Khi màng sơn bị mờ, da cam hoặc còn mềm sau sấy, nguyên nhân thường nằm ở thành phần dung môi pha loãng: thành phần này quyết định nhựa có tan hết không và dung môi rời màng theo thứ tự nào, nên chi phối trực tiếp độ bóng, độ chảy san phẳng và lỗi màng. Cần kiểm tra khả năng hòa tan của dung môi với nhựa và tốc độ bay hơi dung môi của cả hỗn hợp, không chỉ giá hay mùi.
Vấn đề kỹ thuật khi pha loãng sơn công nghiệp bằng dung môi
Thinner cho sơn công nghiệp là hỗn hợp nhiều dung môi chứ không phải một chất, và mỗi thành phần trong hỗn hợp giữ một nhiệm vụ riêng. Giảm độ nhớt để phun chỉ là nhiệm vụ đầu tiên. Từ lúc sơn rời súng phun đến lúc màng khô, hỗn hợp phải giữ nhựa ở trạng thái tan, để lớp ướt còn đủ thời gian chảy san phẳng, rồi mới rời màng theo đúng thứ tự.
Khi thinner không hợp với hệ sơn, dây chuyền thường gặp các lỗi sau:
- Mờ hoặc trắng đục: nhựa bắt đầu kết tủa khi dung môi hòa tan tốt bay hết sớm.
- Nổi vân và da cam: lớp ướt mất dung môi quá nhanh nên không kịp san phẳng.
- Chảy: phần bay chậm quá nhiều hoặc màng phun quá dày.
- Bọt kim: dung môi bị kẹt dưới lớp bề mặt đã đóng màng, thoát ra làm vỡ thành lỗ nhỏ.
- Màng mềm, lâu cứng: đuôi bay hơi chậm giữ dung môi lại trong màng.
Từng lỗi có cách nhận biết và cách sửa riêng, đã được tách chi tiết trong bài về các lỗi màng sơn do pha dung môi pha loãng sai và cách khắc phục.
Hai thinner cho cùng độ nhớt sau pha vẫn cho hai màng khác nhau, vì độ nhớt chỉ phản ánh lúc đầu. Cùng một độ nhớt có thể đạt bằng dung môi mạnh bay nhanh hoặc dung môi yếu bay chậm. Sau khi phun, hai hỗn hợp mất dung môi theo hai đường khác nhau, nên khác nhau ở độ tan của nhựa tại từng thời điểm và ở khoảng thời gian lớp ướt còn chảy được. Màng sơn ghi lại toàn bộ lịch sử đó.
Thành phần dung môi pha loãng hoạt động như thế nào trong màng sơn
Khả năng hòa tan. Nhựa tan tốt khi độ phân cực và lực tương tác của dung môi gần với nhựa. Thông số hòa tan (solubility parameter) là cách lượng hóa nguyên lý "giống tan trong giống": mỗi nhựa và mỗi dung môi có một bộ giá trị gồm lực phân tán, lực phân cực và liên kết hydro, càng gần nhau thì càng tan. Với thinner nhiều thành phần, điều cần giữ là hỗn hợp còn lại vẫn nằm trong vùng tan của nhựa ở mọi thời điểm bay hơi, chứ không chỉ lúc mới pha.
Thứ tự bay hơi quyết định điều đó. Nếu dung môi yếu bay trước còn dung môi mạnh ở lại, phần chất lỏng cuối cùng trong màng vẫn giữ nhựa tan và màng ổn. Ngược lại, khi dung môi mạnh bay trước, phần còn lại là dung môi yếu, nhựa kết tủa từng phần và màng mờ, dù lúc pha sơn vẫn trong. Đánh đổi nằm ở chi phí: dung môi yếu được thêm vào để cân đối giá thành, nhưng mỗi hệ nhựa chỉ chịu được một mức dung môi yếu nhất định trước khi mất ổn định.
