Công nghệ sản xuất sơn 50

GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn LỜI NĨI ĐẦU Trên giới, cơng nghiệp sơn phát triển mạnh mẽ; nưởc ta trình cơng nghiệp hoả đại hố nên cỏ nhu câu lớn sô lượng, chất lượng chùng loại sơn Trong điêu kiện hậụ nhiệt đới âm nước ta, yếu tố như: độ ầm,lượng xạ, nòng độ muối, nồng độ tạp chất CO 2, SO2 khơng khí, thăng giáng nhiệt độ, gây ăn mòn phả huỳ vật liệu nhanh, dân đền thiệt hại lớn vê kinh tê Chỉ với riêng kim loại, theo thống kê hàng năm, hao tổn kim loại ăn mòn thường chiếm 1, đến 4,5% GDP nước Nhiều ý tưởng công nghệ áp dụng để sản xuất loại SCNT màng móng nhà cửa, cơng sở, mặt tiền cửa hàng,ô tô nhiều sản phẩm khác Người tiêu dùng, ngành công nghiệp, quan bảo vệ môi trường trông chờ nhiều vào loại sơn màng mỏng có độ dày vào khoảng vài phần trăm milimets Bề mặt kim loại phủ lớp sơn 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 cần có nguyền liệu, máy móc thiêt bị tơt, thực đủ quy trình sản xuất phương pháp gia cơng sơn rât quan trọng, có màng sơn tốt, đẹp, bên Và quan trọng thành phần cấu tạo nên sơn Tiếp theo ta tiềm hiểu thành phần sơn Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Nhóm Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn GVHD: Đào Thị Sương Chương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn CÁC THÀNH PHẨN CỦA SƠN 2.1 CÁC LOẠI CHẤT TẠO MÀNG 2.1.1 Dầu thảo mộc Dầu nguyên liệu tạo màng sử dụng sớm cơng nghiệp, ngun liệu để tạo thành sơn dầu; pha chế số loại nhựa dùng dầu Dầu sử dụng sơn chủ yếu dầu thực vật hay dầu thảo mộc Dầu thực vật tạo thành lớp màng mỏng 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 hình thành màng, phân làm ba loại: loại dầu tạo thành màng nhanh dầu khô, dầu tạo màng chậm gọi dầu bán khô, dầu tạo màng gọi dầu không khô Dầu thảo mộc este glyxerin với axit béo, loại triglyxerit có chứa thêm lượng chất khơng béo Thành phần dầu biến đổi tuỳ theo phương pháp sản xuất, điều kiện thời gian bảo quản dầu trước sử dụng Khi nghiên cứu dầu thảo mộc cần biết rõ số lý hoá học Các số lý học quan trọng trọng lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ đóng băng, hệ số chiết quang số hoá học chủ yếu số axit, số iot, số xà phòng hoá, số axetyl Nước ta vùng nhiệt đới có nhiều loại dầu thảo mộc nên việc nghiên cứu dầu vấn đề quan trọng cấp bách, giúp bảo quản sử dụng dầu tốt 2.1.1.1 Các thành phần chủ yếu dầu thảo mộc a Axit béo Cấu tạo tính chất hoá lý Axit béo loại axit mạch cacbon, đơn chức, có cấu tạo thẳng Axit béo dầu thảo mộc gồm có nhiểu loại với cơng thức tổng qt sau: Axit no (khơng có nối đơi) CnH2nO2 Axit khơng no có nối dơi CnH2n-2O2 Axit khơng no có nối dõi CnH2n-4O2 Axit khơng no có nối dơi CnH2n-6O2 Axit khơng no có nối đơi CnH2n-8O2 Axit khụng no có nối đơi CnH2n-10O2 Trong loại dầu thảo mộc có chứa vài ba loại axit béo kể có axit no axit khơng no Thơng thường loại dầu có loại axit béo chủ yếu, chiếm tỷ lệ cao so với axit béo khác loại dầu Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Bảng 2.1 2.2 dây cho biết cấu tạo tính chất số axit béo chủ yếu có loại dầu thảo mộc Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Bảng 2.1 cấu tạo tính chất số axit béo loại no chủ yếu Tên gọi Axit palmitic Axit stearic Axit Arasinoic Công 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 Trọ ng lượ ng riê ng, g/c m3 0,8 49 (70 °) 0,8 45 (70 °) 0,8 24 (10 0°) Hệ số chiết quan g, n200 Nhiệt độ nóng chảy, °c Nhiệt độ sơi, °c Chỉ số axit 1,426 99 (80°) 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 Tính chất vật lý axit béo kê bảng 2.2 phụ thuộc vào cấu tạo phân tử khối Ở nhiệt độ thường phần lớn axit không no trạng thái lỏng axit no trạng thái rắn Cụ thể axit không no nóng chảy nhiệt độ thấp nhiều so với axit no có số nguyên tử cacbon Mặt khác ta