Tiểu luận môn kỹ thuật tạo màng và sơn

Lớp: CH KT Hóa 7 Sơn gốc nitro Khô nhanh, chịu dầu, Dễ cháy, không chịu ánh chịu mài mòn, chịu khí sáng tia tử ngoại, không 8 9 Sơn hậu tốt. chịu nhiệt độ trên 60 độ c Chịu khí hậu tốt, chịu ánh Bám chắc yếu, chịu ẩm ướt nitroxenlulozơ sáng tia tử ngoại, có loại yếu. Sơn clovinyl chịu kiềm. Chịu khí hậu tốt, chịu ăn Bám chắc yếu, không thể mòn hoá học, chịu nước, đánh bóng, mài, không 10 Sơn vinyl chịu dầu chịu ở nhiệt độ trên 80 độ đàn hồi tốt, màu trắng Chịu dung môi chịu nhiệt chịu mòn, chịu ăn mòn kém, không chịu ánh sáng. 11 Sơn acrylic hoá học. Màng sơn không màu Chịu dung môi kém. chịu nhiệt, chịu khí hậu tốt, bền màu, chịu ánh sáng, chịu ăn mòn hoá 12 13 14 Sơn polieste học. Lượng chất rắn cao, chịu độ bám chắc yếu. Sơn epoxi nhiệt, dai, cách điện. Bám chắc tốt, chịu kiềm, Chịu ánh sáng yếu, để Sơn dai, cách điện. ngoài trời dễ tạo bột. Chịu mài mòn tốt, chịu Khi phun gặp ẩm dể nổi poliamineste nước, chịu ăn mòn hoá bọt, màng sơn dễ tạo bột, học, 15 Sơn silicon cách điện, chịu biến vàng. nhiệt. Chịu nhiệt, bền trong Chịu xăng kém. không khí, không biến màu, cách điện, chịu 16 Sơn cao su nước, khó lão hoá. Chịu axit, chịu kiềm, chịu Dễ biến màu, không chịu ăn mòn, chịu nước, chịu ánh sáng. mài mòn. HV: Genius 11 | P a g e Lớp: CH KT Hóa 2.3.Thành phần của sơn [5] Sơn có rất nhiều loại, thành phần khác nhau, về cơ bản gồm có ba bộ phận tạo thành. - Chất tạo màng chủ yếu: Chất này là cơ sở tạo nên màng sơn bám lên bề mặt sản phẩm. Chiếm khoảng 25% thành phần chính của sơn, quyết định mọi tính chất cơ hóa lý của màng sơn. Trong nguyên liệu sơn có hai loại tạo màng là dầu và nhựa. Sơn dùng chất tạo màng chủ yếu là dầu gọi là sơn dầu. Sơn dùng chất tạo màng chủ yếu là nhựa gọi là sơn tổng hợp. Sơn dùng chất tạo màng chủ yếu là dầu và nhựa thiên nhiên gọi là sơn dầu gốc. - Chất tạo màng thứ yếu: Chất này cũng tạo thành màng sơn nhưng nó không thể đơn độc tạo màng nếu không có chất tạo màng chủ yếu. Chất tạo màng thứ yếu này là bột màu. Bột màu tạo cho sơn có màu theo mong muốn, đồng thời góp phần làm tăng tính cơ lý hóa của màng sơn, tùy thuộc vào cường độ màu mà tỷ trọng bột màu chiếm từ 3-20%. - Chất phụ trợ tạo màng: Chất này không thể tạo màng nhưng có tác dụng phụ trợ trong quá trình gia công sơn từ nguyên liệu sơn thành màng sơn. Chất này gồm 2 loại: bột độn và phụ gia. Bột độn chiếm khoảng 3-20% là thành phần tăng tính cơ lý cho sơn như: độ cứng, khả năng chịu va đập và có ý nghĩa kinh tế làm giảm giá thành sản phẩm. Phụ gia có tác dụng tăng độ khô, tính cơ lý cải thiện chất lượng bề mặt màng sơn, v.v…Tỷ lệ sử dụng khoảng 0,1-2%. Trạng thái tồn tại của màng sơn gồm có rắn và bay hơi. Chất rắn là thành phần cuối cùng tồn tại trong màng sơn, là dầu, nhựa, bột