1.Thành phần sơn:
1.1.Sơn chứa:
- Sắc tố (s) – sắc tố chính để truyền màu sắc và độ trong suốt
- Chất kết dính (nhựa) – một polymer, thường được gọi là nhựa, tạo thành một ma trận để giữ sắc tố tại chỗ.
- Extender – các hạt pigment lớn hơn được thêm vào để cải thiện sự kết dính. Tăng cường bộ phim và tiết kiệm chất kết dính.
- Dung môi (đôi khi được gọi là mỏng hơn) – hoặc là dung môi hữu cơ hoặc nước được sử dụng để giảm độ nhớt của sơn để áp dụng tốt hơn. Các loại sơn nước thay thế một số loại sơn có sử dụng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như các hydrocarbon gây hại cho khí quyển.
- Phụ gia – được sử dụng để thay đổi tính chất của sơn lỏng hoặc màng khô.
1.2. Chất kết dính (nhựa):
Chất kết dịnh (nhựa) và dung môi cùng nhau đôi khi được gọi là chiếc xe. Chất kết dính có thể được hòa tan như một dung dịch hoặc được vận chuyển dưới dạng phân tử các hạt nhỏ vi thể hiển vi trong chất lỏng.
Tùy thuộc vào loại sơn và mục đích sử dụng, phụ gia có thể bao gồm:
- Chất phân tán – để phân tách và ổn định các hạt sắc tố.
- Silicon – để cải thiện thời tiết kháng chiến.
- Các tác nhân thixotropic. – để tạo cho sơn một sự kết hợp giống như thạch mà vỡ xuống chất lỏng khi khuấy hoặc khi một bàn chải được nhúng vào nó.
- Máy sấy – đẩy nhanh thời gian sấy.
- Các chất chống ăn mòn – ngăn ngừa sự lắng đọng của sắc tố.
- Bactericides – để bảo quản sơn nước trong can.
- Thuốc diệt nấm và algaecides. – để bảo vệ các lớp sơn bên ngoài chống lại sự biến dạng từ khuôn mẫu, tảo và chất phủ.
2.Phân loại sơn:
Sơn được xây dựng theo công dụng của chúng. – sơn lót, lớp sơn lót, lớp hoàn thiện đặc biệt (mờ, bóng, chịu nhiệt, chống ăn mòn, kháng mài mòn). Bột màu được chia nhỏ thành các hạt riêng biệt, được phủ bởi và phân tán trong chất kết dính (nhựa). – được gọi là ‘làm ướt’. Dung môi sau đó được thêm vào để cung cấp cho sự nhất quán yêu cầu. Mỗi lô nguyên liệu được trộn đều trong các thùng lớn. Khuấy với các chất phụ gia cần thiết (Hình 1). Các khoản tiền có thể lên đến 40.000 dm3 sơn có thể được thực hiện trong một lô duy nhất.
Hình 1 Nội dung của sơn bóng trắng (alkyd) và sơn nhũ tương màu trắng (acrylic).
Đơn vị này thảo luận về các chất kết dính phổ biến nhất theo sau bởi các sắc tố.
3.Chất kết dính sơn:
Ba chất kết dính quan trọng nhất (nhựa) được sử dụng trong sơn hiện đại là:
- Nhựa acrylic (nhựa)
- Alkyd polyme (nhựa)
- Nhựa epoxy (nhựa)
3.1.Polystyrene acrylic (nhựa)
Chất kết dính trong nhiều loại nhũ tương được dựa trên homopolyme hoặc đồng polyme của ethenyl ethanoate (vinyl axetat) và este propenoate (acrylic) .
Ethenyl ethanoate được sản xuất bằng cách đưa một hỗn hợp hơi acid ethanoic, ethene và oxy lên trên palladium nóng chảy (II) và đồng (ll) clorua:
Ethenyl ethanoat và ester acrylic (ví dụ methyl 2-methylpropenoate) sau đó được đồng trùng hợp để tạo thành một mảng ngẫu nhiên. Trong đó các nhóm này liên kết thành một chuỗi tuyến tính:
Các este acrylic khác được sử dụng như đồng monomer với ethenyl ethanoat là etyl propenoate, butyl propenoates. Hoặc đồng polyme của butyl propenoate và methyl 2-methylpropenoate .