thấy độ nhớt axit béo không no bé độ nhớt axit no loại axit béo có phân tử khối lớn hay có chứa nhóm hydroxyl có độ nhớt lớn Khả hòa tan vào nước axit béo giảm dần phân tử khối tăng lên, mạch cacbon khơng có cực dài mà có nhóm cacboxyl -COOH có cực thơi Phân tử loại axit có chứa từ 14 nguyên tử cacbon trở lên không tan nước Trọng lượng riêng axit béo nhỏ 1, thường phân tử khối tăng lên trọng lượng riêng giảm xuống axit béo khơng no có trọng lượng riêng lớn axit no tương ứng (cùng sổ nguyên tử cacbon) Khi đun nóng axit béo thể tích giãn nở nên trọng lượng riêng giảm xuống, tăng nhiệt độ lên độ trọng lượng riêng giảm xuống khoảng 0,0007 g/cm5 Khi chưng cất áp suất thường axit có phân tử cao từ Cio trở lên bị phân hủy nên phải chưng cất chân không hay nước, dù axit bị biến đổi nhiều (khử nước, trùng hợp) Tính chất hóa học axit béo phụ thuộc vào có mặt nhóm -COOH, phân tử khối mức độ khơng no axit béo ♦ Axit béo loại no tương đối bền vững, khó bị oxy hóa khơng tham gia vào phản ứng kết hợp trực tiếp Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn Chúng có khả kết hợp với kim loại dễ dàng với oxyt hydroxyt kim loại tạo thành muối Muối với kim loại kiềm axit béo hịa tan vào nước rượu xà phòng thường dùng Còn muối axit béo với kim loại đa hóa trị chì, mangan, coban hịa tan vào benzen, hydrocacbon dầu mỏ, ete este; loại có khả làm khơ dầu nên thường dùng làm chất làm khơ Muối kiềm nóng chảy nhiệt độ cao muối kim loại đa hóa trị, ví dụ natri oleat nóng chảy 222° c, đồng oleat Ỉ00°c chi oleat 80° c Các axit béo no cịn tham gia vào phản ứng este hóa, nguyên tử H nhóm cacboxyl bị thay thể gốc rượu: Đây phản ứng thuận nghịch Khi có dư nước, kiềm, axit chất nhũ hóa phản ứng theo chiều nghịch - este tạo thành bị phân giải Các loại este dùng làm chất hóa dẻo cho PVC ♦ Axit béo loại khơng no có khả phản ứng mạnh nhiều Khả phản ứng phụ thuộc vào số nối đôi phân tử khối Các axit loại nảy tham gia vảo phản ứng kểt hợp trực tiếp vị trí nối đơi với halogen, oxy, hydro Bảng Cấu tạo tính chất sổ axit béo loại khơng no chủ yểu Tên Công 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 Nhiệt quang độ n200 nóng chảy, °c 282.4 0,898 1.4638 14,0 298.4 0,9496 1,4145 (15°) 4-5 Nhiệt độ sôi, °c 232,5 (15mm) Chỉ số axit 198 Chỉ số iot 89.96 85.14 188 228 (10mm) Axit Linoleic CH3(CH2)4CH=CHCH2CH =CH(CH2)7COOH Axit linolenoic 280,4 0,9069 1,4711 -9,5 278.4 0,9046 1,4652 -11 ch3ch2ch = CHCH2CH = CHCH2CH = = CH(CH2)7COOH Axit eleosteanc Nhóm CH3(CH2)3CH = CHCH = CHCH = = CH(CH2)7COOH 229 (15mm) 200 181,2 202 273,8 202 181.2 230-232 (17mm) 278,4 0.9028 (50°) 1,4470 Đồng phân α 48° đồng phân β 71° 235 (12mm) GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn - Tác dụng halogen: halogen kết hợp dễ vào vị trí nối đơi Phản ứng kết hợp iot vào nối đôi phản ứng đặc trưng để xác định chi số iot 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 bên cạnh sản phẩm kết hợp vảo H có sản phẩm H Tác dụng rodan (SCN)2: rodan tự cỏ thể tồn dung dịch kết hợp vào vị tri nối đơi axit béo Ví dụ với axit oleic phân tử rodan kết hợp vào vị tri nối đôi: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO OH+(SCN)2 →CH3(CH2)7CH-CH-(CH2)7COO ∕ \ SCN SCN Rodan cỏ tác dụng yếu halogen lại có tính chất chọn lọc Cụ thể với axit linoleic có nối đơi, dù có dư có phân từ rodan kết hợp vào vị trí nối đơi; axit linolenoic có nối đơi kết hợp với phân từ rodan đặc biệt axit eleostearic có nối dơi chì kết hợp với phân từ rodan Như xác định chi số iot số rodan xác định thành phần hốn hợp axit béo Tác dụng hydro: hydro có khả kết hợp vào vị trí nối đơi cần phải có điều kiện nhiệt độ cao xúc tác bột mịn Ni, Pt, Pd: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + H2 → CH3(CH2)l6COOH Axit oleic biến thành axit stearic dạng rắn, vi dầu