màu, chất phụ trợ. Phần bay hơi chỉ tồn tại trong dung dịch sơn, sẽ bị bay hơi khi dung dịch sơn biến thành màng, không tồn tại trong màng sơn, đó là dung môi. Vậy sơn bao gồm những thành phần sau: chất tạo màng, bột mầu, dung môi hoặc chất pha loãng và các chất phụ gia. HV: Genius 12 | P a g e Lớp: CH KT Hóa Sau khi đã phối trộn với nhau để tạo sơn gốc, trong quá trình sử dụng chúng sẽ được pha với dung môi hay chất pha loãng để điều chỉnh độ nhớt thích hợp với điều kiện sơn 2.3.1. Chất tạo màng Là thành phần chủ yếu quan trọng nhất quyết định các tính chất của màng sơn. Chất tạo màng là những hợp chất hữu cơ cao phân tử có nguồn gốc tự nhiên hoặc tổng hợp. Chất tạo màng được sử dụng lâu đời nhất là các loại nhựa được chiết suất từ tự nhiên như: nhựa thông, nhựa cánh kiến, các loại dầu, các chất béo có nguồn gốc từ động vật hoặc thực vật, chúng được phối trộn với bột mầu để chế tạo các loại sơn cho trang trí và bảo vệ tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng. Bên cạnh các chất tạo màng có nguồn gốc tự nhiên còn có các chất tạo màng có nguồn gốc tổng hợp được tổng hợp từ dầu mỏ và nó là các chất tạo màng được sử dụng phổ biến hiện nay. Chất tạo màng là thành phần quan trọng nhất của màng sơn mà tính chất và đặc điểm của màng sơn phụ thuộc vào tính chất và đặc điểm của loại chất tạo màng được sử dụng trong đơn phối trộn. Chất tạo màng thường tồn tại ở trạng thái lỏng nhớt và trong suốt. Màng sơn được hình thành sau khi đã phủ lên bề mặt vật liệu chúng sẽ chuyển HV: Genius 13 | P a g e Lớp: CH KT Hóa từ trạng thái lỏng nhớt sang trạng thái rắn chắc và bám dính dưới tác dụng của tác nhân làm khô. a.Các chất tạo màng tự nhiên Dầu sử dụng trong sơn chủ yếu là dầu thực vật (có nơi dùng dầu động vật nhưng tính năng không tốt) tạo thành lớp màng mỏng trên bề mặt sản phẩm. Thường dùng dầu chẩu, dầu đay, dầu đậu, dầu thầu dầu. Chúng được chiết từ thực vật như: Varnish, nhựa cánh kiến, nhựa thông, các loại dầu như dầu chẩu, dầu lanh, dầu đậu tương,… b. Các chất tạo màng tổng hợp Là những hợp chất cao phân tử được tổng hợp từ những phản ứng polyme hoá của phương pháp trùng hợp hoặc trùng ngưng, có thể hòa tan trong dung môi hữu cơ, không hòa tan trong nước. Khi hòa tan nhựa trong dung môi hữu cơ, quét lên bề mặt sản phẩm, dung môi bay hơi sẽ hình thành màng cứng, trong suốt. So với các chất tạo màng có nguồn gốc tự nhiên, các HV: Genius 14 | P a g e Lớp: CH KT Hóa chất tạo màng tổng hợp có trọng tượng phân tử lớn hơn, cấu trúc hoá học phức tạp hơn và do vậy chúng có nhiều đặc điểm, tính chất ưu việt hơn. Nhựa tổng hợp được chia ra làm hai loại đó là nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn. Nhựa nhiệt dẻo là những loại nhựa bị nóng chảy hoặc chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái nóng chảy hoặc phân huỷ dưới tác dụng của nhiệt độ cao. Các loại nhựa này như: Polyetylen, Polyvinyl clorua, Polypropylene, Polystiren,… Nhựa nhiệt rắn là những loại nhựa bị biến đổi trạng thái thông qua phản ứng hoá học khâu mạch, dưới tác dụng của nhiệt độ chúng bị đóng rắn hoặc phân huỷ mạch đại phân tử. Các loại nhựa nhiệt rắn thường được sử dụng làm chất tạo màng cho sơn phổ biến là các loại nhựa như: nhựa Melamine, nhựa Acrylic, nhựa Polyeste,… Một số loại nhựa được dùng phổ biến: - Nhựa alkyd: là loại polyeste tổng hợp từ rượu đa chức và axit đa chức. Nhựa alkyd có ưu điểm là bám dính tốt, đàn hồi, bóng, bền với tác dụng của ánh sáng nhưng dễ hút nước và không bền với kiềm và axit. Nhựa alkyd được sử dụng phổ biến để sơn trong nhà và ngoài trời, khi tổ hợp với nhựa amin thì được sử dụng để sơn oto, xe máy, xe đạp, máy lạnh và nhiều máy móc dụng cụ khác. Ngoài ra nhựa alkyd còn được biến tính để sử dụng cho các mục đích đặc biệt như alkyd styren, alkyd phenol, alkyd urethan… - Nhựa polyurethan: hình thành từ phản ứng giữa nhựa polyol và polyisocyanat. Nhựa polyurethan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: sản xuất sơn, keo dán, mực in… Sơn trên cơ sở nhựa polyurethan có nhiều tính năng nổi bật như: bóng, đẹp, cứng, đàn hồi, chịu ma sát, va đập, bền hóa chất và đặc biệt tính bền thời tiết là tính chất nổi trội nhất trong các loại sơn. HV: Genius 15 | P a g e Lớp: CH KT Hóa - Nhựa epoxy: là những hợp chất cao phân tử có chứa 2 hay nhiều nhóm epoxy trong mạch. Có công thức chung: Nhựa epoxy có những đặc tính quan trọng thích hợp cho màng sơn như khả năng chịu hóa chất, độ mềm dẻo, bám dính tốt, chịu nhiệt độ và có độ cứng cao… - Nhựa acrylic: polyme và copolyme của axit acrylic và axit metacrylat và các dẫn xuất của chúng (polyacrylat). Sơn trên cơ sở nhựa acrylic có nhiều ưu điểm như: bám dính tốt, bóng, bền thời tiết, bền ánh sáng, bền hóa chất, chịu mài mòn, độ ổn định cao… - Nhựa amino formaldehit: là sản phẩm trùng ngưng của ure, melamin với formaldehit, thường phối trộn với alkyd, acrylic, epoxy làm sơn cho oto, xe máy, tủ lạnh, lò sấy… - Nhựa silicon: là loại polyme có chứa các nguyên tố oxy, silic, có khả năng chịu nhiệt độ rất lớn. Có công thức chung: Nhựa silicon được biến tính, phối trộn với alkyd có thể khô ở nhiệt độ thường, bám dính tốt, độ dẻo tốt, chịu nhiệt lên đến 500-600 oC. Khi phối trộn với epoxy sẽ làm tăng độ bám dính. 2.3.2. Bột màu Bột màu là những chất có màu sắc, không hòa tan trong dung môi hoặc dầu, là thành phần quan trọng tạo màu cho màng sơn, là những hạt rắn mịn, kích thước hạt từ vài micron đến hàng chục micron, phân tán đều trong môi trường sơn và tạo cho màng sơn những tính chất đặc biệt, có tác dụng che HV: Genius 16 | P a g e