Khi sơn trắng bị lộ nền dù đã đủ lớp, sơn trắng kém độ phủ thường do lượng TiO₂ không đủ, TiO₂ (titanium dioxide) phân tán kém hoặc vón lại, chọn sai loại TiO₂, chất độn chiếm chỗ không hợp lý, hoặc màng thi công quá mỏng. Trước khi đổi nguyên liệu, hãy kiểm tra độ mịn nghiền và độ dày màng khô, vì hai phép đo này loại trừ được nhiều nguyên nhân nhất.
Sơn trắng kém độ phủ là gì và ảnh hưởng ra sao
Độ phủ là khả năng của màng sơn che kín màu nền, và với sơn trắng, khả năng này đến từ tán xạ ánh sáng của hạt TiO2 trong sơn. Ánh sáng đi vào màng gặp ranh giới giữa hạt TiO₂ và nhựa nền. Hai vật liệu có chiết suất chênh nhau càng lớn thì ánh sáng càng bị bẻ hướng và phản xạ ngược ra ngoài. TiO₂ có chiết suất cao hơn hẳn nhựa, nên mỗi hạt hoạt động như một tấm gương nhỏ rải trong màng.
Hiệu quả tán xạ phụ thuộc vào việc các hạt có nằm riêng rẽ và cách nhau vừa đủ hay không. Hạt vón thành cụm tán xạ kém hơn hạt tách rời, còn hạt quá dày đặc thì che bóng nhau. Vì vậy độ phủ sơn trắng là kết quả chung của lượng TiO₂, trạng thái phân tán, loại TiO₂ và độ dày màng.
Sơn trắng bị lộ nền thường hiện ra qua vài dấu hiệu: vệt nền xuyên qua chỗ chồng mép, vùng góc cạnh mỏng, hoặc màng trắng hơi xám. Mỗi dấu hiệu chỉ về một hướng nguyên nhân khác nhau, nên cần phân biệt trước khi chỉnh công thức.
Hậu quả thấy rõ ở nhiều khâu. Dây chuyền phải phun thêm lớp sơn, tiêu hao sơn và kéo dài thời gian sấy. Khách hàng nhìn thấy nền lộ qua màng và khiếu nại. Giữa các mẻ, độ phủ dao động kéo theo lệch màu giữa các mẻ, nhất là khi pha màu lên nền trắng. Mỗi lần xử lý lại làm tăng chi phí mà chưa chắc đúng nguyên nhân.
5 nguyên nhân thường gặp khiến sơn trắng kém độ phủ
Nguyên nhân 1 — Lượng TiO₂ trong công thức không đủ
Dấu hiệu nhận biết: nền lộ đều trên toàn bộ bề mặt, ở mọi vị trí và mọi người thi công.
Cách kiểm tra: đối chiếu phiếu cân mẻ với công thức, kiểm tra cân và lô nguyên liệu đã nạp, xem có nhầm bột trắng hoặc chất độn vào vị trí của TiO₂ hay không.
Khắc phục: chỉnh lại tỷ lệ TiO₂ về đúng công thức, chạy mẻ thử và so độ phủ với mẫu chuẩn.
Rủi ro: tăng quá mức làm các hạt chen chúc và che bóng nhau, nên độ phủ không tăng tương ứng trong khi chi phí và độ nhớt mẻ tăng.
Nguyên nhân 2 — TiO₂ phân tán kém hoặc kết tụ lại
Trong phân tán TiO2, kết tụ là hiện tượng các hạt TiO₂ mịn dính vào nhau thành cụm khi chưa được thấm ướt và ổn định hoàn toàn bởi chất phân tán. Cụm lớn tán xạ ánh sáng kém hơn nhiều so với các hạt riêng lẻ.
Dấu hiệu nhận biết: hạt nhỏ hoặc vệt trên màng, độ phủ thay đổi khi khuấy hoặc sau thời gian lưu.
Cách kiểm tra: đo độ mịn bằng thước đo độ mịn ngay sau nghiền và sau lưu kho.
Khắc phục: chỉnh thời gian và tốc độ nghiền, rà lại loại và lượng chất phân tán.
Rủi ro: nghiền quá lâu làm nóng mẻ, ảnh hưởng đến nhựa và dung môi trong hệ.
