CÁC LOẠI CHẤT TẠO MÀNG SƠN
( CTM # RESIN # NHỰA SƠN )
[ 1, 2, 3, 5]
GIỚI THIỆU CHUNG
a/ Nhƣ đã nói trong Chƣơng 3, chất tạo màng (CTM) là chìa khóa quyết định tính chất
và phạm vi sử dụng của sơn, CTM cũng là thành phần cơ bản tạo nên các chỉ tiêu
chất lƣợng cơ, lý, hóa của màng sơn.
b/ Về tổng quan, CTM đƣợc phân loại nhƣ sau:
°Phân loại theo nguồn nguyên liệu ban đầu là CTM từ thiên nhiên và các sản
phẩm chế luyện; là CTM tổng hợp nhân tạo và các sản phẩm biến tính sau đó.
°Phân loại theo trọng lƣợng phân tử (M) là dạng thấp phân tử OLIGOMER ( có
M=100 —> 10.000 ), là dạng cao phân tử POLYMER ( có M> 10.000 ).
°Phân loại theo cấu tạo POLYMER là dạng mạch thẳng, mạch nhánh và mạch 3
chiều ( tạo lƣới không gian 3 chiều ).
°Phân loại theo thành phần hóa học là dạng Homopolymer ( trùng hợp đồng thể )
hoặc dạng Copolymer ( đồng trùng hợp ).
°Phân loại theo sự biến đổi ( chuyển hóa ): không chuyển hóa hóa học sau khi
tạo màng là dạng nhiệt dẻo ( Thermo Plastic ), hoặc dạng nhiệt rắn (
Thermosetting ) – dạng chuyển hóa hóa học.
c/ Quá trình tạo màng sơn đƣợc tiến hành theo 2 cách chính là :
°Sử dụng các chất tạo màng loại không chuyển hóa hóa học chỉ đơn thuần thực
hiện tạo màng sau khi dung môi bay đi ( hoặc sau khi nóng chảy nếu là sơn bột
) bằng các lực liên kết vật lý. Màng sơn loại này bị nóng chảy và hòa tan trở lại
do tác dụng của nhiệt hoặc dung môi.
°Sử dụng chất tạo màng loại có chuyển hóa hóa học thì khi tạo màng khô có xảy
các phản ứng hóa học làm tăng thêm trọng lƣợng phân tử của chất tạo màng
hoặc tạo thành dạng lƣới 3 chiều của polymer tạo màng. Màng sơn loại này
không bị nóng chảy do nhiệt độ và không bị dung môi hòa tan.
d/ Độ bền của màng sơn khô phụ thuộc vào hang loạt yếu tố môi trƣờng sử dụng ( Ví
dụ nhƣ Oxy không khí, nhiệt độ, nƣớc, tia tử ngoại, hóa chất, v.v…) làm màng sơn
bị lão hóa nhƣ giảm độ bóng, bị phân hóa, bay màu, có vết nứt và bong tróc khỏi bề
mặt sơn, v.v…, cuối cùng màng sơn bị phá hủy hoàn toàn. Để khắc phục hiện
tƣợng này thƣờng sử dụng các chất phụ gia đặc biệt hoặc chọn dùng các chất tạo
màng dạng lƣới 3 chiều.
4-1 CÁC CHẤT TẠO MÀNG TRÙNG NGƢNG (Polycondensed Resins)
a/ Phản ứng trùng ngƣng là phản ứng kết hợp một số phân tử monomer kèm theo sự
giải phóng các chất đơn giản nhƣ H2O, rƣợu, NH3, v.v… Quá trình phản ứng
trùng ngƣng đựợc đặc trƣng bởi các hợp chất có chứa các nhóm chức (-OH), (COOH), (-NH2), v.v… Các nhóm chức này phản ứng với nhau tạo thành phân tử
mới phức tạp hơn.
b/ Nhựa trùng ngƣng đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp sơn vì từ CTM
này ngƣời ta có thể sản xuất đƣợc rất nhiều loại sơn có các tính chất kỹ thuật khác
nhau và có chất lƣợng rất cao theo yêu cầu sử dụng.
c/ CTM gốc nhựa trùng ngƣng trong tài liệu này trình bày gồm các loại nhựa sau:
1. Nhựa Alkyd – ALKYD RESIN
2. Nhựa Polyester – POLYESTER RESIN
3. Nhựa Polyurethan – POLYURETHAN RESIN
4. Nhựa Amino – AMINO RESIN
5. Nhựa Phenol – PHENOLIC RESIN
6. Nhựa Silicon – SILICON RESIN
7. Nhựa Epoxy – EPOXY RESIN
4.1.1 NHỰA ALKYD ( ALKYD RESIN )
Nhựa Alkyd là loại Ester phân tử lƣợng thấp, đuợc tạo thành khi các rƣợu
(Alcohol) đa chức phản ứng với các axít đơn chức hoặc đa chức.
Tên gọi Alkyd là ghép của 2 chất Alcohol (rƣợu) và nhóm chức axít (acid=
aKYD).
Trên thực tế, nhựa Alkyd chỉ có ứng dụng trong ngành sơn khi sử dụng một hỗn
hợp các chất phản ứng là axit béo đơn chức của dầu béo cùng với axít hữu cơ đa
chức và rƣơu đa chức.
Nhựa Alkyd này đƣợc gọi chính xác là Alkyd – biến tính dầu, đƣợc sử dụng
trong sơn từ năm 1972.
Nhựa Alkyd đƣợc ứng dụng rộng rãi trong ngành sơn từ những năm 1920 và rất
nhiều năm sau đó, nhựa Alkyd chiếm địa vị độc tôn trong ngành sơn công
nghiệp.
A. PHÂN LOẠI CÁC LOẠI NHỰA ALKYD
Có 3 cách phân loại các loại nhựa Alkyd mà ngƣời sử dụng cần phải biết để
chọn dùng cho thích hợp với mục đích chế tạo sơn Alkyd, cụ thể nhƣ sau:
A1. Phân loại theo kiểu rượu đa chức và axit (hoặc Anhydride ) đa chức
dùng tổng hợp nhựa Alkyd. Có 2 loại nhựa chính là :
Gọi là nhựa GLYPHTAL: dùng Glycerine và Phtalic Anhydride.
Nhựa Glyphtal có tính chất hòa tan rất tốt trong dung môi nhƣng tạo
màng sơn không cứng lắm và kém bền nƣớc.
Gọi là nhựa PENTAPHTALIC: dùng trong Pentaerythriol và Phtalic
Anhydride, nhựa PentaPhtalic có tính chất khô tạo màng sơn cứng,
bền với ánh sáng.
