Chọn nhựa alkyd dầu dài cho sơn khô tự nhiên cần màng dẻo, như sơn gỗ và kết cấu thép; chọn dầu ngắn cho sơn sấy cần màng cứng, khô nhanh và bền hóa chất. Cần xác định trước phương pháp khô là tự nhiên hay sấy lò. Quyết định còn phụ thuộc vào loại nền, hệ dung môi và yêu cầu màng. Giá hay độ nhớt của nhựa không đủ làm căn cứ chọn.
Chọn sai nhựa alkyd thì sơn công nghiệp hỏng ở đâu
Alkyd là polyester biến tính bằng dầu béo. Độ dài dầu là tỷ lệ dầu béo trong nhựa so với phần polyester, và tỷ lệ này quyết định gần như toàn bộ hành vi của màng. Chọn lệch về một phía thì lỗi lộ ra ở những công đoạn khác nhau.
Trường hợp thứ nhất là alkyd dầu dài đưa vào dây chuyền sấy. Màng không đạt độ cứng cần thiết nên ra lò vẫn màng mềm, còn dính tay, bị in vết khi xếp chồng chi tiết. Chi tiết phải chờ lâu mới đóng gói được, nhịp dây chuyền chậm theo.
Trường hợp thứ hai là alkyd dầu ngắn dùng cho sơn khô tự nhiên. Hệ này ít nối đôi để oxy hóa nên khô kém ở nhiệt độ môi trường. Khi màng đã khô thì cứng nhưng giòn, dễ nứt lúc nền giãn nở hoặc chịu va đập. Trên kết cấu thép ngoài trời, vết nứt là đường cho hơi ẩm đi vào nền.
Ngoài hai lỗi chính, chọn sai còn để lại các lỗi đi kèm:
- Màng ố vàng sau một thời gian, rõ nhất ở màu trắng và màu sáng, do loại dầu không phù hợp với yêu cầu giữ màu.
- Bám nền kém, vì độ dẻo hoặc độ cứng của màng không khớp với nền và ứng suất co ngót.
- Nhựa không pha được với dung môi mong muốn: dung dịch đục, tách lớp hoặc màng mờ, vì độ phân cực của nhựa không khớp hệ dung môi.
Những lỗi này thường chỉ lộ ra sau khi đã sơn hàng loạt, lúc đó sửa nghĩa là sơn lại. Vì vậy cần đối chiếu nhựa với cách khô và nền ngay từ khi duyệt công thức.
4 tiêu chí quyết định khi chọn nhựa alkyd
Cơ chế khô — oxy hóa nối đôi của dầu (khô tự nhiên) và đóng rắn với nhựa amino khi sấy; dầu dài nhiều nối đôi hơn
Alkyd khô tự nhiên nhờ oxy hóa nối đôi trong chuỗi dầu béo. Oxy không khí tấn công vị trí cạnh nối đôi, tạo gốc tự do, rồi các chuỗi liên kết ngang với nhau thành mạng. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ môi trường và cần chất làm khô, thường là muối kim loại, làm xúc tác; thiếu chất làm khô thì oxy hóa diễn ra rất chậm. Alkyd dầu dài mang nhiều nối đôi hơn trên mỗi phân tử nhựa, nên khô tự nhiên tốt hơn dầu ngắn.
Với sơn sấy, cơ chế khác: nhóm hydroxyl còn lại trên alkyd phản ứng với nhựa amino khi gia nhiệt, tạo mạng lưới đóng rắn. Phản ứng này không cần nối đôi. Alkyd dầu ngắn ít nối đôi nhưng thường giàu nhóm hydroxyl hơn, nên phù hợp với dây chuyền sấy. Hai cơ chế này là điểm phân nhánh đầu tiên khi chọn.
Độ cứng và độ dẻo màng — tỷ lệ dầu cao làm mềm, dẻo; phần polyester nhiều làm cứng
Chuỗi dầu béo linh động, nên tỷ lệ dầu cao làm màng mềm và dẻo: màng chịu uốn và theo kịp độ giãn nở của nền, đổi lại chậm cứng và dễ in vết. Phần polyester, gồm axit đa chức và polyol, tạo khung cứng. Phần này nhiều thì màng cứng, bóng và bền hóa chất hơn, nhưng giòn hơn. Alkyd dầu trung bình nằm giữa hai đầu.
Độ cứng và độ dẻo đi ngược chiều nhau, nên việc chọn là tìm điểm cân bằng cho từng ứng dụng. Nền co giãn nhiều như gỗ hay kết cấu thép ngoài trời ưu tiên độ dẻo. Vỏ máy, chi tiết xếp chồng ngay sau lò cần độ cứng và khả năng chống in vết.