Nguyên nhân 3 — Chọn loại TiO₂ không hợp hệ sơn
Dấu hiệu nhận biết: độ phủ thấp dù lượng đã đủ, màu trắng ngả xanh hoặc ngả vàng so với mẫu chuẩn.
Cách kiểm tra: đọc loại tinh thể và xử lý bề mặt ghi trên TDS, đối chiếu với lô đang chạy ổn định. Xử lý bề mặt quyết định mức tương hợp của hạt với nhựa và chất phân tán trong hệ.
Khắc phục: đổi sang loại phù hợp với hệ sơn về môi trường sử dụng và dung môi hoặc nước.
Rủi ro: đổi loại mà không thử lại sẽ gây lệch màu giữa lô cũ và lô mới.
Nguyên nhân 4 — Tỷ lệ chất độn và thể tích bột màu không hợp lý
PVC ở đây là nồng độ thể tích bột màu: phần thể tích của bột màu và chất độn trong tổng thể tích phần rắn của màng khô. Chất độn chiếm chỗ của hạt TiO₂ và làm khoảng cách giữa các hạt lệch khỏi thiết kế. Khi màng khô và co lại, tỷ lệ bột màu so với nhựa thay đổi, nên độ phủ lúc ướt không còn đại diện cho màng khô.
Dấu hiệu nhận biết: sơn ướt phủ tốt nhưng khô thì kém, hoặc ngược lại.
Cách kiểm tra: so sánh độ phủ ướt và khô của cùng một mẻ, rồi tính lại PVC từ công thức.
Khắc phục: cân lại chất độn và bột màu theo đúng vùng PVC của hệ sơn.
Rủi ro: giảm độ bền màng nếu bột màu và chất độn vượt quá lượng nhựa có thể liên kết.
Nguyên nhân 5 — Màng thi công quá mỏng hoặc pha loãng quá mức
Màng mỏng có ít hạt TiO₂ trên mỗi đơn vị diện tích nên ánh sáng xuyên qua tới nền.
Dấu hiệu nhận biết: chỉ lỗi tại hiện trường, trong khi mẫu cùng mẻ thử ở nhà máy đạt.
Cách kiểm tra: đo độ dày màng ướt và màng khô tại vị trí lộ nền, hỏi lại tỷ lệ pha thực tế.
Khắc phục: hướng dẫn rõ tỷ lệ pha, số lớp và độ dày màng yêu cầu cho đơn vị thi công.
Rủi ro: đổ lỗi nhầm cho nguyên liệu và đổi nhà cung cấp khi nguyên nhân nằm ở thi công.
Quy trình chẩn đoán nhanh sơn trắng kém độ phủ
Đi theo thứ tự từ phép kiểm rẻ và nhanh nhất đến phép kiểm cần mẫu đối chứng. Làm đủ bốn bước trên cùng một mẻ lỗi.
- Đo độ dày màng ướt, màng khô và hỏi tỷ lệ pha tại hiện trường. Nếu màng đạt độ dày yêu cầu và pha đúng hướng dẫn, loại nguyên nhân 5.
- Kiểm tra độ mịn nghiền bằng thước đo độ mịn trên mẻ lỗi. Hạt thô hoặc kết quả thay đổi sau khuấy chỉ về nguyên nhân 2.
- Đối chiếu công thức, phiếu cân mẻ và PVC. Lượng TiO₂ thấp hơn thiết kế là nguyên nhân 1, tỷ lệ chất độn lệch hoặc khác biệt giữa độ phủ ướt và khô là nguyên nhân 4.
- So sánh mẫu với lô TiO₂ đối chứng: pha cùng công thức, cùng điều kiện nghiền, chỉ đổi lô TiO₂. Độ phủ hoặc ánh màu khác đi cho thấy nguyên nhân 3.
Ghi lại kết quả từng bước. Khi bước nào cho kết quả khác thường, dừng ở đó và xử lý nguyên nhân tương ứng trước khi chuyển sang bước sau.
Cách phòng ngừa sơn trắng kém độ phủ
Phòng ngừa bắt đầu từ việc chọn đúng loại TiO₂ cho hệ sơn. TiO₂ rutile phù hợp khi cần độ phủ và độ bền ngoài trời, còn TiO₂ anatase chỉ nên dùng cho ứng dụng trong nhà ít yêu cầu. Nếu cần đối chiếu hai dạng tinh thể này, nhà máy có thể đọc thêm hướng dẫn chọn TiO2 rutile hay anatase từ nhà cung cấp Trung Quốc.