A2. Phân loại theo hàm lượng % dầu béo có trong nhựa Alkyd, có 3 loại là:
Nhựa Alkyd gầy (SHORT-OIL ALKYD) có 30 – 45% dầu béo (hoặc
axít béo). Alkyd gầy lại chia thành phần loại khô đƣợc (DRYING) và
loại không khô (NON-DRYING) đƣợc sử dụng khác nhau trong công
nghiệp sơn.
Nhựa Alkyd trung bình (MEDIUM-OIL ALKYDS) có 46 – 55% dầu
béo (hoặc axit béo) là loại Alkyd có nhiều ứng dụng nhất trong các
loại nhựa Alkyd dầu béo.
Nhựa Alkyd béo (LONG-OIL ALKYD) có chứa 56 – 70% dầu béo
(hoặc axít béo) thƣờng đƣợc sử dụng làm lớp sơn phủ ngoài (Topcoat
hoặc Finish ) trang trí cho các bề mặt kim loại, gỗ, v.v… bền với thời
tiết mƣa nắng. Sơn Alkyd dầu béo là thành phần chủ lực trong hệ
thống kiến trúc xây dựng.
A3. Phân loại theo loại dầu béo, axít béo hoặc chất biến tính khác, gồm các
loại chủ yếu là:
Alkyd biến tính với các loại dầu béo khô đƣợc, dầu béo bán khô có 3
nối đôi dể sản xuất nhựa Alkyd trung bình, nhựa Alkyd gầy khô đƣợc
dùng làm sơn lót và sơn lót khô nhanh (ví dụ: dầu lanh, dầu trẫu, dầu
hột cao su, v.v…)
Alkyd biến tính từ dầu béo bán khô có 2 nối đôi để sản xuất nhựa
Alkyd béo dùng sơn trang trí với màng sơn ít bị vàng hóa (biến màu)
ngoài khí quyển (ví dụ: dầu đậu nành, …)
Alkyd biến tính từ dầu béo là dầu thầu dầu khử nƣớc có 2 nối đôi,
hoặc từ các a xít béo tổng hợp để sản xuất nhựa Alkyd gầy không khô
dùng kết hợp với một số nhựa tạo màng khác làm sơn sấy, sơn đồ gỗ
NC, v.v… có chất lƣợng cao hơn sơn Alkyd đơn thuần.
Alkyd biến tính từ dầu béo cùng với nhựa thông để sản xuất nhựa
Alkyd Glyphtal và Pentaphtalic làm sơn dầu và sơn sấy AlkydAmino, v.v…
Dựa trên cơ sở của 3 cách phân loại nhựa Alkyd nói trên, nhà sản xuất sơn có thể
kết hợp lại để chọn dùng loại Alkyd thích hợp với mục đích sản xuất sơn Alkyd
của mình.
Ví dụ:
Để sản xuất sơn phủ Alkyd, có thể chọn loại nhựa Alkyd béo (LONG OIL
ALKYD RESIN) gốc PENTAPHTALIC đi từ dầu đậu nành
(SOYABEAN OIL).
Để sản xuất sơn lót (chống gỉ) Alkyd có thể chọn loại nhựa Alkyd trung
bình (MEDIUM OIL ALKYD RESIN) gốc PENTAPHTALIC đi từ dầu
lanh hoặc axít béo không no, hoặc nhựa Alkyd gầy (SHORT OIL
ALKYD RESIN) loại khô nhanh gốc GLYPHTAL đi từ dầu lanh hoặc
axít béo dầu đậu nành, v.v…
Để sản xuất các loại sơn sấy Alkyd-Amino Resin hoặc sơn NC 2 thành
phần cho đồ gỗ, đóng rắn bằng axít (ACID-CURING), có thể chọn loại
nhựa Alkyd gầy không khô gốc GLYPHTAL đi từ dầu lanh hoặc axít béo
tổng hợp hoặc dầu thầu dầu khử nƣớc (DCO)…
B. SẢN XUẤT NHỰA ALKYD ( có liên hệ thực tế Việt Nam )
B1. Nguyên liệu và nguồn cung ứng ( loại phổ biến ):
a/ Dầu béo :
Dầu lanh (LINSEED OIL): nhập khẩu
Dầu đậu nành (SOYABEAN OIL): nội địa (nhiều)
Dầu hột cao su (RUBBER SEED OIL): nội địa (nhiều)
Dầu trẫu (tƣơng đƣơng TUNG OIL): nội địa
Dầu thầu dầu (chƣa khử nƣớc): nội địa
Các axít béo khác : nhập khẩu
b/ Axít đa chức:
P.A (Phtalic Anhydride): nhập
MA (Maleic Anhydride): nhập
c/ Rƣơu đa chức :
Glycerol (Glycerin): nhập
P.E (Penta Erythriol): nhập
d/ Dung môi:
Xylene: nhập
White Spirit: nhập
B2. Thiết bị sản xuất nhựa Alkyd
Thiết bị chính là nồi phản ứng (REACTOR) có thể sử dụng đa năng để
sản xuất hầu hết các loại nhựa CTM kiểu trùng ngƣng, trùng hợp. Thể
tích hồi phản ứng có thể lớn nhỏ khác nhau tùy theo nhu cầu sản xuất. Đối
với các nhà sản chuyên nghiệp các chất tạo màng cung ứng làm nguyên
liệu cho ngành sơn thƣờng lắp đặc các nồi phản ứng thể tích lớn 10 –
80m3. Đối với các nhà sản xuất nhỏ hơn thƣờng lắp đặt nồi phản ứng có
thể tích phổ biến 5m3.
Một số các hãng sơn sản xuất nhiều loại sơn dầu thƣờng lắp đặt các nồi
phản ứng có thể tích 3 – 5m3, cũng có thể lắp đặt các nồi phản ứng có thể
tích >= 1m3.
Ở Việt Nam hiện nay các nhà sản xuất nhựa Alkyd chuyên nghiệp và bán
chuyên nghiệp là:
Hãng NUPLEX từ Úc, 100% vốn nứơc ngoài sản xuất và cung ứng
nhựa Alkyd theo công nghệ EU – nhà sản xuất Alkyd chuyên nghiệp.
Hãng sơn tổng hợp Hà Nội: sản xuất nhựa Alkyd từ dầu đậu nành, dầu
hột cao su kết hợp với dầu lanh và dầu trẫu (nồi phản ứng 8m3), phục
vụ nội bộ không bán ra ngoài.
Hãng sơn Cầu Diễn Hà Nội: sản xuất nhựa Alkyd tù dầu đậu nành,
dầu cao su phối hợp với dầu trẫu (nồi phản ứng 4m3), phục vụ nội bộ
là chính.
