khoa học, Hà Nội, 1962 Đặng Văn Luyến. Lý thuyết về son. Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 1965 Đinh Vãn Kiên. Kỹ thuật sơn. NXB Cơng nhân kỹ thuật, Hà Nội, 1978 Nguyễn Văn Lộc. Kỹ thuật sơn, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 Bộ Vật tư Cơng ty Hóa chất. Hướng dẫn sử dụng sơn, Hà Nội, 1973 Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Bộ mơn Cơng nghệ các chất vơ cơ. Tuyển tập các cơng trình nghiên cửu 50 năm Hội nghị Khoa học ỉần thứ 20, Hà Nội, 2006 Nguyễn Quang Huỳnh. Vật liệu trong cơng nghiệp hóa chất, NXB Cơng nhân ky thuật, 1982Ĩ Tổng Cơng ty Hóa chất Việt Nam Tạp chí Cơng nghiệp Hóa chất, các số từ năm 1998 đến 2006 Trung tâm nghiên cửu ửng dụng tư vấn mơi sinhy học. Đặc san Mơi trường và sức khỏe, số 117 12/2004 Tạp chí Ý tưỏng sản phẩm, sổ 25 tháng 102003. Cơng nghiệp Việt Nam Nguyễn Văn Phi, Phan Đình Thanh. Nhựa cánh kiến đỏ (kv thuật chế biến và sử dụng). NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1977 M.A AHBIHH>K, B.H nueHKOBCKnìí JlaKOKpacoHHbie MaTepnajibi, “XHMHÍI”, 1982 Các báo và tạp chí: Giao thơng vận tải, số 85, 22/10/2002 Diễn đàn doanh nghiệp, 12/2/2003 Tuồi trẻ, 11/9/2003 Sài Gòn giải phóng, 1/10/2003 Nhóm 2 170 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Mơn: Cơng Nghệ Sản Khoa học và phát triển, 713/8/2003 Khoa học và phát triển, 1723/7/2003 Khoa học và đời sống, 16/1/2004 Diễn đàn doanh nghiệp, Doanh nhân, số 34, 15/10/2006 Chương 2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA SƠN Các loại chất tạo màng Dầu thảo mộc Nhựa thiên nhiên Nhựa tổng hợp Dung mơi Chất pha lỗng Chất màu và bột màu Các tính chất của màu Năng lực thể hiện màu (cường độ màu) Phân loại Lựa chọn màu Sự phù hợp màu Phân tán chất màu và chất độn Các chất phụ gia Chất hóa dẻo Chất tải Nhóm 2 171 GVHD: Đào Thị Sương Xuất Sơn Nhóm 2 Mơn: Cơng Nghệ Sản 172 ... mặt sản phẩm, có loại tạo thành màng khơ nhanh, có loại tạo thành màng khơ chậm, có loại khơng tạo thành màng. Do sự hình thành màng, có thể phân làm ba loại: loại dầu tạo thành màng nhanh là dầu khơ, dầu tạo màng chậm gọi là dầu ... dùng để sản xuất sơn được Còn có cách phân loại dầu ti mỉ hơn dựa vào khả năng khơ và tính chất kỹ thuật của màng sơn. Có 8 loại như sau: a .Nhóm dầu trẩu gồm các loại dầu khơ rất nhanh tạo thành màng sơn ... khơ. Màng sơn có dầu đậu nành khó biến vàng, dùng để chế tạo sơn trăng, thường phối hợp với dầu trẩu d Nhóm dầu oliu gồm các loại dầu khơ rất chậm nên chi dùng một lượng rất ít phối hợp với các loại dầu khơ. Thành phần gồm các loại axit