Các loại polyme được sử dụng trong các loại sơn này được vận chuyển trong nước. (sơn nhũ tương nước) như mô tả ở trên là tốt hơn nhiều đối với môi trường so với các loại sơn chứa chất kết dính trong dung môi hữu cơ.
Đặc tính dung môi ngành sơn
Hình 2 Các loại nhũ tương nước được sử dụng làm sơn trang trí, đặc biệt đối với bên trong và bên ngoài tòa nhà (kể cả sơn lót và sơn lót bên ngoài).
Bằng sự chấp thuận của AkzoNobel.
Hình 3 Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa khối lượng phân tử tương đối và độ nhớt đối với các polyme dung dịch và phân tán.
Sơn nhũ được gọi là khi chúng được tạo ra bởi một quá trình được gọi là trùng hợp nhũ tương. Trong đó các monome lỏng để được trùng hợp lần đầu tiên được phân tán trong nước, như một nhũ tương. Các polyme được tạo ra bởi quá trình này thường có khối lượng phân tử tương đối 500 000-1000 000. Do đó chúng chỉ hữu ích khi phân tán vì chúng có độ nhớt cao nếu chúng được mang trong dung dịch và điều này sẽ không thể sử dụng được.
Nhựa acrylic cũng có thể được sử dụng trong sơn công nghiệp. Hoặc là sơn nhũ tương nước hoặc như sơn dung môi. Sơn công nghiệp dung môi có thể có kết cấu bảo vệ cứng rắn. Và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp như lớp phủ cuối. Ví dụ trên thân xe. Sơn thường xuất hiện dưới dạng hai thành phần được trộn lẫn với nhau ngay trước khi sử dụng: phần sơn chính thường bao gồm nhựa acrylic được tạo ra bởi quá trình trùng hợp của este propenoate tạo thành từ cồn polyhydric (diole và triol). Polyester kết quả có rất nhiều nhóm hydroxyl (-OH) từ xương sống polymer. Các nhóm hydroxyl phản ứng với các hợp chất khác thường bao gồm một isocyanat polyme như một trimer của 1,6-diisocyanatohexan (hexamethylene diisocyanate):
Hợp chất này được biết đến như là một chất chéo bởi nó tạo ra. Khi phản ứng với nhựa, một cấu trúc ba chiều tương tự như polyurethane được hình thành từ một polyol và một isocyanat.
Khi hai thành phần này được trộn lẫn với nhau. Một phản ứng hóa học xảy ra giữa các nhóm hydroxyl trên polymer (nhựa acrylic) và các nhóm isocyanat trên mối liên kết chéo:
Phản ứng này diễn ra tương đối chậm ở nhiệt độ phòng. Cho phép sử dụng đủ thời gian để sơn. Sau đó dung môi pha loãng bốc hơi và mặt hàng sơn được đặt trong lò nướng để đẩy nhanh phản ứng hóa học. Điều này làm tăng đáng kể khối lượng phân tử của polyme. Khiến nó trở thành một phân tử ba chiều và tạo thành một màng cứng, chịu được hóa chất.
3.2.Alkid polyme (nhựa)
Sơn bóng trang trí thường có chứa alkyd polyme (nhựa). Một loại nhựa thông thường được sản xuất từ một polyol như propan-1,2,3-triol (glycerol). Với một axit dibasic như anhydrit benzene-1,2-dicarboxylic (phtalic) và dầu khô (dầu hạt lanh hoặc đậu nành). Khi được nung nóng với nhau, các liên kết este được hình thành. Và nước là một sản phẩm phụ. Tên alkyd có nguồn gốc từ rượu và anhydrit.
Bước đầu tiên để tạo ra alkyd polymer là phản ứng giữa triol và dầu làm khô để tạo ra monoglyceride. Ví dụ:
Các monoglyceride sau đó phản ứng với anhydrit để tạo thành alkyd polymer (nhựa):
Các nhựa alkyd, thường có khối lượng phân tử tương đối trong khoảng 10 000 – 50 000. Thường được mang trong dung môi hữu cơ (sơn dung môi). Turpentine được chiết xuất từ cây đã được sử dụng trong quá khứ như là dung môi. Nhưng nó đã được thay thế bằng các dung môi từ các nguyên liệu hoá dầu như ‘tinh thể trắng’. Là hỗn hợp các hydrocarbon béo mạch và alicyclic.