hydro hóa có tên gọi dầu cứng Người ta hydro hóa số loại dầu thành đầu cứng để sản xuất xà phòng Đối với axit béo khơng no có nhiều nối đơi thường khó hydro hóa tồn nên bên cạnh phản ứng hydro hóa có chuyển dịch nối đơi tạo thành dồng phân Tác dụng cua oxy: axit béo không no dễ dàng bị oxy hóa khơng khí tạo thảnh oxy axit Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Permanganat dung dịch kiềm oxy hóa axit khơng no thành oxy axit sau đun nóng oxy axit biến thành xetonaxit 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 chúng Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Tác dụng axit sunfuric: axit sunfuric tác dụng với axit béo tạo thành sunfoaxit CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH+H2S04→CH3(CH,)7CH-CH-(CH2)7COOH │ │ H OSO 3H Khi đun sơi sunfoaxit với nước axit sunHiric ta có oxy axit tương ứng Các oxy axit đun nóng lên 280°c bị khử nước, ví dụ đun nóng axit rixinoleic: CH3(CH2)5CH-CH2-CH = CH(CH2)7COOH → │ OH → CH3(CH2)5CH = CH-CH=CH(CH2)7COOH Tác dụng kiềm: Khi đun nóng kiềm đồng phân hóa axit béo làm chuyển dịch nối đơi đến gần nhóm -COOH: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH + NaOH →CH3(CH2)l4CH = CH-COONa + H2O Nếu tiếp tục đun nóng có phân hủy tạo thành hợp chất phân tử thấp hơn: CH3(CH2)14CH = CHCOONa → CH3(CH2)14COOH + CH3COONa Nhưng quan trọng cà axit béo không no este chúng có khả trùng hợp tạo thành phân tử lớn dùng để chế tạo sơn, ví dụ trùng hợp axit eleostearic ta có: 2CH3(CH2)14CH = CH-CH = CH-CH = CH-(CH2)7COOH → CH3(CHi)3CH=CH-CH-CH-CH - CH(CH2)7COOH │ │ CH3(CH2)3 CH-CH-CH = CH(CH2)7COOH │ │ CH=CH b Giryxerin Khi oxy hóa đun nóng dầu glyxerit dễ dàng bị xà phịng hóa thành axit béo glyxerin Vì cơng nghiệp sản xuất xà phịng người ta sàn xuất ln glyxerin để tiết kiệm Ở nước có dầu mỏ cơng nghiệp hóa Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn chất phát triển người ta sản xuất glyxerin phương pháp tồng hợp từ khí propylen Glyxerin sử dụng nhiều quốc phòng, y dược Trong ngành sơn glyxerin dùng để sàn xuất sơn polyeste Nhóm 10 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn - Thực tế khó phân loại dứt khốt loại chất màu hay có ngoại lệ, nhiên có số tính chất nhóm ưu việt nhóm kia, thể qua bảng đây: Tính chất Sắc bóng sáng Loại Hữu Sơn trắng đen Vơ Khơng rị rỉ Vơ Độ bền ánh sáng Vô Độ bền nhiệt Vơ Hoạt động chống ăn mịn Vơ Lý Các màu hấp dẫn sáng thu với chất màu hữu Màu trắng titan dioxit đen huyền nhất, cacbon Khơng có màu đen trắng hữu Các hợp chất vơ có độ hịa tan khơng đáng kể dung môi hữu Một vài chất hữu khơng tan Liên kết hố trị hợp chất vô thường bền tia tử ngoại hợp chất hữu Rất hợp chất hữu bền 3000C Một vài chất bị phân huỷ hay nóng chảy nhiệt độ thấp Tất chất màu vô chống ăn mòn 2.4.4 Lựa chọn bột màu Bột màu vô Bột màu vô phần lớn oxyt hay muối kim loại them vào với chất tạo màng làm cho bề mặt sơn nhẵn có màu sắc đẹp, mà cịn ảnh hưởng nhiều đến tính chất hóa lí màng sơn Trong nhiều trường hợp bột màu làm tăng sức bền học, tăng tính chống ăn mịn, tăng sức chịu đựng với tác dụng với tác dụng khí vài tính chất kĩ thuật khác Do cần chọn loại bột màu để sử dụng cho thích hợp Khi chọn cần vào yếu tố sau: - Khả phủ số lượng bột màu cần thiết để phủ lên 1m khả phủ lớn nghĩa cần lượng bột màu - Độ ngấm dầu lượng dầu tính gam cần dung để ngấm 100g bột Màu thành loại bột nhão - Độ mịn bột màu có ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất màng sơn mà đặc biệt ảnh hưởng đến khả phủ bột màu - Độ bền màu, khả phòng gỉ bột màu… Thuốc màu hữu Nhóm 143 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Từ nguồn gốc hữu cịn có loiaj thuốc màu, chế biến từ thuốc nhuộm, có số dung vào ngành sơn Phân tán đều, đậm màu, tinh khiết có màu sang so với bột màu vơ lại khả phủ, độ bền với ánh sang có