Đồ án Nghiên cứu chế tạo sơn men bảo vệ kết cấu thép cho công trình và phương tiện giao thông vận tải

từ silicate) dùng bụi kẽm làm thành một hổn hợp có tác dụng ức chế hữu hiệu sự tấn công các ion của chất gây ăn mòn. Cấu tạo của màng sơn loại này như sau: 2) Sơn men -Thành phần cơ bản: Trên cơ bản nhựa epoxy,alkyt,PU (poli Urethane),acrylic,vinyl -Sử dụng: Dùng để bảo vệ công trình hàng hải, hệ thống máy móc xa bờ, nền các cao ốc…v v những nơi cần được trang trí bảo vệ cũng như chịu được môi trường hóa chất. -Đặc điểm: + Sơn phủ cao cấp dùng trong xây dựng cho bề mặt láng bóng, chịu hóa chất và mài mòn.+Độ bóng và màu sắc không bị ảnh hưởng bởi môi trường bên ngoài.+Khả năng chống ăn mòn và va đập cao.+Có thể phủ thêm lớp sơn mới nếu cần thiết.+Chịu nhiệt độ đến 100oC.+Nhanh khô 2.1 ) Chất tạo màng Chất tạo màng là một pha liên tục trong một màng sơn,quyết định chủ yếu đặc tính bảo vệ và các đặc tính cơ học chung của màng ( ngoài ra các đặc tính cũng bị ảnh hưởng bởi bản chất bột màu cũng như mức độ khuếch tán bột màu trong chất tạo màng và thể tích bột màu trong đó) Có thể phân biệt các chất tạo màng như sau: -Chất tạo màng thiên nhiên: dâù thực vật,nhựa thiên nhiên,... -Chất tạo màng bán tổng hợp :các dẫn xuất hóa học của polimer thiên nhiên (cao su,...) -Chất tạo màng tổ hợp 2.1.1 ) Nhựa epoxy Nhựa epoxy là sản phẩm đa tụ từ hợp chất chưa nhóm epoxy CH2− CH− CH2− O haytừ hợp chất có khả năng tạo thành nhóm epoxy Là một trong những chất tạo màng quan trọng nhất trong công nghệ sơn Có ba phương pháp cơ bản sử dụng để tổng hợp nhựa epxy -Phản ứng của các chất cho proton với epiclohyđrin CH2− CH− CH2−Cl O -Epoxy hóa các hợp chất không no -Trùng hợp hoặc đồng trùng hợp các hợp chất không no chứa nhóm epoxy 2.1.1.1 ) Nhựa epoxyđian Là một loại nhựa quan trọng nhất và phổ biến nhất,sử dụng trong màng phủ,được tổng hợp từ Bis phenol A (BPA,đi phenol propan ) với epiclohyđrin Bis phenol A + Epiclohyđrin Epoxyđian CH3 HO− − C− −OH + H2C −CH−CH2−Cl CH3 O CH3 HO− − C− − O − CH2 −CH−CH2−Cl CH3 O CH3 +NaOH HO− − C− − O−CH2−CH − CH2 -NaCl –H2O CH3 O CH3 H−−O− − C− −O−CH2−CH−CH2− −O CH3 OH n CH3 CH2−CH−H2C−O− −C− O CH3 2.1.1.2 ) Nhựa epoxy novolac (nhựa polyepoxy ) Được tạo thành từ novolac và epoxy O−CH2−CH−CH2 O−CH2−CH−CH2 O−CH2−CH−CH2 O O O CH2 CH2 n 2.1.1.3 ) Nhựa epoxy mạch thẳng Là loại glixerin ete 2 hay 3 nhóm chức,nhiên liệu đầu để tổng hợp : đi etylen glycol glixerin ( hoặc etylen glicol tri etylen glycol glixerin ) với epiclohyđrin Gần giống cấu trúc nhựa epoxylđian ,nhưng có khối lượng phân tử thường thấp hơn và hàm lượng nhóm epoxy cao hơn 2.1.1.4 ) Nhựa epoxy este Chính là sản phẩm của phản ứng giữa nhựa epoxy và các axit béo đơn chức.Phổ biến nhất là nhựa đi từ epoxy có khối lượng phân tử 800-1600 Những axit béo hay sử dụng là từ dầu khô và dầu bán khô (dầu trẩu,dầu lanh.chứ a liên kết đôi,ba liên hợp ).Ngoài ra có thể sử dụng nhựa thông,chủ yếu là axit abietic. Qúa trình tổng hợp xẩy ra : CH2− CH− + RCOOH −CH−CH2−OCOR O OH −CH2−CH−CH2− + RCOOH −CH2−CH−CH2 − + H2O OH OCOR Nếu có 2 nhóm epoxy CH2− CH− CH−CH − CH2 +RCOOH