Một khi nhựa alkyd được sử dụng, các nhóm sấy dầu mặt dây sẽ phản ứng với oxy trong không khí để tạo thành lớp phủ nhiệt cứng, có khối lượng phân tử cao.
3.3.Nhựa epoxy (nhựa):
Nhựa epoxy thường được sử dụng làm chất kết dính trong sơn phủ công nghiệp (sơn lót). Chúng cho sơn độ bám dính tuyệt vời. Cùng với tính kháng cao đối với hóa chất (ăn mòn), và sức đề kháng vật lý cần thiết. Ví dụ như trên tàu và bể chứa hoá chất.
Nhựa epoxy được làm từ 1-chloro-2,3-epoxypropane. (được sản xuất từ 3-chloropropene) và phenol được thế, như bisphenol A :
Giá trị của n có thể được kiểm soát để cung cấp cho một loạt các nhựa khác nhau. Từ chất lỏng nhớt đến chất rắn với các điểm nóng chảy cao. Nhựa epoxy có thể được vận chuyển trong các dung môi như hydrocarbon thơm, rượu, xeton và este (sơn dung môi) hoặc như các chất phân tán trong nước (sơn nước) như nhũ tương thật. Chúng thường không được sử dụng trong các lớp phủ ngoài trời vì chúng dễ bị phân hủy bởi tia cực tím. Nhưng chúng tạo ra lớp sơn lót tuyệt vời và sơn lót bên ngoài.
Nhựa epoxy cũng được sử dụng làm chất kết dính (ví dụ Araldite) và chất cách điện.
4.Bột màu sơn:
Các sắc tố cho màu sắc và độ mờ của sơn. Trong số các sắc tố hữu cơ, đặc biệt quan trọng là azo- , phthalocyanine và anthraquinone dẫn xuất.
Các chất vô cơ phổ biến nhất là titanium dioxide trắng (oxit titanium (IV)) cung cấp trên 70% tổng lượng chất màu được sử dụng (Đơn vị 51). Nó có một chỉ số khúc xạ cao và tạo ra độ bóng cho sơn. Một chất vô cơ được sử dụng rộng rãi khác cũng được chia thành các canxi cacbonat. Điều này có chỉ số khúc xạ thấp. Và được sử dụng cùng với titanium dioxide để sản xuất sơn “mờ”. Các chất màu khác bao gồm oxit sắt (đen, vàng và đỏ), oxit kẽm và cacbon đen.
Các kim loại dạng bột như kẽm và một số hợp chất kim loại, ví dụ như kẽm phosphate, có tính chống ăn mòn.
5.Sơn sấy:
Khi sơn khô, một màng được tạo thành gắn với bề mặt của vật liệu mà nó đang được áp dụng.
Sơn nhũ khô bằng một quá trình vật lý liên quan đến sự bay hơi của nước. Theo sau sự kết hợp của các giọt polymer và sự hội nhập của chúng vào một ma trận polymer cứng hoạt động như chất kết dính cho sắc tố.
Khi áp dụng sơn bóng, các alkyd polymer liên kết chéo bởi một phản ứng oxy hóa với oxy trong không khí một khi dung môi phần lớn đã bốc hơi. Phản ứng này được đẩy nhanh bằng cách sử dụng muối của các kim loại chuyển tiếp. (ví dụ cobalt và mangan naphthenat). Ion kim loại chuyển tiếp (với trạng thái oxi hóa biến đổi). xúc tác sự liên kết chéo của các chuỗi polyme, tạo ra một lớp bề mặt cứng cho sơn.
6.Tính chất của sơn lý tưởng:
Những thay đổi rất nhiều theo mục đích sử dụng cụ thể. Các yêu cầu đối với sơn phủ ô tô, ví dụ, sẽ rất khác với sơn sơn trang trí.
Một số thuộc tính điển hình yêu cầu có thể bao gồm:
- Dễ ứng dụng.
- Chảy tốt ra khỏi nhãn hiệu ứng dụng (ví dụ đánh dấu bàn chải).
- Tạo thành một màng bảo vệ liên tục.
- Độ mờ cao.
- Sấy khô nhanh.
- Chống ăn mòn.
- Không thấm nước.
- Chịu nhiệt.
- Sự ổn định màu sắc (ví dụ chống lại bức xạ hữu hình và tia cực tím).
- Mài mòn và chống xước.
- Độ bền.
- Mềm dẻo.
- Dễ dàng làm sạch.
Sưu tầm