phần dễ tan vào nước nên số lượng nhiều dung ngành sơn Ngồi bột màu hữu thuốc màu đắt tiền nên việc sử dụng hạn chế a Các loại bột màu hữu α Bột màu azo lọa bột màu hữu dung phổ biến, nhiều tính chất khơng bột màu vơ β Bột màu phtaloxyamin Loại chế tạo từ amhydrit phtaleic với ure đồng clorua có đặc điểm tốt có màu đậm bền với mơi trường ăn mịn γ Bột màu antraquinon hồn ngun Loại bột màu không tan phần lớn dung môi, chịu nhiệt độ 4700C, có khả chịu HCl đậm đặc 4000c kiềm 3000c b Các loại thuốc màu hữu α Thuốc màu từ thuốc nhuộm axit Trong thuốc nhuộm axit có nhóm sunfo – SO3H hay nhóm cacboxyl – COOH nên chúng dễ hòa tan vào nước Nhưng chế biến chúng sang trạng thái khơng hòa tan để làm thuốc màu Chúng ta dung dung dịch muối Ba, Ca hay kim loại khác cho tác dụng với muối natri thuốc nhuộm axit hòa tan thuốc màu tan β Thuốc màu từ thuốc nhuộm basic Thuốc nhuộm basic tan vào nước dễ dàng có chứa nhóm amin bị thay N(CH3)2, N(C2H5)2 γ Thuốc màu từ thuốc nhuộm antraquinon Đây loại sản phẩm tác dụng alizarin dẫn xuất với hydrat oxyt muối kim loại Loại phhor biến loại có chứa nhôm Ca với tên gọi thuốc màu craf Nhóm 144 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn bền với ánh sang dung để làm sơn men nitro 2.4.5 Sự phù hợp màu Màu sơn thường phù hợp với vài mẫu màu Dù nào màu phải phù hợp với màu mẻ sơn trước loại sơn Nếu có chuyển màu sơn phù hợp màu sau: a Sắt màu nhạt phải quan sát, màu sang tối; b Bằng kinh nghiệm áp dụng nguyên tắc trừ riêng, chất màu cho màu chọn sẵn.; c Từng chất màu phân tán riêng biệt phân tán chuyển vào sơn Bây phù hợp màu thích hợp với vài loại sơn, loại chứa chất màu Đó dung dịch màu; d Các dung dịch màu pha trộn với nhau, việc chọn dung dịch tỷ lệ phải thay đổi pha trộn đạt yêu cầu màu ý muốn Phải ghi chép tỷ lệ chất màu pha trộn; e Sơn cuối thu pha trộn dung dịch màu, phân tán phải bền vững tất chất màu phân tán đồng thời trình nghiền ĐOs nghiền đồng thời chất màu Nếu màu có chuyển dịch nhẹ phỉa them ohuj gia vào dung dịch màu phân tán chất màu đậm đặc 2.4.6 Phân tán chất màu chất độn Qúa trình khơng thực việc nghiền tinh mà phải khử nhiệt, thấm ướt hạt tạo phân bố đồng tạo màng Sự hấp phụ chất tạo màng bề mặt chất phân tán đóng vài trị q trình phân bố Trong hầu hết trường hợp, đưa thành phần chất tạo màng vào chất tạo màng dạng dung dịch, trình hấp phụ xảy nhờ tương phản bề mặt chất màu với chất có dung dịch 2.5 CÁC CHẤT PHỤ GIA Đó sản phẩm khơng tạo thành thành phần sơn Chúng tham gia với lượng nhỏ, 2%, 1/100 000 để biến tính gây tác động đến thành phần sơn cuối Nhóm 145 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Chúng hóa chất khác có vai trị khác nhau, khó phân loại Người ta thường dùng thuật ngữ tác nhân để chức chúng Một số chất lẫn chất kết dính, chất khác bay dung mơi, chất khác tăng cường pha màu Có nhiều chất phụ gia tùy theo chức chúng Ở giới thiệu tóm tắt số chất phụ gia chủ yếu Vai trò chất phụ gia Có nhiều vai trị: - cho việc chế tạo dễ dàng (thấm ướt chất màu để pha màu); - kiềm chế tính lưu biến (rheologie) sơn (bản chất giá trị độ nhớt); - bảo đản dự trữ (lưu kho) tốt;  ngăn cản lắng pha màu;  trung hòa độ ẩm số thành phần sơn;  ngăn cản làm dày ra;  ngăn cản hóa lỏng;  ngăn cản thối rửa sản phẩm môi trường nước;  ổn định số chất kết đính;  ngăn cản hình thành lớp da bề mặt;  bảo đảm đóng hộp sươn bình thường - bảo đảm ứng dụng tốt:  tác nhân sức căng bề mẩ;  phun tốt;  điều chỉnh tính dẫn sơn sử dụng theo phương pháp tĩnh định;  bảo đảm tạo màng tốt;  tác nhân oxy hóa: chất làm khơ;  tác nhân hợp dính chất phân tán;  tác nhân trùng hợp polyeste;  tác nhân tăng tốc phản ứng trước đó;  quang khởi động sản phẩm đóng rắn tác dụng ánh sáng hay tia tử ngoại;  trùng hợp hóa vecni hay sơn formophenolic, ure-formol - đem đến tính