Tốc độ bay hơi theo giai đoạn. Màng sơn khô qua ba giai đoạn: lúc sơn bay trong không khí, lúc nằm ướt trên bề mặt và lúc đóng màng. Phần dung môi bay nhanh giúp sơn bám lên bề mặt và tăng độ nhớt sớm, nên chống chảy ở mặt đứng. Phần bay chậm giữ lớp ướt đủ lâu cho sơn chảy san phẳng và bọt thoát ra, nên cho màng phẳng và bóng. Hai mục tiêu này kéo ngược chiều nhau: thêm phần bay nhanh thì chống chảy tốt hơn nhưng dễ da cam, thêm phần bay chậm thì phẳng hơn nhưng dễ chảy và giữ dung môi. Tốc độ bay hơi dung môi cần đọc theo cả đường cong của hỗn hợp, không đọc từng chất riêng lẻ.
Phần bay chậm còn chịu một giới hạn khác. Đuôi bay hơi quá dài khiến dung môi còn lại trong màng sau khi sơn đã đóng rắn hoặc đã sấy, màng mềm, dễ in vết và có thể phồng khi tăng nhiệt.
Nhóm chức phản ứng. Với hệ 2K isocyanate, dung môi còn là chất tham gia phản ứng. Nước và rượu chứa nhóm OH phản ứng với isocyanate. Nước tiêu hao chất đóng rắn và sinh khí CO₂ nên sinh bọt trong màng. Rượu gắn vào isocyanate làm lệch tỷ lệ đóng rắn, mạng lưới liên kết ngang kém hoàn chỉnh và màng giảm độ cứng. Vì vậy hàm ẩm và nhóm OH tự do của thinner là chỉ tiêu bắt buộc phải kiểm tra với hệ này.
Những yếu tố quyết định hiệu quả của dung môi pha loãng
Loại nhựa trong sơn. Mỗi hệ nhựa có độ phân cực riêng, nên đổi hệ nhựa là phải xác định lại tỷ lệ giữa các nhóm dung môi. Một thinner chạy ổn với nhựa này có thể làm nhựa khác đục màng. Cách chọn theo từng hệ được trình bày trong bài chọn dung môi phù hợp với từng loại nhựa sơn.
Nhiệt độ và độ ẩm buồng phun. Buồng phun nóng làm phần bay nhanh mất sớm hơn dự tính, lớp ướt khô bề mặt trước khi kịp san phẳng. Độ ẩm cao làm bề mặt lớp ướt nguội đi khi dung môi bay, hơi nước ngưng tụ vào màng và gây mờ trắng. Cùng một thinner nhưng mùa mưa và mùa khô cho hai kết quả khác nhau là chuyện thường gặp.
Độ dày màng và phương pháp thi công. Phun khí, phun tĩnh điện và nhúng cho lớp ướt có độ dày và thời gian bay hơi khác nhau. Màng dày cần đuôi bay hơi chậm ở mức hợp lý: quá ngắn thì dung môi bị kẹt dưới lớp bề mặt đã đóng màng và gây bọt kim, quá dài thì màng giữ dung môi và mềm. Phun tĩnh điện còn đòi hỏi hỗn hợp có độ dẫn phù hợp, thông tin này nhà cung cấp thiết bị và nhà cung cấp sơn thường có sẵn.
Độ tinh khiết, hàm ẩm và tạp chất. Cùng một tên hóa chất nhưng khác lô có thể khác về độ tinh khiết, hàm ẩm và tạp chất. Những chỉ tiêu này đọc trên TDS và COA của từng lô, đặc biệt hàm ẩm khi dùng cho hệ 2K isocyanate. Tạp chất có nhóm OH hoặc cặn bay hơi chậm cũng làm lệch đường cong bay hơi so với kết quả thử mẫu ban đầu. Việc chọn thinner theo hệ nhựa cũng cần được đối chiếu với hướng dẫn trong bài về dung môi pha loãng cho sơn công nghiệp theo hệ nhựa.
Khi nào nên chỉnh thành phần dung môi pha loãng và khi nào không
Nên chỉnh khi đổi mùa, đổi hệ nhựa hoặc chuyển dây chuyền phun sang phương pháp khác, vì cả ba thay đổi đường cong bay hơi mà lớp ướt cần. Mỗi nhóm hóa chất trong dung môi pha sơn đảm nhiệm một vai trò:
- Dung môi thơm (aromatic) và dung môi béo (aliphatic): hòa tan nhựa ở mức vừa phải và cân đối chi phí; aliphatic yếu hơn nên cần kiểm tra giới hạn dung nạp của nhựa.
- Ester và ketone: hòa tan mạnh, bay hơi ở mức trung bình đến nhanh, dùng để giữ nhựa tan và điều chỉnh phần đầu của đường cong.
- Glycol ether và glycol ether ester: phần đuôi bay hơi chậm, kéo dài thời gian chảy san phẳng và cải thiện độ phẳng của màng.
Vichem phân phối dung môi của Maxone Asia, trong đó có nhóm dung môi bay hơi chậm cho sơn công nghiệp. Khi cần chỉnh đuôi bay hơi, quý khách nên gửi hệ nhựa và điều kiện phun để đối chiếu thành phần trước khi thử mẻ.
Không nên dùng thinner rẻ không rõ thành phần cho hệ 2K, vì hàm ẩm và nhóm OH không được kiểm soát sẽ tiêu hao chất đóng rắn. Không tự thêm dung môi chứa nhóm OH vào sơn isocyanate. Không chỉnh thinner để che lỗi gốc: nếu mờ, bọt hoặc bám kém xuất phát từ nhựa, từ bề mặt chưa xử lý hay từ chất đóng rắn, đổi thinner chỉ che được triệu chứng trong vài mẻ rồi lỗi quay lại.
Câu hỏi thường gặp về hóa chất trong dung môi pha loãng sơn
Dung môi pha sơn gồm những hóa chất gì?
Dung môi pha sơn là hỗn hợp của các nhóm như dung môi thơm, dung môi béo, ester, ketone, glycol ether và glycol ether ester. Tỷ lệ giữa các nhóm thay đổi theo hệ nhựa và cách thi công. Thành phần cụ thể của từng loại thinner cần được nhà cung cấp công bố trên TDS.
Có thể dùng một loại thinner cho mọi loại sơn không?
Không, vì mỗi hệ nhựa có độ phân cực riêng và nhu cầu bay hơi riêng. Thinner hợp với nhựa này có thể làm nhựa khác kết tủa hoặc đục màng. Riêng sơn 2K isocyanate còn đòi hỏi thinner không chứa nước và nhóm OH tự do, nên thinner dùng chung khó đáp ứng.
Vì sao pha thinner xong sơn bị mờ hoặc trắng đục?
Nguyên nhân thường gặp nhất là dung môi hòa tan mạnh bay trước làm nhựa kết tủa, hoặc hơi nước ngưng tụ vào lớp ướt khi buồng phun ẩm. Cần đối chiếu độ tương thích của thinner với nhựa, độ ẩm buồng phun và hàm ẩm của thinner trên COA từng lô.
Dung môi pha loãng có ảnh hưởng đến độ bóng màng sơn không?
Có. Độ bóng phụ thuộc vào việc lớp ướt có đủ thời gian chảy san phẳng trước khi đóng màng hay không, và nhựa có còn tan trong giai đoạn cuối hay không. Phần bay chậm hợp lý giúp màng phẳng và bóng, còn dung môi bay quá nhanh làm màng da cam và mờ.
Kết luận
Chất lượng màng sơn phụ thuộc vào việc dung môi giữ nhựa tan và rời màng đúng thứ tự, chứ thinner chỉ giảm nhớt thì chưa đủ. Cần đánh giá cả hỗn hợp theo điều kiện thi công thực tế của dây chuyền.
- Thinner là hỗn hợp, mỗi nhóm dung môi có vai trò riêng trong hòa tan và bay hơi.
- Khả năng hòa tan và tốc độ bay hơi phải cân bằng: chống chảy đánh đổi với độ phẳng, bóng.
- Chỉnh thành phần theo hệ nhựa, nhiệt độ, độ ẩm buồng phun và độ dày màng.
- Kiểm tra TDS và COA từng lô, nhất là hàm ẩm khi dùng cho hệ 2K isocyanate.
Gửi hệ nhựa, phương pháp phun và ảnh lỗi màng để đội kỹ thuật Vichem cùng đối chiếu thành phần dung môi phù hợp với dây chuyền của 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
