Nhựa alkyd là loại chất tạo màng phổ biến và đa năng nhất trong công nghiệp sơn. Nhựa alkyd có bản chất là polyester, được tổng hợp từ các dẫn xuất poliol với axit polibazic có nguồn gốc từ dầu thực vật hoặc tổng hợp hữu cơ. Cấu tử poliol phổ biến nhất là glixerin và pentaeritrit, còn poliaxit hay dùng là anhidrit phtalic (AP). Để tăng khả năng tan của nhựa và tăng độ mềm dẻo của màng, người ta biến tính polyeste trên với dầu thực vật (dầu lanh, dầu đậu nành, dầu trẩu, dầu thầu dầu khử nước….). Nhựa alkyd từ glixerin có khả năng thấm nước ít nhất và độ bền khí hậu tốt nhất được tổng hợp với hàm lượng dầu khoảng 50%. Tốc độ khô màng và độ chịu hơi nước của màng sơn giảm dần theo bản chất của dầu thực vật: Dầu trẩu > Dầu lanh > Dầu thầu dầu khử nước > Dầu đậu nành > Dầu hoa quỳ
Khi thay đổi tỷ lệ các cấu tử tham gia phản ứng chúng ta sẽ thu được nhiều loại nhựa alkyd có thành phần khác nhau và do đó cũng có những tính năng rất khác nhau[1,6].
Nhựa alkyd có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. - Phân loại theo khả năng hòa tan ta có 2 loại nhựa alkyd:
Nhựa hòa tan trong dung môi hidrocacbon mạch thẳng và vòng thơm.
Nhựa hòa tan trong nước và pha loãng bằng nước
- Phân loại theo ancol đa chức: Alkyd được điều chế từ glixerin được gọi là gliftal, còn từ pentaeritrit được gọi là pentaftal.
- Phân loại theo hàm lượng dầu béo ta có:
Nhựa gầy: dầu béo chiếm 35 – 45%
Nhựa trung bình: dầu béo chiếm 45 – 55%
Nhựa béo: dầu béo chiếm 55 – 70%
Sơ đồ 1.3: Phản ứng điều chế alkyd từ anhydrit phtalic và glixerin
Do số lượng nhóm chức lớn, có rất nhiều khả năng phản ứng và cấu trúc phức tạp được tạo thành trong quá trình tổng hợp nhựa (este hóa đơn giản hay liên phân tử), trùng hợp qua các cầu nối đôi của mạch dầu hay este hóa với ancol. Các
thành phần và cấu tử tham gia phản ứng đều ảnh hưởng tới tính năng nhựa alkyd cuối cùng. Ngoài ra sự có mặt của xúc tác và các phụ gia đặc biệt cũng có ảnh hưởng đến cấu trúc, tính chất và thành phần sản phẩm phản ứng.
Màng sơn alkyd có độ bền khí hậu cao, có độ mềm dẻo tốt, độ bám dính tốt trên các loại nền vật liệu khác nhau. Để tăng độ bám dính người ta còn trộn thêm vào sơn alkyd các chất tăng độ dính như acrylic, epoxy có dẻo hóa… Nếu được sấy nóng, màng sơn có độ bền khí quyển, hóa chất và độ bền nhiệt cao hơn nhiều so với sơn khô ở nhiệt độ thường.
Trong thực tế, ngoài nhựa alkyd thuần túy người ta hay phối trộn alkyd với dẫn xuất của nhựa thông hay các loại nhựa tổng hợp khác (polyester, PF biến tính, UF, MF…).
Sơn alkyd có khả năng biến tính trong phạm vi rất rộng nhằm đạt được mục tiêu kỹ thuật cần thiết, cụ thể:
- Thay đổi thành phần, bản chất nguyên liệu đầu để tổng hợp nhựa (poliol, poliaxit, monome hoạt hóa…).
- Tiếp tục biến tính nhựa tổng hợp bằng các cấu tử đặc biệt dựa vào khả năng phản ứng và nhóm chức hoạt hóa còn lại trên mạch nhựa như nhóm axit, nối đôi, nhóm -OH…
- Dựa trên khả năng tương hợp tốt của alkyd với các polyme khác, có thể phối trộn đơn pha sơn rất đa dạng cho phép thay đổi tốc độ hóa rắn, nhiệt độ khô, độ bền cơ lý, bền hóa chất của màng trong giới hạn rộng.
Thông thường sơn khô ở nhiệt độ thường sau 24 giờ và khô hoàn toàn sau 72 đến 96 giờ.