chất đặc biệt cho màng:  bám dính;  bền với vết rách; Nhóm 146 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn  chống ăn mịn;  trừ sâu (sản phẩm cho gỗ);  trừ nấm;  chống nhiễm bẩn;  hấp thu tia tử ngoại Mặt trời;  kỵ nước; Tác dụng chất phụ gia khác Các chất xúc tác Một chất xúc tác tác nhân vật lý hay hóa học tác động, điều chỉnh hay tăng tốc phản ứng, ngun tắc, khơng thay đổi kết thúc phản ứng Trong trường hợp xúc tác hóa học liều lượng để lại phạm vi Trong thực tế ngành sơn, người ta có thói quen gọi chất xúc tác thành phần không bị nhuộm màu sản phẩm hai thành phần, sản phẩm nhựa epoxy polyuretan Đó cách gọi sai sản phẩm chất xúc tác: liều lượng chúng phải xác chúng tham dự vào phản ứng với số lượng quan trọng Người ta gọi khơng chất đóng rắn Chất đóng rắn Sơn tổng hợp khơ nhiệt độ thường khơ sấy, có trường hợp cho vào chất oxy hóa, amin… phản ứng với nhựa, làm cho màng sơn khơ đóng rắng Những hợp chất gọi chất đóng rắn Chất đóng rắn amin nguyên liệu quan trọng sơn epoxy, sơn epoxy khơng thể đóng rắn tạo màng khơng có chất đóng rắn Sau cho chất đóng rắn vào lớp sơn chắc, chịu ăn mịn hóa học, cách điện tốt, tính khí tốt Chất đóng rắng thường dùng C2H4(NH2)2 Đối với sơn polyeste dùng chất peroxyt hữu làm chất đóng rắn Các chất xúc tác axit Các chất cho vào sơn sử dụng Những axits thường dùng axit clohydric, axit phosphoric, axit paratoluen sunfonic Sản phẩm dùng sơn loại sử dụng kiềm Trong trường hợp đặc biệt loại tham gia vào thành phần vecni tromng số in chống gỉ Các axit đựng lọ thủy tinh hay bình nhựa, trừ bình kim loại Các chất khác - chất chống oxy hóa; - chất tăng nhạy quang học; - v.v Chất hoạt hóa sức căng (tensioactif) Nhóm 147 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Trong sản phẩm sơn tháy có chất Chất làm dễ dàng: - thấm ướt chất màu; - trì trạng thái huyền phù việc pha màu hay phân tán nhựa; - tạo sức căng màng sinh hiệu ứng “nhát búa”; - tăng độ bám dính màng Đồng thời chất cho phép tránh bọt Chúng có chất hóa học khác Những chất thường dẫn xuất polyxyetylenic, alkylarysunfonat; vào hàng thứ hai silicon Tác nhân lưu biến (agent de rheologie) - plyme cao; - tác nhân làm phồng nở nhơm stearat Chất hấp phụ - ẩm, khí: “rây phân tử” Tác nhân kiểm tra độ pH - ammoniac; - dung dịch đệm Chất chống kết (antifloculant) - polyphosphat; - axit polyacrylic Chất trừ sâu hại - tác nhân bảo quản sản phẩm tan nước natri ortophenylphenat; - chất diệt nấm thuốc trừ sâu sán phẩm gỗ tẩm - Chất làm khô Đây chất quan trọng sơn, cần xem xét kỹ Chất làm khô Chất làm khô chất làm tăng nhanh trifng hóa học xảy trình khơ màng sơn khơ nhanh chóng, xem chất xúc tác Các loại xà phòng kim loại (Pb, Mn…) axit béo, axit nhựa có tác dụng tăng nhanh q trình khơ dầu Có thể giải thích cấu tác dụng chất làm khô nhờ thay đổi hóa trị kim loại trên: 2+ 4+ 2+ 2Mn(RCOO)2 + O2  2(RCOO)2MnO  2(RCOO)2Mn + 2-O(không bền)  lấy oxy phân tử bên ngồi khơng khí biến thành oxy nguyên tử hoạt động truyền dầu để thúc đẩy phản ứng tạo thành màng Người ta thường chia ba loại chất làm khô sau: Nhóm 148 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn Chất làm khơ khó hịa tan Đây loại oxy, muối kim loại dạng nguyên chất hay dạng quặng chì có khả hịa tan vào dầu nhiệt độ cao từ 200- 3000C - Chì axetat Pb(CH3COO)2.3H2O Chế tạo cách hịa tan chì vào axit axetic thường bán dạng tinh thể suốt Trước cho vào dầu cần đun nóng lên 1000C để tách nước kết tinh Hịa tan vào dầu nhiệt độ 200225OC; - Chì oxyt PbO thường dạng bột màu vàng, hòa tan vào dầu 2002250C; - Chì oxyt Pb3O4 dạng màu đỏ nhạt đến màu da cam, hòa tan vào dầu 200-225 C; - Quặng mangan oxyt MnO2 quặng dạng bột màu đen tan vào dầu 2500C; - Coban axetat Co(CH3COO)2.4H2O bột màu đỏ nhạt tan vào dầu 200 C Chất làm khô dễ hòa tan Đây loại muối axit