O OH O CH2 − CH – CH – CH − CH2 epoxy không hoàn toàn OCOR OH OH OH OCOR Tiếp tục phản ứng với axit Epoxy biến tính với anhyđrich maneic ( AM )hay với anhyđrich phtarich (AP ) để tan trong nước 2.1.1.5 ) Ứng dụng nhựa epoxy trong màng phủ Sử dụng nhiều và đa dạng,trong nhiều lĩnh vực khác nhau. A ) Màng phủ bảo vệ công nghiệp Hệ nhựa epoxy đóng rắn nguội được sử dụng nhiều nhất cho các hệ ăn mòn,từ trung bình đến khắc nghiệt. Thường là nhựa epoxy lỏng được hòa tan trong dung môi,chất pha loãng,... Chất đóng rắn thường sử dụng là poliamin mạch thẳng (DETA,TETA,PEPA),poli amit amin,màng phủ thu được có độ bền đối với dung môi hóa học,bền mài mòn,bám dính tốt Màng phủ epoxy đóng rắn bằng amin sử dụng sơn máy bay,tầu thủy B ) Màng phủ epoxy nhựa than đá Phối hợp nhựa than đá với epoxy tạo nên cho sơn có lớp màng độ dầy lớn,hàm rắn cao ( thường sử dụng cho lớp sơn trung gian để tạo độ dầy ) Bền với nước,nước mưa,hoa shocj,tương đối bền với xăng dầu và các hiđrocacbon khác ( nhưng không sử dụng được với các dung môi đặc thơm,hoặc dung môi có cực,vì khi đó than đá sẽ bị hòa tan ) C ) Sơn lót epoxy giầu Zn Được sử dụng làm sơn lót cho kết cấu bằng thép ở biển hoặc cầu,cống ( nhờ có độ bám dính tốt ). Trong thực tế,lượng bột Zn thường chiếm khoảng 90 % toàn bộ lượng sơn lót.Nhằm chống ăn mòn điện hóa ( màng sơn đóng vai trò điện cực hy sinh để bảo vệ kết cấu bằng kim loại hoạt động yếu hơn ) 2.1.2 ) Nhựa ankyd Là nhựa poli este có cấu trúc R3 được chế tạo từ anhyđric của axit lưỡng chức mà chủ yếu là anhđric phtalic và rượu đa chức (chủ yếu là glycerin và penta ery thrytric ) CO CH2−OH HOCH2 CH2OH O CH−OH C CO CH2−OH HOCH2 CH2OH ( AP: alhđrich phtalic ) ( glycerin ) ( penta ery thrytric ) Nhựa ankyd đi từ AP + glycerin gọi là glyphtal AP + penta ery thrytric gọi là penta phtal -Màng sơn trên cơ sở nhựa ankyd không biến tính có đặc điểm : bám dính tốt với nhiều vật liệu,đàn hồi,bóng ,bền dưới tác dụng của ánh sáng nhưng lại có nhược điểm là dòn,dễ nứt,hút nước,khó hòa tan trong dung môi do cấu trúc chặt chẽ.Do đó trong thực tế rát ít dùng nhựa alkyd không biến tính để làm sơn -Người ta thường biến tính ankyd bằng axit béo hoặc dầu thực vật 2.1.2.1 ) Biến tính ankyd bằng axit béo Nguyên liệu : glycerin,AP,axit béo có thể cho vào một lúc hoặc tổng hợp monoglyceric của axit béo trước CH2−OH CH2−OCOR CH−OH + RCOOH CH−OH CH2−OH CH2−OH Mono glyceric +AP tạo ra cấu trúc nhánh : R R CO CO O O CH2− CH−CH2 CH2−CH−CH2−..... O O O CO CO... CO CO Tuy nhiên việc tách axit béo từ dàu thực vật rát phức tạp và giá thành cao nên phương pháp này ít sử dụng 2.1.2.2) Biến tính ankyd bằng dầu thực vật Thành phần : Triglyceric , glycerin , AP Đối với phương pháp này không thể đưa nguyên liệu vào cùng một lúc vì AP tác dụng với glycerin tạo sản phẩm không tan trong dầu Cấu tạo của nhựa alkyd biến tính bằng dầu thực vật có thể biểu diễn như sau HOOC COO −C3H5−OOC COO−C3H5−OOC COO... OH OCOR Trong thực tế người ta thường dùng cả dầu bán khô và dầu khô.Các gốc R này còn có các nối đôi có khả năng kết hợp với nhau bằng những càu nối oxy -O- ( trong quá trình đóng