Hãng sơn Hải Phòng: sản xuất nhựa Alkyd từ dầu đậu nành, dầu cao
su phối hợp với dầu lanh, dầu trẫu (nồi phản ứng 1,3m3), phục vụ nội
bộ.
C. TÍNH CHẤT ỨNG DUNG CỦA CÁC LOẠI NHỰA ALKYD
Bản chất ứng dụng nhựa Alkyd phụ thuộc chính vào hàm lƣợng % của dầu
béo hoặc axít béo có trong nhựa, còn gọi là độ béo của Alkyd.
Nhựa Alkyd gầy ( SHORT OIL ALKYDS ) với độ béo hay dây dầu (
OIL-LENGTH ) chiếm tỷ lệ 30 – 45% gồm có 2 nhóm: khô và không
khô ( Drying and Nondrying ).
Nhựa Alkyd gầy có độ nhớt cao, chỉ hòa tan trong dung môi mạnh nhƣ
Xylen, thƣờng đƣợc thi công bằng cách nhúng hoặc súng phun.
Nhựa Alkyd gầy không khô đi từ dầu đậu nành hoặc axít béo đƣợc dùng
làm chất hóa giải cho sơn NC hoặc phối hợp với nhựa Amino làm sơn
sấy nóng chất lƣợng cao về: độ bám dính, độ cứng độ dẻo, độ bền màu,
độ bền nƣớc axít yếu và kiềm.
Nhựa Alkyd gầy khô đƣợc đi từ đậu nành, dầu lanh, dầu thầu dầu khử
nƣớc và một số axít béo, thƣờng đƣợc dùng sơn lót cho kim loại có tính
chất khô nhanh và rất cứng. Nó cũng đƣợc phối hợp với nhựa Amino làm
sơn sấy chất lƣợng cao.
Nhựa Alkyd trung bình (MEDIUM OIL ALKYDS) với độ béo hay dây
dầu (OIL-LENGTH) chiếm tỉ lệ 46 – 55% là loại nhựa có ứng dụng đa
năng nhất trong gia đình Alkyd, và có thể thi công bằng cọ sơn, con lăn
hoặc súng phun. Màng sơn từ nhựa Alkyd trung bình khô nhanh, rất
bóng bền ,và dẻo. Nhựa Alkyd trung bình có ứng dụng rộng rãi dùng làm
sơn sấy hoặc khô tự nhiên, trong nhiều lĩnh vực sơn công nghiệp cũng
nhƣ sơn kiến trúc xây dựng.
Nhựa Alkyd béo (LONG OIL ALKYDS) với độ béo hay dây dầu chiếm
56 – 70% dầu béo. Nhựa Alkyd béo tan trong dung môi mạch thẳng
(mineral spirit) và tƣơng hợp với nhiều loại chất tạo màng gốc dầu nhựa
đƣợc sử dụng rộng rãi làm sơn kiến trúc xây dựng và phối hợp với một
số nhựa cao cấp khác làm sơn bảo vệ kết cấu thép, sơn tàu biển, v.v…
Nhựa Alkyd béo đi từ đậu nành là thông dụng nhất.
Tóm lại nhựa Alkyd gồm nhiều loại khác nhau, do đó giá cả cung khác nhau
tùy thuộc vào yêu cầu chất lƣợng sử dụng. Khi lựa chọn dùng nhựa Alkyd
dầu béo cần chú ý đến các chỉ tiêu kỹ thuật ghi trong thông số kỹ thuật sản
phẩm, đó là ;
a/ Loại dầu béo, axít béo sử dụng và độ béo có trong nhựa
b/ Chỉ số axít cao do PA còn dƣ làm mất bóng màng sơn sấy Amino
Alkyd, hoặc tạo phản ứng với bột màu hoặc làm độ nhớt không ổn
định, v.v…
c/ Chỉ số [-OH]-Hydroxyl quá thấp hoặc quá cao có thể làm nhựa Alkyd
không trộn lẫn với với một số loại nhựa tạo màng khác.
d/ Hàm lƣợng % quá cao của MA ( Maleic Anhydride ) làm nhựa Alkyd
chậm khô do hấp thụ các chất làm khô.
e/ Độ nhớt quá cao có thể làm nhựa có độ nhớt không ổn định và làm
nhựa đóng màng trên bề mặt.
Bảng 6. Nhựa Alkyd sử dụng làm sơn lót công nghiệp
( INDUSTRIAL PRIMERS )
Thành phần nhựa Alkyd
%
Loại
Dầu béo
dầu béo
Số
TT
Phạm vi sử dụng
sơn Alkyd
1
Sơn nhôm
25
60
Lanh
2
Khô tự nhiên
18
35
50
50
Lanh, Trẫu (1)
Lanh, Đậu nành
MS
MS
3
Khô sấy
43
35
34
50
Lanh, đậu nành
Lanh, đậu nành (2)
Xylene
MS
4
Kết cấu thép
25
60
Lanh
MS
5
Dụng cụ
43
35
34
50
Lanh, đậu nành
Lanh, đậu nành (2)
Xylene
Xylene
6
Máy móc
35
50
Lanh, Đậu nành
MS
7
NC lacquer
40
40
Đậu nành
Xylene
8
Kim loại (nói
chung)
35
35
35
50
Lanh (1)
Lanh, đậu nành (2)
Xylene
Xylene
%
PA
( 1) Biến tính với nhựa Phenolic
( 2 ) Alkyd 100% hoặc phối với 10 – 15% nhựa Amino
Loại dung
môi
Mineral Spirit
(MS)
Bảng 7. Nhựa Alkyd làm sơn phủ công nghiệp
(INDUSTRIAL TOPCOATS)
Số
TT
1
Phạm vi
sử dụng sơn
Alkyd
Thành phần nhựa Alkyd
% PA
% Dầu
béo
27-34
60-51
32
51
Sơn nhôm
Loại dầu béo
Lanh
Đậu nành, thầu dầu
khử nƣớc
Loại dung
môi
MS
MS
2
Khô tự nhiên
35
50
Lanh, đậu nành
MS
3
Khô sấy
43
35
Dừa, Đậu nành (1)
Xylene
4
Dụng cụ
43
35
Dừa, đậu nành (1)
Xylene
5
Kết cấu thép
25
60
Lanh
MS
6
Máy móc
35
50
Lanh, đậu nành
MS
7
NC Lacquer
43
35
Dừa, đậu nành
Xylene
Kim loại
35
43
50
35
Lanh, đậu nành (2)
Dừa (1)
MS
Xylene
9
Bơm dầu
17
35
44
50
Lanh, trẫu (3)
Lanh, đậu nành
Xylene
MS
10
Máy giặt
41
36
Đậu nành, Thầu
dầu khử nƣớc (1)
Xylene
11
Phuy kim loại
27
30
12
Tàu biển
25
60
8
Đậu nành
(1)
Lanh, Đậunành
Ghi chú
MS
MS
(1): Phối
với 2030%
Amino
(2): Alkyd
100%
hoặc
phối hợp
với
10-15%
Amino.