béo hay axit nhựa kim loại Mn, Co, Pb… có khả hào tan vào dầu nhiệt độ không cao lắm, khoảng 120-150 0C Muối axit nhựa gọi redinat, axit béo dầu lin gọi linoleat, axit naphten gọi naphenat a Chất làm khô nóng chảy Là kim loại oxyt nghiền mịn đun nóng với axit nhựa nhựa thong hay axit béo dầu khoảng 200-2700C Loại redinat gần giống nhựa thong chế biến dạng canxi redinat Vì khơng có tác dụng làm tăng nhiệt độ hóa mềm nhựa thong mà cịn có tác dụng làm khô b Chất làm khô kết tủa Là két tủa phản ứng dung dịch muối kim loại với xà phòng natri axit nhựa, axit béo MnCl2 + 2RCOONa  (RCOO)2Mn↓ + 2NaCl Các giai đoạn chế tạo làm khô kết tủa lỏng α Tiến hành xà phịng hóa nhựa thơng hay dầu dung dịch NaOH nồng độ 10% nhiệt độ khoảng 90-1000C Nhóm 149 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn 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 khô kết để tách nước muối tan nước cách dung lượng nước cất tương duowngvoiws dung dịch chất làm khô trộn vào để lắng tách lớp nước đi, nên rửa 2-3 lần Chất làm khô dạng lỏng Chất làm khô lỏng hay dung dịch chất làm khô chế tạo sau có chất làm khơ nóng chảy hay kết tủa Nồng độ 40-50% dung dịch chất làm khô chủ yếu loại chì để thời gian dễ tạo thành kết tủa nên trước dung phải khuấy Ưu điểm: có khả hịa tan vào dầu nhiệt độ thường Cách thử tính chất chất làm khơ: thử khả vào dung mơi xác định thời gian khơ dầu có thêm chất làm khơ 2.6 CHẤT DẺO HĨA Chất hóa dẻo chất thêm vào thành phần sơn để làm cho màng sơn mềm co giãn Nó cịn có tác dụng làm cho màng sơn bền với ánh sáng, chịu nhiệt, chịu lạnh, nói chung bền với tác dụng thời tiết hơn, bền với thay đổi nhiệt độ, có cịn giảm bớt khả cháy Chất hóa dẻo thường dùng sản xuất sơn nitroxenluloza, sơn cao su clo hóa, sơn perclovinyl… Có loại chất hóa dẻo có khả hịa tan tác động mạnh vào polime chất tạo màng làm yếu liên kết cao phân tử với Do đó, làm tăng tính dẻo lại có ảnh hưởng đến độ bền đứt màng sơn Cũng có loại chất dẻo khơng tác động vào chất tạo màng mà có khả ăng xuyên vào chỗ trống giúp cho chuyển dịch tương hỗ hạt dễ dàng Loại 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, dùng chất riêng lẻ Cấu tạo hóa học chất hóa dẻo có ảnh hưởng nhiều đến tác dụng hóa dẻo Loại chất hóa dẻo chứa nhóm mạch thẳng có tác dụng hóa dẻo tốt, chứa nhân thơm tác dụng hóa dẻo có giảm sút lại làm giảm khả chịu lạnh màng sơn Người ta thí nghiệm thấy mạch cacbon chất hóa dẻo dài tác dụng hóa dẻo lớn Muốn có chất hóa dẻo lâu dài, chất hóa dẻo cần đạt yêu cầu sau đây: - Khó bốc nhiệt độ cao Nhóm 150 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn - Có khả hịa tan nhựa - Có thể kết hợp với dung môi thông thường kết hợp với bột màu - Khơng có màu, khơng có mùi vị đặc biệt - Trung tính - Khơng hút nước tương đối ổn định hóa học - Bền với ánh sáng tác dụng thời tiết - Khơng cháy Các chất hóa dẻo chủ yếu là: - Este axit phtaleic mà thường dùng nhiều dibutylphtalat DBP; ortyl phtalat, etyl-glycol phtalat - Este axit photphoric: tricresylphosphat chất hóa dẻo dùng phổ biến - Este axit adipic: dùng nhiều ngành da nhân tạo - Casterol: sản phẩm oxy hóa dầu ve oxy khơng khí 1150 130 C; dùng casterol đẻ hóa dẻo tốt dùng nguyên dầu ve - Parafin clo hóa - Diphenyl clo hóa, dùng hạn chế - Các chất hóa dẻo làm giảm độ rắn, làm tăng độ mềm khả lên tuyết Một số có độc tính Đó chất bột khơng tan chất kết dính dung mơi nó, trái lại, chất màu khơng có ảnh hưởng đến màu sắc độ chắn sang Các chất tải (chất mang, bột độn, chất phụ trợ-charges) có tác động thể tích, hình dạng độ xếp bên chúng Những chất tải cổ diển biết rẻ dùng để giảm giá thành sơn Hiện nay, với giá thành hạ thứ yếu liều lượng chất thải đơn pha chế kết công nghệ thích hợp Các chất thải cho phếp thể tích chúng, làm tăng khả lên tuyết sản phẩm sơn Chúng cho phép