rắn ) làm cho polyme có cấu tạo mạng lưới rất thích hợp để làm sơn HOOC COO −C3H5−OOC COO−C3H5−OOC COO... O O CO CO -Nhựa ankyd biến tính bằng dầu thực vật có thể pha thêm một ít nhựa thông ( hàm lượng nhựa thông không nên vượt quá 10 % ) để giảm độ nhớt nhưng làm cho màng sơn dòn -Tính chất của alkyd biến tính bằng dầu thực vật phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố : lượng dầu,độ không no của dầu +Hàm lượng nhựa trong dầu được đánh giá bằng % trọng lượng dầu ( hay axit béo ) trong nhựa .Nó thường dao động trong khoảng 30-70 % . Căn cứ vào hàm lượng dầu trong nhựa ankyd biến tính có thể phân làm 4 loại nhựa : Loại nhựa hàm lượng dầu ( % ) béo >60 % béo trung bình 45-59 % gầy 35-44 % rất gầy <35 % Hàm lượng dầu ( độ béo ) càng cao thì dung dịch nhựa càng ít nhớt,khả năng hòa tan vào dung môi cacbuahydro mạch thẳng càng dễ dàng,sơn càng dễ ngấm bột mầu và có khả năng dung chổi quét gia công ,màng sơn co giãn tốt,bền với thời tiết nhưng kém rắn,ít bám dính,kém bền với dung môi dầu nhờn và chậm khô +Độ không no ( đọ khô ) của dầu : Dầu càng khô thì màng sơn càng khô nhanh ,nhưng nó làm cho dung dịch nhựa có độ nhơt cao,dễ bị keo hóa,màng sơn chóng bị lão hóa. Do đó thường dùng kết hợp dầu khô và bán khô để màng sơn chậm lão hóa và có tác dụng hóa dẻo Nhựa alkyd biến tính bằng dầu thực vật có độ bóng cao,cứng,bền với nước,ánh sáng thời tiết,bám dính tốt với kim loại và tương đối co giãn .Ngoài ra còn có khả năng phối hợp với nhiều loại nhựa khác nên phạm vi sử dụng khá rộng VD ) + Biến tính nhựa alkyd với uretan tạo uretan alkyd + Biến tính nhựa alkyd với poliamit tạo tính chất lưu biến trong sơn + Biến tính nhựa alkyd với silicon để tăng và duy trì độ bóng + Biến tính nhựa alkyd với nhựa PF để tăng độ cứng và bền hóa chất + Biến tính nhựa alkyd với nhựa vinyl để tăng khô nhanh,tăng cứng,duy trì độ màu,bền nước và hóa chất 2.1.3 Nhựa acrylic Các polime acrylic được sử dụng rộng rãi do các đặc tính tuyệt vời của chúng về độ trong,chịu được hóa học,thới tiết và các tính chất về độ bền 2.1.3.1 ) Nguyên liệu đầu Các monome được xếp theo dạng ‘’ cứng ‘’,’’mềm’’,’’hoạt tính ‘’ trên cơ sở các đặc tính của chúng biểu hiện trên polyme cuối cùng +Monome cứng : MMA ( metyl metacrylat ) , styren , vinyl axetat +Monome mềm : các acrylat mềm hơn (metacrylat,etyl acrylat, 2-etyl hexyl acrylat,metacrylat mạch dài,...) +Monome hoạt tính :thường chưa nhóm hydroxyl như hydroxyl etyl acrylat,acryl amit.Các monome dạng axit như axit metacrulic cũng là những monome hoạt tính và thường sử dụng lượng nhỏ trong hợp chất để làm tăng sự khuếch tán của bột mầu,và đóng vai trò xúc tác cho việc đóng rắn các dẫn xuát polyme 2.1.3.2 ) Điều chế nhựa acrylic Phụ thuộc vào monome ban đầu ( độ beebf,giá thành,độ hoạt động ) Tỷ lệ monome cứng /monome mềm sẽ điều chỉnh khối lượng phân tử,và từ tỉ lệ này có thể dự đoán tương đối chính xác các ứng dụng của chúng trong màng phủ Bình thường tiến hành trong dung dịch 50%,nhiệt độ phụ thuộc dung môi,tỷ lệ chấ khơi mào ( hàm lượng ) từ 0.1 – 4 %,nhiệt độ sử dụng chất khơ mào từ 90 – 1300C Monome acrylic có thẻ thực hiện trùng hợp khối,huyền phù,nhũ tương,khuếch tán trong dung dịch 2.1.3.3 ) Ứng dụng nhựa acrylic -Nhựa acrylic nhiệt dẻo Khi sử dụng cần chú ý đến khối lượng phân tử và phân bố khối lượng phân tử vì sự đồng đều,phân bố khối lượng ảnh hưởng đến tính chát màng sơn.