(3): biến
tính với
nhựa
Phenolic
Bảng 8. Nhựa Alkyd làm các loại sơn phủ công nghiệp khác
(INDUSTRIAL FINISHES )
Thành phần nhựa Alkyd
Số
TT
Phạm vi sử dụng
sơn Alkyd
% PA
% Dầu
béo
1
Thiết bị đƣờng sắt
20-35
70-50
2
Băng tải
35
50
3
Sơn nhăn
17
44
Lanh, trẫu
Toluen
4
Sơn vân búa
15
32
Lanh, đậu
nành
Xylene
5
Phối với cao su Clo
25-32
65-55
Lanh, Đậu
nành, (DCO)
Xylene
Da và dây cáp
10
34
(4)
62
40
Thầu dầu
(DCO)
Thầu dầu
(DCO)
Xylene
Xylene
Mực in
33
20
50
75
Đậu nành,
DCO
Lanh,đậu nành
MS
MS
6
7
Loại dầu béo
Lanh, đậu
nành
Đậu nành, thầu
dầu thử nƣớc
(DCO) (1)
Loại dung
môi
MS
MS
Ghi chú
(1): Alkyd
100%
hoặc phối
10 – 15%
Amino.
(2): Biến
tính
Phenolic
(3): Biến
tính Styren
(4): Axít 2
nhóm chức
mạch dài
Bổ sung Mục 4.1.1( CTM ALKYD)
1. Cơ chế khô cụ thể của nhựa Alkyd – Dầu béo
Cơ chế khô của nhựa Alkyd đƣợc quyết định bởi cơ chế khô của loại dầu béo (
dầu khô và dầu bán khô ). Đó chính là kết quả của quá trình trùng hợp tự oxy hóa
tạo thành màng sơn có cấu trúc lƣới không gian 3 chiều. Cấu tạo của màng nhựa
Alkyd rắn đƣợc hình dung theo sơ đồ sau:
….. - A – G – A – G – A - …..
…..
Trong đó:
A:
G:
FA:
O:
FA
FA
O
O
FA
FA
-A – G – A – G – A - …...
Axít ( hoặc Anhydride ) Carboxylic ( ví dụ : Phatalic Anhydride )
Glycol 3 chức hoặc 4 chức rƣợu ( ví dụ: Penta Erythriol )
Axít béo của dầu béo sử dụng
Oxy không khí – tác nhân oxy hóa trùng hợp mạch nhựa Alkyd
Qúa trình khô của nhựa Alkyd đƣợc xúc tiến nhanh khi có mặt các chất làm
khô. Khi sấy nóng, quá trình trùng hợp tự oxy hóa xảy ra kèm theo quá trình trùng
hợp nhiệt và trùng hợp Ester hóa tại những vị trí có mặt các gốc nhóm chức tự do
(Hydroxyl, Cacboxyl).
2. Giải thích cơ chế chi tiết về vai trò các chất làm khô đối với quá trình khô của
nhựa Alkyd cho đến nay vẫn còn tranh luận chƣa dứt điểm. Tuy nhiên ngƣời ta
tạm chấp nhận với nhau về cơ chế làm khô của các chất làm khô nhƣ đã tóm tắt
trong phụ lục bài giảng về NHỮNG HIỂU BIẾT CẦN THIẾT VỀ NHỰA
ALKYD của giáo trình này.
Có thể tham khảo thêm các tài liệu sau đây:
2.1 INTRODUCTION TO PAINT CHEMISTRY AND PRINCIPLES OF PAINT
TECHNOLOGY – G.PA. TUNNER. Third Edition 1988 Published in the
USA by Chapman and Hall ( pages 159 – 160 ).
2.2 THE CHEMISTRY OF ORGANIC FILM FORMERS – D.H.SOLOMON –
Copyright 1967 by JOHN WILEY & SONS, INC. NEWYORK, LONDON,
SYDNEY ( pages 50 – 54 ).
2.3 SURFACE COATINGS – VOLUME 1 Second revised edition 1983..
Published by THE NEW SOUTH WALES UNIVERSITY PRESS. ( pages
597 – 599 ).
PHỤ LỤC: NHỮNG HIỂU BIẾT CẦN THIẾT VỀ NHỰA ALKYD DÙNG
TRONG CÔNG NGHIỆP SƠN
1. Thành phần nguyên liệu của một số loại nhựa Alkyd phổ biến
1.1 Các loại Alkyd khô tự nhiên: ( dùng làm chất khô )
Bảng 9: Thành phần chủ yếu Alkyd khô tự nhiên
Loại Alkyd và
ứng dụng
% Dầu
béo
Loại dầu béo
Loại rƣợu
1
Alkyd béo ( sơn
phủ )
60 - 65
Đậu nành
Pentaerythriol
2
Alkyd Trung
(sơn lót, phối
Alkyd béo cho
sơn phủ)
48 - 55
Hỗn hợp
Polyol
Pentaery
Thriol (nt)
PhtalicAnhydride
( PA )
WS Xylene
3
Alkyd gầy ( sơn
lót nhanh khô )
38
30
Đậu nành
Axít béo khô
đƣợc
Lin
Lin
Axít béo dầu
đậu nành
Glycerine
Glycerine
P.A
Xylene
Stt
Loại Axít
Cacboxylic
PhtalicAnhydride
( PA )
Dung môi hòa
tan
White Spirit
1.2 Các loại Alkyd 2 thành phần hoặc sấy nóng
Bảng 10: Thành phần chủ yếu của Alkyd gầy – không khô tự nhiên
1
Phối với Isocyanat làm sơn
PU đồ gỗ
28
Axít béo tổng hợp
Hỗp hợp
Polyol
PA
Xylene
2
Phối với Amino Resin làm
dầu bóng Acid Curing
(PTSA) (đồ gỗ)
32
Dầu béo no (bão hòa )
Hỗp hợp
Polyol
PA
Xylene
3
Phối với NC làm dầu bóng
NC (đồ gỗ)
40
TOFA (TALL OIL
FATTY ACID )
Hỗp hợp
Polyol
PA
Xylene
4
Phối với AminoResin làm
sơn sấy chất lƣợng cao
(sơn công nghiệp)
DCO dầu thầu dầu khử
nƣớc
44
Glycerine
2. Cơ chế phản ứng cấu tạo nhựa Alkyd điển hình
2.1 Nguyên liệu
°
Dầu béo: là các Triglycerid:
CH2 – O – COR
CH – OCOR‟
CH – OCOR‟‟
°GLYCERIN:
HOCH2 – CH – CH2OH
OH
°PENTAERYTHRIOL
HOH2C
HOH2C – CH2OH
CH2OH
°PHTALICANHYDRIDE
C6H4(CO)2O
PA
Xylene
2.2 Phƣơng pháp chế tạo chủ yếu: ALCOL hóa (Rƣợu)
Qua 2 giai đoạn phản ứng:
a. Giai đoạn 1:
Este hóa chuyển đổi giữa Triglycerid với rƣợu đa chức trong sự có mặt chất
xúc tác (NaOH, PbO, CaO, v.v…) ở nhiệt độ 2200C – 2300C tạo thành các
este chƣa hoàn chỉnh gồm monoglyceride (chiếm đa số ).