phân bổ pha màu, làm cho độ chắn sang sắc màu thích hợp Tác dụng khác chất màu chất tải giá trị hai khả năng: - Mạnh chất màu: - Yếu khơng chất tải Chính giá trị gắn với giá trị số khúc xạ: - Mạnh chất màu; - Yếu chất tải (dưới 1,6) Các chất tải tham gia bảo vệ chất kết dính chống lại xuống cấp Nhóm 151 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn tia tử ngoại Các chất tải dạng mỏng bột talc mica làm tăng độ bên sản phẩm sơn nước ẩm Các chất tải vi xốp mhuw phấn hầu hết điatomit, đảm bảo sấy tốt Theo chiều sâu thấm nước, khơng có cầu đạt tới nồng độ màu thể tích tới hạn, giữ cho màng độ bám dính độ dẻo tốt Các chất tải cho phép thay đổi tính lưu biến sản phẩm sơn lỏng: kết chúng cho phép tránh rão lớp phủ dẻo dày nhiệt độ cao Chúng cho phép định lượng định tính mức độ xỉn Các chất tải rắn chó thể đem lại độ bền lớn mài mòn tạo bề mặt chống trượt Chúng cần thiết để sản xuất sơn ngừa lửa phồng nỡ để đơi phó với lửa “bánh long trắng trứng” khoáng xếp cách biệt với giá đỡ nhiệt Một số chất tải nhạy với thuốc thử hóa học khác Một số chất tương đối nhạy cảm với nước chúng khơng tinh khiết có số ngun tố hóa học khơng mong muốn đưa vào sơn Các chất tải rắn gây mài mòn chế tạo ứng dụng: * Các loại chất tải khác nhau: - Các chất tải thiên nhiên: đá nghiền, mịn; - Các chất tải kết tủa: điều chế phương pháp hóa học, mịn đắt; - Các sợi hữu cơ: chư xếp hạng thức chất tải Là sợi dệt ngắn: nylon, pp, polyester hay sợi xenlulozơ bột giấy Chúng mang lại mền dẻo, tiêu âm, lưu biến cho chất dẻo Chúng dùng để tạo bề mặt Hình dạng, cấu trúc kích thước hạt * Hình dạng: - Hình cầu: ba kích thước theo trật tự chiều dài, khơng phải hình cầu chúng tinh thể nhở; dạng hay gặp; - Hình mỏng: bột talc mica; - Hình kim: dạng kim có chiều dài từ 4-10 lần đường kính Chất tải hình kim kim phần lớn tải kết tủa: - Hình sợi: chất tải hình kim có chiều dài lớn so với đường kính Đó Nhóm 152 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn trường hợp đặc biệt amiăng * Cấu trúc: thường gặp trạng thái thiên nhiên, chất rắn đơn giản, có tính chất chân có độ xếp * Kích thước hạt: kích thước trung bình độ lệch kích thước lô Những đường cong đo hạt sản phẩm sơn đó, đặc biệt lớp phủ dẻo dày, phải tuân theo nghiêm ngặt sản phẩm thích hợp Như vây: - Các sản phẩm có phép đo hạt lớn: có kích thước trung bình từ 0,052mm Các sản phẩm lựa chọn cách rây,có độ chênh lệch trung bình Đó thành tố lớp phủ dẻo dày nói chung; - Các chất tải thiên nhiên cổ điển: nghiền mịn đơn giản Kích thước: 5-25µm, thường trải rộng Có vài chất mịn chúng tồn thiên nhiên dạng đá nhiều cứng, cấu tạo từ hạt mịn, kết tụ đơn giản với Đó trường hợp kaolin mà độ lớn hạt mức micron - Các chất tải cấp micron: nghiền mịn, kích thước: 2-10µm - Các chất tải kết tủa: điều chế Phuong pháp hóa học Kích thước chúng tương tự chất màu, khoảng 0,2µm, hạ xuống thấp (0,05µm) Hiệu ứng bề mặt quan trọng, hoạt động chất phụ gia * Những chất tải chính: Những cacbonat: Chất tải quan trọng canxi cacbonat; có tồn thang đo hạt Ngồi cacbonat thiên nhieencos dạng tinh thể, nhiều hình cầu dạng phấn, vỏ hóa thạch vi xốp Blance de Meudon loại phấn Canxi cacbonat kết tủa có kích thước từ 1-0,06µm Những hạt hình cầu hình kim Dolomit sảm phẩm thiên nhiên cacbonat kép canxi magie Chúng có tính chất lân cận với chất trên, trắng cứng Chúng sử dụng sản xuất sơn bong mờ Những silic đioxyt Chúng bao gồm cát đá cuội biển nghiền nhỏ Nhóm 153 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Loại hay dùng cho lớp phủ dẻo dày, sản phẩm chịu m,ài mòn chống trượt Chunhs dùng kích thước thong thường (vài micron) Những silic đioxyt điều chế phương pháp hóa học, phụ gia có ứng dụng nhân lưu biến hay để làm mờ vecni cho sơn Bary sunfat Loại tồn dạng thiên nhiên, tương đối mịn (30-50µm) hoặ dạng