Tiếp theo là loại xử lý bề mặt hạt TiO₂. Hệ gốc nước và hệ gốc dung môi cần loại xử lý bề mặt khác nhau để hạt thấm ướt và ổn định trong nhựa. TiO₂ sản xuất theo quy trình chloride và quy trình sulfate là hai nhóm khác nhau; hãy thử cả hai trên mẻ của hệ sơn đang dùng và so độ phủ, tông màu. Các chỉ tiêu cần đọc đều nằm trong TDS của từng loại. Nhà máy có thể tham khảo TiO₂ từ Tinox và Suzhou WhiteArrow Titanium Industry.
Nếu cùng một nhà máy dùng TiO₂ cho nhiều ứng dụng, tiêu chí chọn sẽ khác sơn. Hai bài riêng về chọn TiO2 cho màng nhựa và masterbatch trắng và chọn TiO2 cho sản phẩm PVC dùng ngoài trời trình bày phần đó.
Về quy trình, kiểm soát nghiền gồm thời gian, tốc độ và nhiệt độ mẻ, kèm đo độ mịn cho từng mẻ. Kiểm COA từng lô TiO₂ khi nhập và giữ lô đối chứng để so sánh khi độ phủ có biến động. Làm vậy, lỗi quay về nhà cung cấp, công thức hay thi công sẽ phân biệt được ngay.
Câu hỏi thường gặp về TiO₂ và độ phủ sơn trắng
TiO₂ rutile hay anatase cho độ phủ tốt hơn?
Rutile cho độ phủ tốt hơn anatase trong sơn. Dạng tinh thể rutile tán xạ ánh sáng mạnh hơn và bền hơn khi chịu thời tiết, nên được chọn cho sơn ngoài trời và yêu cầu che nền cao. Anatase chỉ hợp ứng dụng trong nhà ít đòi hỏi, và ánh màu cũng khác.
Tăng TiO₂ có luôn làm tăng độ phủ không?
Không. Đến một mức nhất định, thêm TiO₂ làm các hạt chen sát nhau và che bóng nhau, nên mỗi phần TiO₂ thêm vào chỉ đóng góp ít hơn cho độ phủ. Kết quả còn phụ thuộc vào mức phân tán và chất độn trong màng, cho nên cần thử mẻ trước khi chỉnh lượng.
Vì sao sơn trắng ướt thì phủ tốt nhưng khô lại lộ nền?
Vì màng co lại khi dung môi hoặc nước bay hơi, làm tỷ lệ giữa hạt và nhựa trong màng thay đổi. Nếu công thức có nhiều chất độn hoặc hạt TiO₂ kết tụ, màng khô tán xạ kém hơn lúc ướt. Hãy so độ phủ ướt và khô cùng mẻ, rồi kiểm tra PVC.
Titanium dioxide cho sơn gốc nước và gốc dung môi có khác nhau không?
Có, chủ yếu ở xử lý bề mặt của hạt. Hệ gốc nước và hệ gốc dung môi có độ phân cực và chất phân tán khác nhau, nên cùng một loại hạt có thể phân tán tốt ở hệ này và kém ở hệ kia. Đọc mục xử lý bề mặt trong TDS và thử mẻ trước.
Kết luận
Sơn trắng kém độ phủ hiếm khi do một yếu tố đơn lẻ. Kiểm tra theo thứ tự từ màng thi công đến độ mịn, rồi công thức và loại TiO₂, sẽ chỉ ra nguyên nhân mà không phải đổi nguyên liệu vô ích.
- Năm nguyên nhân cần phân biệt: thiếu TiO₂, phân tán kém, sai loại TiO₂, chất độn và PVC lệch, màng quá mỏng.
- Đo độ dày màng và độ mịn nghiền trước khi nghi ngờ nguyên liệu.
- Chọn loại TiO₂ theo dạng tinh thể và xử lý bề mặt phù hợp với hệ sơn.
- Kiểm COA từng lô và giữ lô đối chứng để so khi độ phủ biến động.
Gửi ảnh vùng lộ nền, công thức mẻ và điều kiện thi công để được kiểm nguyên nhân cùng bạn.
Vichem là nhà phân phối các sản phẩm phụ gia hóa chất, thiết bị đến từ các thương hiệu lớn như Covestro, Sinopec, TotalEnergies Corbion, Bühler, Tinox,… 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