Qúa trình phản ứng nhƣ sau:
CH2OCOR
CH2OH
CH2OCOR
CH2OCOR”
CHOCOR‟ + CHOH
CH2OCOR‟
(Triglycerid)
Và:
CH2OCOR
CHOCOR‟
CH2OH
(Glycerin)
CH2OH
(diglycerid)
CH2OH
CH2OCOR‟ + HOCH2 – C – CH2OH
CH2OCOR‟‟
CH2OH
CH2OH
+
CHOH
CH2OH
(monoglycerid)
CH2OCOR
CHOCOR‟ + HOCH2 – C –
CH2OH
CH2OCOR‟‟
(Triglycerid)
(Pentacrythriol)
(monoglycerid)
(diglycerid)
b. Giai đoạn 2:
Phản ứng trùng ngƣng este hóa ở nhiệt độ 220 – 2500C giữa các este chƣa
hoàn chỉnh trên với Phtalic Anhydride trong trong sự có mặt của chất xúc tác
axít nhƣ orthophosphoric hoặc để tăng cƣờng quá trình tạo nhựa có trong
lƣợng phân tử và cấu trúc cần thiết có thể dùng thêm chất tăng cƣờng là
Maleic Anhydride, v.v…
Qúa trình phản ứng giai đoạn 2 nhƣ sau:
b1. Nhựa Glyphtal:
CH2OCOR
CH2OCOR‟‟
CH2OCOR‟‟
CHOCOR‟ + C6H4(CO)2O + CHOH
CH2OH
(diglycerid
của Gly)
(Phtalic
Anhydride)
CH2OCOR
CHOCOR‟
CH2OH
monoglycerid)
CHOH + H2O
CH2OCOC6H4COO – CH2
( Nhựa GLYPHTAL)
b2. Nhựa PentaPhtalic:
CH2OH
CH2OCOR
|
|
CHOCOR‟ + C6H4(CO)2O + HOCH2 – C – CH2OH
|
|
CH2OH
CH2OCOR‟‟
(monoglycerid) (Phtalic Anhydride)
(diglycerid của Penta)
CH2OH
|
CHOCOR‟
CH2OCOR
|
|
CH2OCOC6H4COOCH2 – C – CH2OH +
H2 O
|
CH2OCOR‟
( Nhựa
PENTAPHTALIC )
3. Cơ chế khô màng sơn Alkyd của các chất làm khô
°Qúa trình khô của màng sơn Alkyd khô tự nhiên và dầu béo có nối đôi liên hợp
đƣợc hiện bằng cách bay hơi dung môi và phản ứng hóa học ( oxy hóa và trùng
hợp hóa ) của các chất làm khô và oxi không khí
°Phản ứng hóa học làm khô màng này xảy ra qua 4 giai đoạn chủ yếu là:
a/ . Thời gian thâm nhập của O2 và màng sơn.
b/. Giai đoạn tạo thành các peroxide
c/. Giai đoạn phân hủy các peroxide.
d/. Giai đoạn kết hợp 3 chiều. Giai đoạn này làm màng sơn khô cứng hoàn toàn
có thể xảy ra trong vài ngày đến vài tuần lễ tùy thuộc vào bản chất CTM.
°Các chất làm khô cho sơn Alkyd thƣờng dùng là một số muối kim loại của axít
Naphtenic gọi là các Naphtenat và của axít Octoic gọi là các Octoat. Ngày nay
ngƣời ta ít dùng chất làm khô Naphtenat so với chất làm khô Octoat vì lý do giá
các Naphtenat thƣờng cao hơn Octoate.
°Cho đến nay, cơ chế làm khô màng của các chất làm khô nói trên còn đang tranh
cãi chƣa thống nhất thành lý thuyết vì vậy ngƣời ta thừơng sử dụng một hỗn hợp
các chấgt làm khô khác nhau để hoàn thiện sự khô của màng sơn ( xem bảng 11 ).
°
Ngƣời ta tạm thời thống nhất với nhau về „hoạt hóa‟ của từng chất làm khô nhƣ sau:
a/. Chất làm khô Cobalt ( -Co ): là chất khô mặt (thƣờng đƣợc dùng kết hợp với
một số chất làm khô khác nhƣ –Mn2+ , -Zr2+ , -Pb2+ , -Ca2+ , v.v…)
b/. Chất làm khô –Mn2+=: là chất khô mặt hoạt hóa hơn chất làm khô –Co2+
nhƣng lại kích hoạt giai đọan trùng hợp CTM khi sấy nóng và giảm hiện tƣợng
đóng màng (skinning) với một số sơn Alkyd.
c/. Chất làm khô –Fe3+: là chất khô mặt, chỉ dùng trong sơn Alkyd màu đen và sơn
sấy #130oC – màu sậm.
d/. Chất làm khô –Pn2+: là chất khô chân , tức là xuyên suốt màng sơn (dƣới lớp bề
mặt ), chất làm khô –Pn2+ còn có một số tính chất quý giá khác trong vai tro
tăng thêm tính thấm ƣớt, phân tán bột màu, tính chịu nƣớc chống gỉ, v.v…(
thƣờng đƣợc dùng kết hợp với chất làm khô –Co2+ và Mn2+). Cũng cần chú ý:
không dùng chất làm khô –Pn2+ trong sơn nhũ Al vì nó phá hủy tính nổi
(leafing) bạc của Al. Chất làm khô –Pn2+ ngày nay đƣợc khuyến cáo hạn chế sử
dụng vì lý do ô nhiễm môi trƣờng.