kết tủa Loại thường trắng, bền hóa học với axit bazơ dùng sơn chống axit Các chất tải khác: - Bột talc: phiến đá mỏng dạng lá, có tính khơng thấm nước, làm mờ (xỉn), ngăn cản chất màu lắng xuống đáy bình, dễ dàng mài đá bọt lớp Đó magie silicat hydrat hóa; - Mica: phiến đá mỏng dạng lá, dùng để tạo không thấm nước bền với thời tiết xấu Đó silicat phức với magie, nhơm, sắt kim loại kìm hay kìm thổ Gắn liền với m ica, sản phẩm hóa học lân cận vecmiculit, sinh nhiều nhiệt tạo nên thành toosquan trongjcho sơn ngừa lửa phồng nở - Kaolin: đất sét khiết, có hạt mịn Nó tồn với chất lượng thiên nhiên chất lượng canxi hóa - Bột đá đen - Sợi dệt: nylon, polypropylen, polyeste, chất hữu có vai trị chất tải khống Chú ý rằng, với sơn cơng nghiệp với lớp mỏng, người ta dùng phép đo hạt chất tải nhiều hai loại thiên nhiên kết tủa Trong tòa nhà, vai trò chất tải gần với vai trò phép đo hạt tập hợp bêtông, cho phép đạt độ bền cao so với vữa ximăng – cát đơn giản Chú ý sức bền đạt cán kỹ thuật có trình độ chuyên môn cao sử dụng vật liệu thích hợp Chất trát phải chuẩn bị chỗ, doanh nghiệp khơng có phịng thí nghiệm khơng thể chế tạo sơn cho tòa nhà đại Nhóm 154 GVHD: Đào Thị Sương Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn KẾT LUẬN Qua tiểu luận biết vật liệu thiên nhiên để sản xuất sơn thành phần có sơn.giúp nắm đuọc đặc tính lý hóa sơn đẻ sử dụng loại sơn cách hiệu Xin chân thành cảm ơn giup đỡ cô Đào Thị Sương tất bạn góp đóng góp ý kiến thân thành nhom chúng em Nhóm 155 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn 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 sơn NXB Khoa học, Hà Nội, 1962 Đặng Văn Luyến Lý thuyết son Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 1965 Đinh Vãn Kiên Kỹ thuật sơn NXB Công 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 môn Công nghệ chất vơ Tuyển tập cơng trình nghiên cửu 50 năm - Hội nghị Khoa học ỉần thứ 20, Hà Nội, 2006 Nguyễn Quang Huỳnh Vật liệu cơng nghiệp hóa chất, NXB Cơng nhân ky thuật, 1982Ĩ Tổng Cơng ty Hóa chất Việt Nam - Tạp chí Cơng nghiệp Hóa chất, số từ năm 1998 đến 2006 Trung tâm nghiên cửu ửng dụng tư vấn môi sinh-y học Đặc san Môi trường sức khỏe, số 117 - 12/2004 Tạp chí Ý tưỏng sản phẩm, sổ 25 tháng 10-2003 Công nghiệp Việt Nam Nguyễn Văn Phi, Phan Đình Thanh Nhựa cánh kiến đỏ (kv thuật chế biến sử dụng) NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1977 M.A AHBIHH>K, B.H nueHKOBCKnìí JlaKOKpacoHHbie MaTepnajibi, “XHMHÍI”, 1982 Các báo tạp chí: Giao thơng vận tải, số 85, 22/10/2002 Diễn đàn doanh nghiệp, 12/2/2003 -Tuồi trẻ, 11/9/2003 Sài Gịn giải phóng, 1/10/2003 Khoa học phát triển, 7-13/8/2003 Khoa học phát triển, 17-23/7/2003 Khoa học đời sống, 16/1/2004 Diễn đàn doanh nghiệp, Doanh nhân, số 34, 15/10/2006 Nhóm 156 GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Chương CÁC THÀNH PHẦN CỦA SƠN Các loại chất tạo màng Dầu thảo mộc Nhựa thiên nhiên Nhựa tổng hợp Dung môi Chất pha lỗng Chất màu bột màu Các tính chất màu Năng lực thể màu (cường độ màu) Phân loại Lựa chọn màu Sự phù hợp màu Phân tán chất màu chất độn Các chất phụ gia Chất hóa dẻo Chất tải Nhóm 157 ...GVHD: Đào Thị Sương Nhóm Mơn: Cơng Nghệ Sản Xuất Sơn GVHD: Đào Thị Sương Chương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn CÁC THÀNH PHẨN CỦA SƠN 2.1 CÁC LOẠI CHẤT TẠO MÀNG 2.1.1 Dầu thảo mộc... Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Bảng 2.1 2.2 dây cho biết cấu tạo tính chất số axit béo chủ yếu có loại dầu thảo mộc Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn Bảng 2.1 cấu... cơng nghiệp sản xuất xà phịng người ta sàn xuất glyxerin để tiết kiệm Ở nước có dầu mỏ cơng nghiệp hóa Nhóm GVHD: Đào Thị Sương Môn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn chất phát triển người ta sản xuất glyxerin