Đặc trưng kỹ thuật và ứng dụng của nhựa acrylic nhũ tương trong sản xuất sơn nước

Một số đặc trưng kỹ thuật của nhựa acrylic nhũ tương 1. Hàm lượng phần rắn

Kích thước hạt của hệ phân tán có ảnh hưởng đến nhiều đặc tính kết dính quan trọng, chẳng hạn như xu hướng tạo màng, độ bóng của màng, khả năng liên kết và khả năng thâm nhập vào chất nền xốp. Hơn nữa, kích thước hạt quyết định mạnh mẽ đến diện tích bề mặt bên trong của hệ phân tán và do đó là số lượng chất ổn định cần thiết. Một phương pháp đơn giản để xác định nó là để đo độ mờ hoặc độ truyền ánh sáng (LT) của mẫu được pha loãng cao (ví dụ: 0,01% khối lượng dung dịch).

Tương tự, hình thức của hệ phân tán không pha loãng thay đổi từ màu trắng đục (đối với kích thước hạt lớn hơn 200nm) đến ánh sáng lấp lánh hơi xanh (đối với kích thước hạt nhỏ hơn hơn 100nm) xuống gần như trong suốt đối với các chất phân tán rất mịn có hạt kích thước dưới 30 đến 40nm. Do chiết xuất của polystyrene cao hơn so với poly(meth)acrylate, phân tán styren-acrylate có giá trị LT thấp hơn acrylic thẳng có đường kính hạt trung bình tương đương. Đối với kích thước hạt và hàm lượng chất rắn nhất định, sức căng bề mặt của chất phân tán phụ thuộc chủ yếu vào độ phân cực của polyme nền và vào bản chất và số lượng các comonome ưa nước (ví dụ AA) và các thành phần hoạt động bề mặt (ví dụ: chất nhũ hóa).

Ví dụ, làm ướt hiệu quả chất nền và sự hình thành màng không có khuyết tật chỉ được đảm bảo nếu sự phân tán, hoặc sơn hoặc lớp phủ khác, có sức căng bề mặt đủ thấp. Điều này liên quan đến loại bỏ vòng bạch kim định hướng song song với bề mặt khỏi hệ phân tán, và đo lực cần thiết để loại bỏ tấm chất lỏng bám dính cho đến khi nó vỡ ra tắt. Đặc tính dòng chảy, tức là độ nhớt của chất phân tán polyme trong pha lỏng, có ý nghĩa quan trọng đối với việc chuẩn bị, xử lý và gia công.

Ngoài đường kính hạt, hàm lượng polyme của hệ phân tán và chức năng bề mặt của nó – phát sinh từ việc sử dụng các comonome hòa tan trong nước, chẳng hạn như như (M)AA – điều chỉnh độ nhớt và đặc tính dòng chảy. Theo đó, với phần thể tích thấp, độ nhớt được xác định chủ yếu bởi các phần polyme hòa tan trong nước và tăng chậm khi phần thể tích của polyme tăng lên. Khi đường kính hạt giảm, sự gia tăng độ nhớt diễn ra ở các phần thể tích polyme ngày càng thấp, do mật độ nén ngày càng tăng và sự tương tác giữa các hạt tăng lên.

Sự gia tăng này xảy ra dễ dàng hơn đối với sự phân tán đơn phương thức (tức là sự phân tán với các hạt có kích thước đồng đều) so với các chất phân tán có sự phân bố kích thước hạt rộng (phân tán đa phương thức). Đây là hệ quả của thực tế rằng độ ổn định của chất kết dính, thường được hình thành bằng quá trình đồng trùng hợp của (M)AA và được chức năng hóa bằng các nhóm cacboxyl, làm cho độ pH tăng lên rất nhiều (đặc biệt là trên độ pH từ 5 đến 7). Hơn nữa, các chất phân tán tiêu chuẩn dựa trên axit polycarboxylic cũng có tác dụng tác dụng ngăn chặn sự kết tụ của chúng đối với chất độn và chất màu chỉ có độ pH trên 6,5 trong lớp sơn hoàn thiện, do đó phải có tính trung tính đến hơi kiềm.

Các phương pháp phân tích hóa học, hóa lý 1. Phương pháp xác định độ nhớt Brookfield

Bật máy khuấy với tốc độ khoảng 400 vòng/phút đồng thời thổi Nitơ trên bề mặt để đuổi hết oxi ra khỏi bình phản ứng. Vì phản ứng xảy ra là phản ứng đồng trùng hợp các monome có liên kết đụi nờn phản ứng được theo dừi và kiểm soỏt bằng độ nhớt. Kích thước hạt nhựa acrylic nhũ tương được xác định bằng máy phân tích kích thước hạt tán xạ laser LA-960V2 HORIBA.

Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) sử dụng ánh sáng hồng ngoại để quét mẫu và quan sát các đặc tính hóa học. Độ cứng tương đối của màng sơn được xác định trên dụng cụ xác định độ cứng tương đối dựa trên dao động tắt dần của con lắc ERICHSEN Model 299/300, tuân thủ các quy định theo tiêu chuẩn ISO 1522:2006. Độ bền uốn của màng sơn được xác định trên dụng cụ xác định độ bền uốn dạng gập với trục hình trụ ERICHSEN Model 266, tuân thủ các quy định theo tiêu chuẩn ISO 1519:2002.

Độ bền cào xước của màng sơn được xác định trên dụng cụ xác định độ bền cào xước ERICHSEN Model 239/I, tuân thủ các quy định theo tiêu chuẩn ISO 1518:2011. Độ bền va đập của màng sơn được xác định trên dụng cụ xác định độ bền va đập tải trọng rơi có thể điều chỉnh độ cao ERICHSEN Model 304 ASTM phiên bản tiêu chuẩn, tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn ASTM D 2794-93 (2004). Dụng cụ xác định độ bền va đập tải trọng rơi có thể điều chỉnh độ cao ERICHSEN Model 304 ASTM phiên bản tiêu chuẩn.

Độ bám dính của màng sơn được xác định trên dụng cụ xác định độ bám dính kiểu cắt chéo cầm tay ERICHSEN Model 295/I, tuân thủ các quy định theo tiêu thuẩn ISO 2409:2007. Ở công đoạn này, bột màu (oxit kim loại như oxit titan, thiếc, chì…) , bột độn (CaCO3, silica, …), phụ gia (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt, …), một phần chất tạo màng là nhựa nhũ tương và nước được đưa vào muối ủ, khuấy nhẹ để hỗn hợp trộn đều và trở nên đồng nhất, ủ trong thời gian vài giờ, sau đó mới chuyển sang công đoạn 2. Sau khi hỗn hợp nguyên liệu đã được thấm ướt và đồng nhất thành dạng paste (nhão), paste sơn được chuyển tiếp vào công đoạn nghiền (công đoạn 2).

Ở công đoạn này, paste sơn được bổ sung thêm đủ lượng chất tạo màng, phụ gia, nước và được khuấy ở tốc độ cao. Thùng khuấy sơn được làm lạnh vỏ thùng để giữ cho nhiệt độ hỗn hợp khuấy không bị nóng lên. Khi hỗn hợp khuấy đã đạt được độ khuyếch tán đồng đều, độ mịn và độ linh động, sản phẩm sẽ được chuyển sang công đoạn lọc.

Đánh giá các đặc trưng kỹ thuật của mẫu nhựa acrylic nhũ tương tổng hợp với nhựa acrylic nhũ tương IFC-400A

Từ bảng 3.16 thấy các thông số kỹ thuật của mẫu nhựa acrylic nhũ tương A1 như độ pH, độ nhớt, hàm lượng phần rắn và kích thước hạt đều đạt yêu cầu với mục tiêu đề ra và gần như tương đương mẫu nhựa IFC-400A.

Chế tạo sơn nước sử dụng nhựa acrylic tổng hợp được 1. Chế tạo sơn nước

So sánh đặc tính kỹ thuật của sơn nước sử dụng nhựa acrylic nhũ tương đã tổng hợp và nhựa acrylic nhũ tương IFC-400A. Sơn sau khi chế tạo thành công sẽ được phủ lên nền thép bằng phương phỏp phun, với chiều dày màng sơn 50 – 60àm. Màng sơn được để khụ tự nhiờn và ổn định 7 ngày, sau đó kiểm tra tính chất cơ lý của màng.

Đã tìm ra được quy trình phù hợp để tổng hợp nhựa acrylic theo phương pháp nhũ tương. Màng sử dụng nhựa acrylic tổng hợp từ luận văn cho các tính chất cơ lý tốt. Các giá trị cơ lý tính của màng nhựa acrylic do đề tài tạo ra gần như tương đương với mẫu nhựa acrylic nhũ tương thương mại IFC-400A, do đó có thể dùng cho sơn trong lĩnh vực xây dựng và dân dụng.

Tiếp tục thử nghiệm tổng hợp nhựa acrylic theo quy trình 2 và công thức đã lựa chọn trên quy mô Pilot để đánh giá hiệu quả tổng hợp. Thử nghiệm sơn trên một số chi tiết/công trình xây dựng cụ thể để đánh giá thêm các tính chất công nghệ của mẫu sơn. Thử nghiệm thêm khả năng chịu UV, bền thời tiết của mẫu sơn sử dụng nhựa acrylic do đề tài tổng hợp.