e/. Các chất làm khô phụ trợ (Secondary Driers )
e1. Chất làm khô –Ba2+: chất khô “ chân” dùng thay chất làm khô –Pb2+ trong
một số loại sơn “ cấm dùng Pb”. Ít dùng trong sơn nói chung vì chất làm khô
–Ba2+ làm hại da của ngƣời sản xuất.
e2. Chất làm khô –Ca2+ chỉ phát huy tác dụng hoạt hóa khi dùng chung với các
chất làm khô chính, đặc biệt hợp với chất làm khô –Pb2+.
e3. Chất làm khô Bismuth (Bi2+) là chất làm khô loại mới dùng thay chất làm
khô –Pb2+ kết hợp với chất làm khô –Co2+.
e4. Chất làm khô –Sr2+ là chất làm khô “chân” thay cho chất làm khô –Pb2+.
e5. Chất làm khô –Zr2+ là chất khô “chân” đƣợc sử dụng rộng rãi nhất cho việc
thay thế chất làm khô –Pb2+.
e6. Chất làm khô Zn2+ là chất khô “mặt” đƣợc dủng kết hợp với chất làm khô –
Co2+ để chống hiện tƣợng “nhăn bề mặt” do có –Co2+ khi sấy nóng.
Bảng 11: Tham khảo tỷ lệ sử dụng (%) trong một số loại sơn khi dùng kết hợp
các chất làm khô
(CLK)
Tỉ lệ CLK chính
Tỉ lệ CLK phụ
STT
Loại CTM
% (* )
% (*)
1
Dầu dầu khô đƣợc
0,03 Co hoặc Mn
0,2 Zr, 0,1 Ca
2
Alkyd Trung
0,04 Co
0,2 Zr, 0,1 Ca
3
Alkyd béo
0,05 Co
0,3 Zr, 0,2 Ca
4
Epoxy Este
0,03 Co
0,1 Ce (**)
5
Urethan Alkyd
0,02 Co hoặc Mn
0,1 Zr , 0,05 Ca
6
Sơn dầu
0,03 Co hoặc Mn
0,2 Zr, 01 Ca
7
Polyeste
0,01 Co
Ghi chú:
(*) Tỉ lệ % của kim loại tính theo chất tạo màng dạng rắn.
(**) Chất làm khô –Ce2+ (kim loại đất hiếm) đƣợc coi là chất làm khô “chính”, ở
đây dùng kết hợp chất làm khô Co2+ nhằm giải quyết “khô xuyên chân” màng
sơn.
4.1.2 NHỰA POLYESTER ( POLYESTER RESIN ) [ 1, 2, 3 ]
Nhựa Polyester làm sơn chính là thế hệ thứ hai của nhựa Alkyd-biến tính dầu béo.
Chất tạo màng Polyester – gọi chính xác hơn là Polyester-không có dầu béo hoặc
Alkyd không biến tính dầu béo – đƣợc ứng dụng rộng rãi vào ngành sơn từ khoảng
thập niên 1960 (trong khi CTM Alkyd-dầu béo đƣợc ứng dụng từ thập niên 1920).
Nhựa Polyester thuộc họ hàng nhựa Alkyd nhƣng có tính năng tạo thành màng sơn
đạt chất lƣợng cao hơn Alkyd.
Nhựa Polyester đƣợc tạo thành khi cho các rƣợu đa chức (thƣờng là 2 nhóm chức)
phản ứng với các axít hữu cơ 2 nhóm chức mạch thẳng hoặc mạch vòng.
Tùy theo các nguyên liệu phản ứng ban đầu nhựa Polyeste chia thành rƣợu Polyeste
no (bão hòa) hoặc nhựa Polyeste không no (không bão hòa) có các tính chất sử dụng
khác nhau trong công nghiệp sơn ( Ví dụ: Polyeste bão hòa dùng chế sơn PU hoặc
sơn sấy chất lƣợng cao cho xe hơi và sơn công nghiệp, v.v… Polyeste không bão
hòa dùng cho sơn đồ gỗ chất luợng cao hoặc chế tạo vật liệu composite,v.v…)
A. NHỰA POLYESTE BÃO HÒA
A1. Phương pháp chế tạo
° Dựa trên cơ sở phản ứng este hóa cuả 1 Glycol và 1 axít dicacboxylic,
nhựa Polyeste có công thức tổng quát nhƣ sau:
(n+1) HOGOH + nHOOCACOOH
HO-G(OOC – A – COOG)n – OH
+ nH2O
Trong đó: HOGOH là glycol
HOOCACOOH là axit dicacboxylic
Loại nhựa Polyeste này về bản chất là loại Polyme mạch thẳng không phân
nhánh thƣờng đƣợc chọn dùng làm sơn có nhóm chức phản ứng là
Hydroxy (-OH) với trọng lƣợng phân tử : 1.000 – 10.000, phản ứng với
nhựa Epoxy, Amino và Polyisocyanat (PU).
°Trong thực tế, hầu hết các nhựa Polyeste có trị số axít (AV = Acid Value )
nằm ở khoảng 5 – 25 (mgKOH/g nhựa), nhằm mục đích: nhựa dễ thấm ƣớt
bột màu, dễ đóng rắn, v.v…
°Theo yêu cầu sử dụng sơn Polyeste cần đạt độ cứng, độ bền hóa chất, độ
bền mài mòn, ngƣời ta có thể thay đổi tăng nhóm chức phản ứng của các
nguyên liệu ban đầu, ví dụ chọn dùng các nguyên liệu sau:
+ Glycerin: 3 nhóm chức rƣợu
+ Pentacrythritol: 4 nhóm chức rƣợu
+ Trimellitic Anhydride: 3 nhóm chức axít cacboxylic, v.v…
+ Pyromellitic Anhydride: 4 nhóm chức axít cacboxylic,v.v…
Hoặc nếu cần sơn cần có độ dẽo cao thì chọn dùng nguyên liệu:
+ Glycol mạch thẳng dài là :
1,5 – Pentanediol HO(CH2)5OH
1,6 – Hexanediol HO(CH2)6OH
+ Axít dicaboxylic mạch thẳng: Adipic HOOC-(CH2)4COOH,v.v…
Nhựa Polyeste bão hòa cũng dùng để sản xuất sơn công nghiệp gốc
nƣớc hoặc sơn bột tĩnh điện (Powder Coating) (sẽ trình bày trong
các phần sau của giáo trình này).