đặc biệt là đối với những loại sơn có bột kim loại,đặc tính lưu biến của nó ảnh hưởng đến hướng của vẩy nhôm,vẩy kim loại trên màng phủ Khi khối lượng phân tử của nhựa quá cao,khi phun sơn,lượng rắn phun ra chậm,còn khi khối lượng phân tử rất cao thì có thể gây ra dạng mạng nhên khi phun Nếu khối lượng phân tử tháp thì lại giảm độ bền và giảm đặc tính cơ học Đối với sơn polymetyl metacrylat,thường khối lượng phân tử tối ưu nằm trong vùng 80 000.Ngoài ra đối với màng này phải tiến hành dẻo hóa để tăng độ bền chống rạn,thường chất dẻo hóa là benzyl,butyl benzyl ftalat hoặc polyeste thấp phân tử +Nhựa acrylic nhiệt dẻo đặc biệt được ứng dụng cho lớp phủ ngoài của ôtô +Nhựa acrylic nhiệt dẻo trộn hợp với nitroxenlulo hoặc trộn với chất hóa dẻo ankit để sơn ôtô - Nhựa acrylic nhiệt rắn + Được hình thành để khắc phục một số nhược điểm của acrylic nhiệt dẻo,đặc biệt là áp dụng trong công nghiệp + Ưu điểm : tăng độ bền hoá học và kiềm,sử dụng được phàn rắn cao hơn,trong dung môi rẻ hơn và mềm ít hơn khi làm việc ở nhiệt độ cao + Nhựa acrylic nhiệt rắn có M = 20 000 - 30 000 + Hàm lượng monome hoạt động 5 – 25 % 2.1.3.4 ) Biến tính nhựa acrylic +Tăng tính chất của nhựa,nhựa polyme đi từ copolyme acrylic (trùng hợp 2,3 monome khác nhau ) có các nhóm chức là hidroxyl có thể khâu mạch với nhựa metamin focmandehit để tạo vật liệu có độ bền thời tiết và có tính chất cơ học tốt + Nhựa acrylic biến tính với poly butadien được sử dụng làm lớp lót trên bề mặt thép trần 2.1.4 Nhựa PU (poly uretan ) Nhựa poli uretan là các polyme chứa liên kết uretan ( -NH-CO-O- ). Ngoài ra,dạng cacbamat cũng đồng nghĩa uretan,được hình thành bởi 1 polyme(ancolhol ) và một iso xianat.Ngoài ra có thể tổng hợp bằng các phương pháp khác. 2.1.4.1 ) Nguyên liệu đầu 2,4-TDI,hoặc 2,6- TDI ( toluilen ddiiisso xianat )hoặc hỗn hợp dẫn xuất của chúng CH3 N=C=O N=C=O Ngoài ra còn dùng 1,6-hexametylen đi iso xianat.Nhưng trong công nghiệp sơn hạn chế sử dụng isoxianat để tổng hợp màng poliuretan,do độ độc cao,dễ bay hơi do khối lượng nhỏ.Thường sử dụng các dãn xuât scuar chúng (poly xianat ) có độ độc nhỏ hơn,và độ bay hơi nhỏ hơn (vì khối lượng lớn hơn ) Thường dùng : +Sản phẩm tương tác của 2,4-TDI với rượu đa chức Vd ) với đietylen glicol O=C=N O O H3C NH-C-O-CH2-CH2-O-CH2-CH2-O-C-NH OCN CH3 Hoặc với trimetylol propan,sản phẩm CH2-O-C-NH- CH3 O NCO C2H5 –C CH2-O-C-NH- CH3 O NCO CH2-O-C-NH- CH3 O NCO Hoặc với sản phảm alcol phân hóa dầu chẩu NCO CH2-O-CO-NH- -CH3 NCO CH-O-CO-NH- -CH3 CH3 CH2 NCO CH2-O-CO ( CH2 )7CH=CH-CH2-CH-O-CO-NH- -CH3 +Sản phẩm tương tác của 1,6-HMDI (1,6 hexa metylen điío xianat ) với nước tạo ra poly iso xianat OCN ( CH2 )6 N-CO-NH ( CH2 )6 NCO O=C-NH ( CH2 )6 NCO +Polyol : đế tổng hợp polyuretan là các este,et,EP,oligome.Loại polyeste không no với yêu cầu có giá trị hidroxyl