Độ hòa tan và dung môi — dầu dài tan trong dung môi aliphatic, dầu ngắn cần dung môi thơm hoặc phân cực
Độ phân cực của nhựa thay đổi theo độ dài dầu. Chuỗi dầu béo kỵ nước, nên alkyd dầu dài tan trong dung môi aliphatic, tức hydrocarbon mạch thẳng. Alkyd dầu ngắn có phần polyester lớn hơn, phân cực hơn, thường cần dung môi thơm hoặc dung môi phân cực như ester, ketone, rượu pha cùng.
Dung môi sai làm dung dịch đục, tách pha hoặc màng mờ, ngoài việc thay đổi độ nhớt thi công. Khi đổi hệ dung môi, chẳng hạn để giảm lượng dung môi thơm, cần kiểm tra lại độ tan của nhựa và khả năng tương thích với nhựa amino hoặc chất làm khô trong công thức.
Loại dầu và độ ố vàng — dầu có nối đôi liên hợp khô nhanh nhưng dễ ố vàng; dầu không khô dùng cho sơn sấy giữ màu
Dầu béo gốc thực vật chia thành dầu khô, dầu bán khô và dầu không khô theo mức độ chưa bão hòa. Dầu có nối đôi liên hợp khô nhanh nhưng dễ ố vàng, vì quá trình oxy hóa tạo các nhóm sinh màu. Dầu khô thông thường cũng ố vàng dần theo thời gian, rõ hơn ở nơi thiếu ánh sáng.
Dầu không khô không tham gia oxy hóa. Chúng nằm trong màng như chất hóa dẻo bên trong và được dùng cho sơn sấy cần giữ màu, nhất là màu trắng và màu sáng. Vì vậy trên TDS cần đọc cả loại dầu lẫn độ dài dầu.
Có thể hình dung độ dài dầu như một thanh tỷ lệ. Đầu dầu dài gắn với khô tự nhiên, màng dẻo, tan trong dung môi aliphatic. Đầu dầu ngắn gắn với sơn sấy, màng cứng, cần dung môi phân cực hơn. Dầu trung bình ở khoảng giữa.
Cách đối chiếu với dây chuyền sơn của bạn
Bước 1 — Xác định cách khô: tự nhiên hay sấy, nhiệt độ và thời gian lò
Bắt đầu từ cách sơn khô trên dây chuyền thực tế. Sơn khô tự nhiên nghiêng về nhựa alkyd dầu dài hoặc dầu trung bình cùng chất làm khô. Sơn sấy nghiêng về alkyd dầu ngắn hoặc dầu trung bình đi với nhựa amino. Ghi lại nhiệt độ và thời gian lò thực tế, gồm cả thời gian chi tiết đi từ cửa lò tới nhiệt độ làm việc, vì nhựa amino chỉ đóng rắn đủ khi lò cấp đủ nhiệt và đủ thời gian. Lò thấp nhiệt hoặc chu kỳ ngắn hơn mức nhựa yêu cầu dễ để lại màng chưa đóng rắn hết.
Bước 2 — Xác định nền và yêu cầu màng: thép, gỗ, máy móc; độ cứng, độ bóng, bền thời tiết
Mỗi nền đặt ra yêu cầu khác nhau cho màng. Gỗ co giãn theo độ ẩm và thép kết cấu giãn nở theo nhiệt, nên cần màng dẻo. Vỏ máy và thiết bị cần màng cứng, bóng, chịu mài mòn khi vận chuyển và lắp ráp. Liệt kê rõ độ cứng, độ bóng, bền thời tiết cần đạt. Với chi tiết đặt ngoài trời hoặc màu sáng, cần cân nhắc thêm loại dầu để hạn chế ố vàng và phấn hóa.
Bước 3 — Chọn nhóm nhựa alkyd (dầu dài, trung bình, ngắn) và chỉ tiêu cần đọc trên TDS: độ dài dầu, loại dầu, chỉ số axit, hàm lượng rắn, dung môi đi kèm
Từ hai bước trước, chọn nhóm: dầu dài cho khô tự nhiên cần màng dẻo; dầu ngắn cho sơn sấy cần màng cứng; dầu trung bình khi cần cân bằng giữa hai yêu cầu. Sau đó đọc TDS của mã nhựa cụ thể, vì mỗi mã có giá trị riêng. Các chỉ tiêu cần đối chiếu gồm độ dài dầu, loại dầu, chỉ số axit, trong đó chỉ số axit phản ánh nhóm carboxyl tự do còn lại, liên quan đến phản ứng với nhựa amino và khả năng thấm ướt bột màu. Hai chỉ tiêu còn lại là hàm lượng rắn và dung môi đi kèm, vì chúng quyết định độ nhớt thi công và hệ pha loãng.
Nhà cung cấp nhựa cho sơn công nghiệp như Covestro công bố các chỉ tiêu này trong TDS theo từng mã. Sau khi chọn, nên thử mẫu trong lò sấy phòng thí nghiệm với đúng nền, độ dày màng và chế độ sấy của dây chuyền trước khi chạy thử sản xuất.
Lỗi thường gặp khi chọn nhựa alkyd
- Chỉ nhìn độ nhớt. Độ nhớt phụ thuộc hàm lượng rắn, dung môi và khối lượng phân tử. Hai nhựa cùng độ nhớt có thể khác hẳn độ dài dầu và cho hai loại màng khác nhau.
- Bỏ qua loại dầu. Hai nhựa cùng độ dài dầu nhưng khác loại dầu sẽ khác tốc độ khô và mức ố vàng. Sơn trắng đưa vào lò bằng nhựa dùng dầu dễ ố vàng là lỗi thường thấy.
- Không chỉnh chất làm khô theo độ dài dầu. Dầu dài nhiều nối đôi nên cần hệ chất làm khô phù hợp, còn dầu ngắn đóng rắn chủ yếu nhờ nhựa amino. Liều chất làm khô quá cao có thể làm bề mặt khô trước và màng nhăn.
- Dùng sai dung môi gây đục. Pha alkyd dầu ngắn bằng dung môi aliphatic thuần, hoặc đổi dung môi mà không thử độ tan, dễ làm dung dịch đục và màng mờ.
Cả bốn lỗi đều tránh được nếu đọc TDS theo từng mã và thử mẫu trước khi chuyển sang sản xuất.
Câu hỏi thường gặp
Nhựa alkyd dầu dài dùng cho sơn gì?
Dùng cho sơn khô tự nhiên cần màng dẻo, dễ thi công: sơn gỗ, sơn phủ kết cấu thép, sơn bảo trì quét hoặc lăn. Màng dầu dài thích ứng tốt với nền giãn nở và tan trong dung môi aliphatic nên thuận tiện khi pha. Đổi lại, màng mềm hơn và độ cứng đạt chậm hơn so với dầu ngắn.
Nhựa alkyd dầu ngắn có khô tự nhiên được không?
Có thể khô nhưng chậm và màng giòn, vì ít nối đôi để oxy hóa. Dầu ngắn được thiết kế cho sơn sấy, đóng rắn với nhựa amino. Nếu buộc phải khô ở nhiệt độ môi trường, nên chuyển sang dầu trung bình hoặc dầu dài và thử mẫu trên nền thật.
Alkyd dầu trung bình dùng khi nào?
Dùng khi cần cân bằng độ cứng và độ dẻo: màng cứng hơn dầu dài và bớt giòn hơn dầu ngắn. Nhóm này phù hợp sơn khô tự nhiên cần khô nhanh hơn dầu dài, hoặc sơn sấy cho thiết bị, máy móc. Cần kiểm tra loại dầu và chất làm khô đi kèm cho từng ứng dụng.
Vì sao sơn alkyd bị ố vàng?
Do loại dầu và phản ứng oxy hóa tiếp diễn trong màng. Dầu nhiều nối đôi, nhất là nối đôi liên hợp, tạo các nhóm sinh màu khi bị oxy hóa, rõ hơn ở nơi thiếu ánh sáng. Sơn sấy cần giữ màu thường dùng dầu không khô để hạn chế hiện tượng này.
Kết luận
Nhựa alkyd dầu dài hợp với sơn khô tự nhiên cần màng dẻo; dầu ngắn hợp với sơn sấy cần màng cứng và bền hóa chất; dầu trung bình dùng khi cần cân bằng hai yêu cầu. Chọn đúng nhóm phải xuất phát từ dây chuyền sơn và nền thực tế, rồi kiểm chứng bằng thử mẫu.
- Xác định cơ chế khô trước: oxy hóa ở nhiệt độ môi trường hay đóng rắn với nhựa amino trong lò.
- Đối chiếu yêu cầu màng với nền: độ dẻo cho nền co giãn, độ cứng cho chi tiết xếp chồng.
- Kiểm tra dung môi: dầu dài tan trong dung môi aliphatic, dầu ngắn cần dung môi thơm hoặc phân cực.
- Đọc loại dầu cùng độ dài dầu trên TDS để kiểm soát tốc độ khô và độ ố vàng.
Vichem là đại lý phân phối chính hãng các sản phẩm phụ gia hóa chất đến từ các thương hiệu lớn như Covestro, Sinopec, Bühler,… tại thị trường Việt Nam.
Để biết thêm về sản phẩm, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi thông qua các kênh sau:
- Hotline: 08 1790 1790
- Zalo OA: Vichem JSC
- Email: contact@vichem.vn
- LinkedIn: Vichem JSC
- Website: www.vichem.vn
- Facebook: Vichem JSC