A2. Tính chất ứng dụng nhựa Polyeste bão hòa
Polyeste bão hòa có tính chất ứng dụng chủ yếu trong các lĩnh vực sau:
- Chất hóa dẻo chất lƣợng cao cho các nhựa Ester Xenlulo, Polyvinyl
Clorua, Copolyme Vinyl Clorua, v.v…
- Chất hóa dẻo cho sơn bột gốc nhựa Amino.
- Chế tạo sơn PU ( xem phần nhựa PU)
- Ứng dụng nhiều nhất là nhựa Polyester bão hòa sấy nóng chế tạo sơn
công nghiệp kiểu OEM (ORIGINAL EQUIPMENT MANUFACTURE:
thiết bị nguyên chiếc) bao gồm xe ô tô, gắn máy, máy giặc, thiết bị văn
phòng, thiết bị nhà cao tầng sơn trang trí kim loại, sơn cuộn, v.v… là
các loại sơn yêu cầu chất lƣợng cao về độ bền và chịu hóa chất.
- Polyeste bão hòa kiểu sấy nóng cũng đựợc ứng dụng nhiều trong sơn
cách điện. Màng nhựa Polyeste bão hòa kiểu sấy nóng ở nhiệt độ cao sẽ
chuyển thành dạng lƣới (3chiều) với sự có mặt của chất xúc tác đặc biệt
hoặc một số loại nhựa khác nhƣ: Epoxy, Alkyd, Amino, v.v…
Hƣớng phát triển sản xuất sơn gốc Polyester bão hòa nhằm vào mục tiêu thân
môi trƣờng, không độc hại đó là các loại nhựa sơn Polyester bão hòa gốc
nƣớc và ít dung môi.
B. NHỰA POLYESTE KHÔNG NO (KHÔNG BÃO HÒA)
B1. Phương pháp chế tạo
Nhựa Polyeste thu đƣợc từ phản ứng tác dụng của axít (Anhydride)
cacboxylic không no (nhƣ: maleic, Acrylic) với các rƣợu 2 chức glycol (nhƣ
Ethylen glycol, Diethylen glycol, Poropylen Glycol), cũng có khi sử dụng
thêm các rƣợu đa chức hơn ( nhƣ Glycerin rƣợu 3 chức; hoặc Pentaerythriol
rƣợu 4 chức ) hoặc có khi thêm rƣợu dơn chức (Ethanol) để giảm độ nhớt của
nhựa.
Cấu trúc của nhựa Polyeste không no đi từ rƣợu 2 chức và Maleic Anhydride
và Axít Acrylic nhƣ sau:
HC = = CH
|
|
O=C C=O + HOROH
-H2O
O
O
O
O
||
||
||
||
H-[-ORCCH=CHCOROCCH=CHC-]n-OH
O
(Maleic Anhydride) (Glycol)
(Polyestemaleinat)
Và :
-H2O
CH2=CHCOOH + HOROH
(Acid Acrylic ) (Glycol)
O
O O
O
||
|| ||
||
CH2=CHCO-[ROCRCO-]n - ROCCH=CH2
(Polyesteacrylat)
Polyeste có cấu trúc nhƣ trên thƣờng có độ dẻo cao và độ nhớt thấp, để tăng
độ cứng của màng nhựa ngƣời ta thƣờng thêm vào phản ứng 1 lƣợng nhỏ
Phtalic Anhydride.
Các Polyeste không no do có nối đôi nên có khả năng trùng hợp hoặc đồng
trùng hợp (Copolyme) với các hợp chất không no khác tạo thành các nhựa
tạo màng sơn cao cấp (xem phần B2).
B2. Tính chất ứng dụng nhựa Polyeste không no
B2.1. Tính chất tạo màng sơn của Polyeste không no thực hiện bằng cách
dùng một chất phản ứng (monome) không no, không bay hơi, đóng vai
trò dung môi có tác dụng đồng trùng hợp với Polyeste không no, tạo
mạch lƣới 3 chiều tạo màng sơn có những tính chất quý giá đồng thời có
thể thi công 1 lớp sơn đạt chiều dày 150 – 300µm ( do có hàm lƣợng
chất không bay hơi < 10% trọng lƣợng sơn ).
Thực tế sử dụng chủ yếu là Polyeste không no dạng Polyestemaleinat (
có dùng một lƣợng nhỏ Phtalic Anhydride khi trùng ngƣng nhựa ban
đầu ) có trọng lƣợng phân tử không lớn lắm (khoảng 1.000 – 2.000 ) ở
dạng chất lỏng nhớt hoặc dạng chất rắn có nhiệt độ chảy mềm thấp.
B2.2. Polyeste không no khi phản ứng với các monomer không no (đóng vai
trò dung môi ) cần có sự xúc tác của chất kích hoạt và chất xúc tiến
phản ứng hoặc của tia tử ngoại (UV) với sự có mặt của chất kích thích
hoạt quang hóa, v.v…
Tùy thuộc vào bản chất Polyeste không no monomer không no các chất
xúc tác mà ta thu đƣợc các loại sơn khô tự nhiên hoặc khô sấy nóng có
các tính chất khác nhau.
B2.3. Loại monomer không no đƣợc dùng phổ biến nhất là Styren và
Triethylen Glycol Dimetacrylat ( viết tắt là TGM-3). Trong đó cần chú ý
rằng :
a/ Do Styren ít tƣơng hợp với nhiều loại Poyeste không no nên ở nhiệt độ
thấp sơn bị tách lớp và dễ bị bốc hơi ở nhiệt độ thƣờng.
b/. Ngƣợc lại với Styren, TGM-3 tƣơng hợp rất tốt với Polyeste không no,
tạo thành hỗn hợp trộn có tính ổn định nhƣng khả năng phản ứng kém
ở nhiệt độ thƣờng, cần nâng cao nhiệt độ lên 600C mới có phản ứng tạo
màng sơn.
B2.4. Một số thành phần khác trong sơn Polyeste không no tuy chỉ đóng vai
trò phụ gia nhƣng hết sức cần thiết không thể bỏ qua đƣợc đó là:
a/ Chất kích hoạt phản ứng thƣờng là các peroxide hữu cơ (chiếm khoản
1 – 5% trọng lƣợng sơn ) phân hủy ở 800 – 1000C, vì vậy đối vối
cácsơn Polyeste không no khô tự nhiên cần đƣa vào các chất xúc tiến là
naphtenatcobalt pha trong dung dịch Styren hoặc Toluen (tỉ lệ khoảng
0,01 – 0,1% Cobalt kim loại so với trọng lƣợng sơn).
b/ Chất ổn định nhằm ngăn cản khả năng trùng hợp của sơn trong quá
trình bảo quản thƣờng dùng Hydroquinone với tỉ lệ 0,01 – 0,03% trọng
lƣợng sơn, thời gian bảo quản khoảng 4 tháng.