cao và axit nhỏ,được sử dụng rộng rãi nhất cho phản ứng tổng hợp polyuretan (nếu polyeste có chỉ số axit cao thì khi tổng hợp polyuretan sẽ giải phóng CO2 , không tốt ) Khi tạo màng,bản chất màng tạo ra phụ thuộc vào cả 2 nguyên liệu đầu Màng tạo từ poly este mạch thẳng ,màng tạo sẽ mềm Màng tạo bởi axit phtalic,iso phtalic,tere phtalic,màng sẽ cứng và giòn hơn Nếu sử dụng erythrin,thì màng cứng hơn 2.1.4.2 ) Phân loại màng phủ polyuretan -Loại 1 cấu tử hoặc 2 cấu tử,mỗi một loại ddeuf có tính chất đặc biệt liên quan đến cấu trúc ban đầu trong cơ chế chất đóng rắn cũng như thành phần chất tạo màng Mỗi một loại đều có tính chất đặc bieetjlieen quan cấu trúc ban đầu trong cơ chế chất đóng rắn cũng như thành phần chất tạo màng -Sơ đồ phân loại PU Vật liêu sơn polyuretan Hai cấu tử một cấu tử urankit Poliisoxianat prepolyme với nhóm isoxianat+ polyol khối NCO đóng rắn bằng không khí ẩm đóng rắn theo phản ứng nhóm NCO với nước đóng rắn theo phản ứng nhóm NCO và OH -Màng phủ 2 cáu tử trên cơ sở polyisoxianat và polyol +Là dạng màng phủ được sử dụng phổ biến,quan trọng nhất là tỉ lệ của isoxianat và polyol (NCO/OH ).Khi tỉ lệ NCO giảm thì màng mềm hơn do OH nhiều,NCO càng nhiều thì màng càng cứng +Polyol rất đa dạng,nếu polyol 2 thành phần thì lượng OH khó tính toán.Tiến hành trộn 2 cấu tử polyol và poly isoxianat theo tỉ lệ tính toán trước ( đựng vào 2 hộp khác nhau,chỉ trộn trước khi gia công ) +Trộn bột mầu vào polyol để tạo sơn có mầu( không trộn vào polyisoxianat vì dễ bị hút ẩm và keo tụ ) khó bảo quảnvà vì khối lượng và thể tích polyisoxianat nhỏ hơn nhiều polyol,nên không trộn bột mầu polyol và chất tạo màng,còn poly isoxianat đóng rắn.Cho bột mầu vào polyol.Mặt khác một số bột màu có tính chất Bazơ (ZnO,Fe2O3,...) gây hiện tượng gel cục bộ trong quá trình bảo quản + Có thể đóng rắn ở 00C . Phụ thuộc chất đóng rắn là poly este,..màng phủ nằm trong một dải độ cứng,độ mềm dẻo.Màng này có độ bám dính rất tốt với bề mặt sạch.Khi sử dụng ngoài trời,cần bền thời tiết,sử dụng sơn lót epoxy.Đặc tính trang trí,khi sử dụng isoxianat thơm,màng biến thành vàng,sử dụng isoxianat thẳng giữ mầu.Bền dung môi,bền hóa chất,bền ẩm 2.1.4.3)Màng phủ đóng rắn ẩm Glixerin +ddiiaxxit poly este triol xuất hiện OH bậc 2,tham gia phản ứng chậm hơn poly este bình thường.Nếu trộn hợp chúng với một lượng iso xianat thì không đóng rắn và tạo ra prepolyme ( tiền polyme ) nếu trộn đủ hoặc thiếu thì đóng rắn.Khi đem ra ngoài không khí ,phản ứng với O2,H2O,đóng rắn ,gọi là đóng rắn ẩm.Màng này rất cứng,bám dính,bóng,chịu mài mòn cao,chúng được sử dụng cho bề mặt sàn gỗ hoặc bê tông cần độ bền kiềm 2.1.5 Nhựa Vinyl CH2=CH2 trùng hợp 1 monome tạo homo polyme,trùng hợp bởi 2 hoặc nhiều monome khác nhau tạo copolyme.Nhựa vinyl là các polyme nhiệt dẻo ,mạch thẳng,tạo thành bởi trùng hợp các hợp chát chứa nhóm vinyl Có 2 phương pháp phổ biến để trùng hợp các polyme vinyl +Trùng hợp dung dịch,các monnome phải hòa tan trong dung môi +Trùng hợp nhũ tương,monome phải được nhũ hóa trong 1 dung môi,không tan trong dung môi,chất khởi đầu phải tan trong dung môi,Chất khởi đầu thường sử dụng là peroxit,thường dùng là peroxit benzoyl do ( t0 : 800C đến 1000C,thời gian bán phân hủy,rẻ tiền,dễ kiếm )Ngoài peroxit còn có thể sử dụng nhiệt,bức xạ,ánh sáng.Thường chọn phương pháp trùng hợp nhũ tương vì những yếu tố cơ bản của nó (rẻ hơn,dễ kiểm soát quá trinh hơn ) 2.1.5.1 ) Nhựa poly vinylaxetat ( PVAc) Đây là sản phẩm trùng hợp từ vinylaxetat Vac n CH2=CH CH2-CH n OCOCH3 OCOCH3 ( ứng dụng làm keo dính ) PVAc là loại nhựa không mầu và có nhiệt chảy mềm tương đối thấp (380C) .Nó không độc và là nhựa nhiệt dẻo.Tuỳ theo phương pháp tổng hợp sẽ thu được 1 loạt các loại nhựa có mật độ trùng hợp và đặc tính hòa tan khác nhau.Loại có độ trùng hợp thấp hòa tan trong etanol,este,xeton và dung môi thơm.Những màng phủ tạo ra từ loại nhựa này thường bị giòn và bám dính kém với các bề mặt nhẵn ,do đó phải cho thêm chất hóa dẻo vào Ngoài ra đặc điểm của PVAc là dễ bị hút ẩm 2.1.5.2) Nhựa poly vinylancol ( PVA ) PVA được sản xuất trong công nghệ từ PVAc bằng cách xà phòng hóa với kiềm hoặc thủy phân với 1 axit vô cơ làm xúc tác -CH2-CH- + ROH -CH2-CH-CH2-CH- + n CH3COOH OCOH OH OH PVA tinh khiết là một loại bột mầu trắng tan trong nước và không tan trong đa số các dung môi hữu cơ,màng phủ từ PVA bền nước với các chất lỏng hữu cơ như nhiên liệu,dàu mỡ,không thấm với nhiều loại khí như H2,N2,O2,...Trong composit,PVA thường được dùng để chống dính 2.1.5.3 ) Nhựa poly vinyl fomal ( PVF ) PVF được tổng hợp từ PVA phản ứng với andehit fomalic -CH2-CH-CH2-CH- + n HCHO - CH2-CH-CH2-CH- OH OH O O CH2 PVF là một loại bột hoặc hạt không mùi,mầu trắng hoặc vàng nhạt,tan trong một số ít loại dung môi như dung môi clo hóa hoặc hexanol đi ocxan PVF có đặc tính là chịu ánh sáng ,bám dính và có độ cách điện ( do đó hay sử dụng làm cách điện,sơn chịu xăng dầu ) 2.1.5.4 ) Nhựa poly vinyl butyral ( PVB ) Giiongs PVF là cũng được tổng hợp từ PVA với butyraldehit -CH2-CH-CH2-CH- + CH3-CH2-CH2-CHO - CH2-CH-CH2-CH- OH OH O H O C CH3-CH2-CH2 PVB là loại poly vinyl axetal quan trọng nhất vì được sử dụng nhiều để làm lớp sơn lót cho kim loại để tăng độ bền,độ bám dính và tính chống rỉ cho các lớp sơn sau.PVB tồn tại dạng hạt trắng hoặc vàng nhạt ,có độ ổn định với ánh sáng,màng sơn có độ đàn hồi cao hơn PVF Ứng dụng chủ yếu làm sơn cách điện,sơn lót chống rỉ cho thiết bị hoặc công trình làm việc ở biển hoặc những nơi mà điều kiện ăn mòn khắc nghiệt 2.1.5.5 ) Poly vinyl clorua ( PVC ) Được tổng hợp từ vinylclorua bằng một trong những phương pháp trùng hợp khối,nhũ tương hoặc huyền phù n CH2 = CH CH2-CH n Cl Cl PVC là một loại nhựa không mầu,hòa tan rát hạn chế trong các dung môi trông dụng,do đó trong lĩnh vực màng phủ nó được sử dụng ở dạng huyền phù,chủ yếu là hai dạng sau : -Plastisol : đây là PVC mịn ,phân tán trong một chất hóa dẻo phù hợp ,chúng thường kết hợp với bột mầu,tạo ra màng dầy sấy nóng ở nhiệt độ 1700C đến 1930 C Ở nhiệt độ này PVC nóng chảy và nó hấp thụ chất hóa dẻo tới dạng mềm và tạo ra một màng liên tục ,những màng này rất bền với các tác nhân hóa học ,tuy nhiên plastisol có độ bám dính kém trên nền thép -PVC mịn phân tán trong chát hóa dẻo và chất loãng.Loại này cũng thường kết hợp với bột mầu tạo ra màng mỏng hơn và nhẵn hơn plastisol,ngoài ra nó cũng yêu cầu quá trình xử lý nhiệt 2.1.5.6 ) Đồng trùng hợp vinylaxetat và vinyl clorua Có thể tiến hành đồng trùng hợp Vac với một loạt các monome để tạo ra các sản phẩm có độ cứng yeu cầu hoặc độ mềm dẻo yêu cầu Monome trùng hợp có thể sử dụng : acrylat,maleat,caprolactam Phương pháp đồng trùng hợp phổ biến nhất là phương pháp trùng hợp huyền phù Trong lĩnh vực trang trí,người ta tiến hành đồng trùng hợp vinylaxetat với etylen và thường etylen chiếm 8-25 % màng này chịu được hóa chất ,độ bền tốt,đặc tính không biến vangfkhi so sánh với các polyme đồng trùng hợp khác.Hoặc đồng trùng hợp VAc và VC ( VC chiếm 80-90 % ) để tạo polyme nhiệt dẻo không hoạt tính,rất bền với sự xuyên thấm của ẩm và sự tấn công của hóa chất 2.1.5.7 )Peclovinyl ( poly vinyl clorua clo hóa ) Peclovinyl được điều chế bằng cách clo hóa PVC tạo ra bột mầu trắng,peclovinyl thương mại có hàm lượng Cl khoảng 66-67 % .Ở PVC ,Cl chiếm 56,8 % Peclovinyl hòa tan trong axeton,toluen,axetat và trộn hợp được với nhiều loại nhựa khác nhau và các chất hóa dẻo thông dụng Một đặc điểm nổi bật của peclovinyl là chống cháy,ngoài ra có độ bền hóa học.Sử dụng cho sơn chống cháy,sơn chịu hóa chát,nhưng độ bóng của màng không cao 2.2 ) Dung môi Trong sơn,dung môi là hợp phần chính,nó thường chiếm khối lượng lớn hơn so với chất tạo màng.Một số loại sơn,dung môi chiếm đến 80 %,chỉ còn 20 % là chất tạo màng như sơn nitro xenlulo,clo cao su,... Dung môi là chất lỏng dễ bay hơi dùng để hòa tan một số chất tạo màng ,chất hóa dẻo ,... chuyển hệ sơn vào trạng thái thuận lợi cho việc chế biến,sử dụng và sẽ bay hơi hết trong quá trình tạo thành màng sơn 2.2.1 ) Yêu cầu đối với dung môi 2.2.1.1) Khả năng hòa tan Mỗi loại dung môi chỉ có khả năng hòa tan một số chất tạo màng nhất định,nếu dung môi và chát tạo màng có độ phân cực càng giống nhau thì càng dễ hòa tan Dựa vào khả năng hòa tan người ta chia dung môi làm ba loại -Dung môi thật ( dung môi hoạt động ) -Dung môi ẩn:bản thân nó không hòa tan chất tạo màng,nhưng hỗn hợp của nó với dung moi thật làm tăng khả năng hòa tan so với chỉ dùng dung môi thật -Chất pha loãng :Dung môi thật đối với một chất tạo màng là những chất lỏng hòa tan thật sự chất tạo màng đó,còn chát pha loãng tự mình nó không thể hòa tan chất tạo màng , mà chỉ góp phần làm giảm độ nhớt của dung dịch Tỷ lệ chất pha loãng với dung môi thường có một giới hạn nhát định.Nếu vượt quá giới hạn này sẽ làm keo kết chất tạo màng,làm dung dịch bị đục 2.2.1.2) Điểm sôi ( nhiệt độ sôi ) Nhiệt độ sôi không là tiêu chuẩn thực để đánh giá tốc độ bay hơi của dung môi,các phân tử có kích thước càng nhỏ thì bay hơi càng nhanh,điều này chỉ đúng với các chất lỏng không phân cực như hydrocacbon ( các phân tử tồn tại độc lập nhau ) còn các chất lỏng phân cực thì các phân tử kết hợp chặt chẽ với nhau do tồn tại các lực hóa trị phụ giữa chúng.Sự kết hợp này làm tăng nhiều kích thước của chúng,Do vậy sự bay hơi sẽ bị cản trở.Mức độ kết hợp giữa các phân tử sẽ bị giảm khi nhiệt đọ tăng,và ở điểm sôi sự kết hợp thực tế bằng không 2.2.1.3 )Tốc độ bay hơi Tốc độ bay hơi đặc trưng cho khả năng rời khỏi bề mặt của một chất lỏng Nếu một dung môi bay hơi quá nhanh thì nó có những nhược điểm sau -Sơn nhanh chóng bị đặc lại vậy khó gia công -Các phân tử không bay hơi chưa kịp sắp xếp lại ở những vị trí thuận lợi làm cho tính năng cơ lí của màng bị giảm -Lớp dung môi trên cùng bay hơi quá nhanh làm cho rắn lại sớm trong khi các phân tử dung môi ở các lớp bên dưới chưa kịp thoát ra hết gây nên hiện tượng phồng rộp,nhăn màng Đối với những dung môi bay hơi quá chậm thì màng sẽ chậm khô,làm giảm năng suất Do vậy khi dùng dung môi nên dùng dung môi gồm 3 loại:bay hơi nhanh,vừa và chậm .Bộ 3 này giúp cho màng sơn có độ chảy tốt nhất,bề mặt sơn đều,bóng và đẹp 2.2.1.4) Khả năng độc hại và cháy nổ Do đặc điểm của dung môi là dễ bay hơi nên khi sản xuất và gia công dung môi sẽ vào cơ thể con người qua hô hấp,miệng,hấp thụ qua da.Hầu hết dung môi đều độc hại,một số dung môi gây viêm da,cháy da,gây mê hoặc trạng thái không nhận thức được,một số ảnh hưởng mạnh đến máu,thận 2.2.1.5) Độ ổn định hóa học Khi dùng dung môi phải lưu ý xem dung môi có chứa những nhóm hoạt động có khả năng phản ứng với các phần tử hay không,nếu có sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính năng của màng sơn Dung môi được dùng không nên chứa những hợp chất sunfua và không nên có tính axit vì nó sẽ ăn mòn kimloaij hoặc phản ứng với một số bột màu hoặc nhựa trong sơn 2.2.1.6) Mùi và mầu Mùi mạnh hoặc khó chịu trong dung môi ảnh hưởng sinh lí trầm trọng đến công nhân và người sử dụng sơn,tốt nhất nên chọn dung môi không mùi Màu cũng ảnh hưởng đến sơn trắng và mầu sáng,nên cần phải chú ý 2.2.1.7 ) Tỷ trọng và giá thành Để tiện việc sử dụng và theo dõi giá thành thì nên chú ý đến tỷ trọng của dung môi Dung môi được dùng phải đảm bảo giá cả phải chăng,dễ kiếm Việc sử dụng chất pha loãng làm giảm đáng kể giá thành sản phẩm 2.2.2 Một số loại dung môi -Dung môi terpen: được lấy từ cây thông -Dung môi hidro cacbon -Dung môi có chứa oxi:thường là những dung môi phân cực nên trong công nghệ sơn người ta thường dùng kết hượp với các dung môi khác để thay đổi tính năng của màng và giảm giá thành -Dung môi chưa clo:có khả năng chống cháy,nhưng giá cao,thường là dộc hại,nên hạn chế sử dụng -Dung môi nitro parafin : dùng tốt cho các loại sơn có chất tạo màng là polyvinyl,xenlulo và các dẫn xuất của xenlulo,đặc biệt là axetat xenlulo.Cca loại dung môi này thường không độc,không có khả năng gây cháy nổ trừ nitro metal -Dung môi furan và các dẫn xuất 2.3 Bột mầu và chất độn 2.3.1 Bột màu : là thành phần quan trọng tạo mầu cho màng sơn,bột mầu không hòa tan trong dung môi hoặc dầu,nó được nghiền đồng đều với chất hóa dỏe có tác dụng che phủ bề mặt,chống xuyên thấu của tia tử ngoại,làm cho màng sơn có màu,chịu nước,chịu khí hậu,nâng cao độ cứng .độ mài mòn,kéo dài tuổi thọ màng sơn,... Bột màu là những hạt rắn mịn,phân tán đều trong môi trường sơn,tạo cho màng sơn một số tính chất đặc biệt,tính chất quan trọng nhất của bột màu là làm c