B2.5. Các Polyeste không no cũng chia thành 2 loại:
a/ Loại có chứa paraffin dƣới dạng dung dịch 3% trong Styren (chiếm tỷ
lệ o,1 – 0,3 trọng lƣợng sơn ) nhằm tạo lớp bề mặt bảo vệ chống tác
dung oxi không khí khi bảo quản, lớp bảo vệ này sẽ đƣợc mài mòn bỏ
đi khi sơn đã đóng rắn tọa màng để đạt độ bóng trang trí trên bề mặt
sơn.
b/ Loại không chứa paraffin đối với các Polyeste không no đi từ nguyên
liệu ban đầu là Trtrahydrophtalic Anhydride, các este diallylic của
Trimethylpropan hoặc mono-allylic của glycerin.
B2.6. Một số ứng dụng quan trọng của Polyeste không no
a/ Polyeste maleinat ( với Styren : khô tự nhiên hoặc với TGM-3: khô ở
600C) tạo màng sơn bám dính cao, rất cứng và rất bóng, bền với tác
dụng của nƣớc, axít vô cơ và nhiều loại dung môi, loại Polyete này
đƣợc ứng dụng rộng rải trong ngành đồ gỗ thay thế cho Nitroxenlulo
với chất lƣợng rất cao.
b/ Polyeste acrylat có ứng dụng chủ yếu trong sản xuất loại sơn bằng tia
phóng xạ ( ví dụ: vecni cho ván sàn ) – có khả năng tạo đƣợc màng sơn
mỏng với chất lƣợng bảo vệ trang trí cao, khắc phục nhƣợc điểm của
loại Polyeste Maleinat chỉ chế tạo đƣợc màng sơn dầy (150 – 500mm).
c/ Polyeste không no đặc biệt đƣợc ứng dụng chế tạo nhựa kết dính cho
vật liệu Composite.
Loại polyester không no này dùng các nguyên liệu dùng các nguyên
liệu đầu khác với các Polyester thông thƣờng là :
C1: Dicacboxylic Anhydride: Orthophtalic và isophtalic.
C2: Glycol: NPG (neopentylglycol)
C3: Monome : methyl methacrylat.
C4: Các chất phụ gia khác, v.v…
4.1.3. Nhựa POLYURETHAN (PU) [ 1, 2, 3 ]
A. GIỚI THIỆU CHUNG
A.1 / Các Polyme đƣợc gọi là PU đều có chứa nhóm chức cơ bản là:
Nhóm chức Urethane
-N–C–O–
|
||
H O
Polyurethan đựoc sản xuất đầu tiên tại Đức từ năm 1937 và ngay lập tức
đã chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực sơn công nghiệp.
Từ ngữ PU thực ra đƣợc dùng lúc đầu để gọi sản phẩm tạo thành từ
Polycol và dicsocyanat. Nhƣng hiện nay từ PU đƣợc dùng rộng rãi cho sản
phẩm ứng dụng giữa nhóm Isocyanat (-NCO ) với Hydro hoạt động (-H)
của rƣợu đa chức (Polyol), amin, urê, amid, este, ête…
A.2 / Sơn gốc PU có những tính chất vƣợt trội hơn nhiều loại sơn khác nhƣ:
- Độ chịu mài mòn cao.
- Các tính chất trang trí tuyệt hảo
- Bền với khí quyển, nƣớc, dung môi và nhiều loại hóa chất.
- Tính chất cách điện cao.
- Độ bám dính chắc vào nhiều loại vật liệu bề dày khác nhau nhƣ kim loại
đen, kim loại màu, gỗ, da, chất dẻo, bê tông, vôi vữa,v.v…
A.3 / Phân loại PU:
Tùy theo thành phần nguyên liệu dầu và khả năng đóng rắn, sơn PU chia
thành phần các loại sau:
- PU 2 thành phần đóng rắn nguội.
- PU 1 thành phần đóng rắn nóng
- PU 1 thành phần đóng rắn bằng hơi ẩm không khí.
- Urethan Alkyd 1 thành phần khô tự nhiên.
- Urethan Alkyd gốc nƣớc, khô sấy nóng 1 thành phần.
Trong đó đặc biệt PU 2 thành phần và PU 1 thành phần đóng rắn nóng là
dùng để chế tạo các loại sơn công nghiệp chất lƣợng cao có độ bền sử
dụng lâu dài ( giáo trình này sẽ trình bày chi tiết ) và loại Urethan Alkyd
gốc nƣớc là một loại sơn thân môi trƣờng có triển vọng phát triển trong
tƣơng lai gần (xem phần CTM gốc nƣớc.)
B. PHƢƠNG PHÁP CHẾ TẠO
B.1/ Các chất (RNCO) khác nhau đều có chứa nhóm chức NCO phản ứng với
Hydrogen hoạt động của một số chất khác tạo thành các loại Polyme
Urethan khác nhau nói trên.
Các hợp chất Isocyanat đuợc sử dụng phổ biến nhất làm nguyên sản xuất
PU có thể kể nhƣ sau:
°Các Isocyanate mạch thẳng ( ALIPHATIC ) là:
HDI : Hexamethylene Di Isocyanate.
IPDI : Isophorone Di Isocyanate
HMDI : Methylene – bis (4-4‟-cyclohexyl isocyanate)
CHDI : Cyclohexyl – 1-4 Di Isocyanate trimethyl [ 2 ]
Hexamethylene Diisocyantane
°
Các
Isocyanate
mạch
thẳng
(ALIPHATIC/AROMATIC) gồm:
XDI
: Xylene Di Isocyanate
TMXDI : Tetramethyxylena Diisocyanate
°Các Isocyanate mạch vòng (AROMATIC ) gồm:
TDI: Tolylene Diisoante
MDI: Diphenyl methane – 4-4‟ Diisocyanate
/
mạch
vòng
1,4 – Diisocyanate Benzene
1,5 – Diisoanate Naphatalene
4,4‟,4‟‟
–
triphenyl
methane
Diisocyanate
Tuy nhiên trong lĩnh vực sơn PU các Diisocyanate đƣợc dùng nhiều nhất là
các chất:
TDI
HDI:
OCN – (CH2)6 – NCO
MDI:
và
IPDI:
Thực tế các Diisocyanate TDI, HDI và IPDI thƣờng đƣợc sử dụng dƣới
dạng Polyisocyanate (do độ bay hơi cao ở nhiệt độ thƣờng gây độc hại cho
ngƣời sử dụng).
Ví dụ: