ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

BÙI XUÂN KHÁNH

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO SƠN SILICAT CHỊU NHIỆT CAO TRÊN NỀN
CHẤT TẠO MÀNG POLYMER VÔ CƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2020
1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

BÙI XUÂN KHÁNH

NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO SƠN SILICAT CHỊU NHIỆT CAO TRÊN NỀN
CHẤT TẠO MÀNG POLYMER VÔ CƠ

Chuyên ngành: Hóa Vơ Cơ
Mã số: 8440112.01.

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ MẠNH CƢỜNG

PGS. PHẠM ANH SƠN

Hà Nội – Năm 2020

2


LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn TS. Lê Mạnh Cường đã giao đề tài nghiên cứu và tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn này, PGS. Phạm Anh Sơn
đã nhiệt tình hỗ trợ các kỹ thuật thực nghiệm.
Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cơ giáo bộ mơn Hóa Vơ Cơ – Khoa
Hóa Học – ĐH Khoa Học Tự Nhiên, cùng tập thể các bạn trong phòng Vật liệu vô cơ đã
tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em trong thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thiện luận
văn tốt nghiệp này.
Hà Nội, tháng 12 năm 2020
Học viên
Bùi Xuân Khánh

3


Mục Lục
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................................. 3
1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn ................................................................................. 3
1.1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn thế giới ............................................................. 3
1.1.2. Lịch sử phát triển ngành sơn tại Việt Nam .................................................... 4
1.2. Vai trò của các thành phần trong sơn ................................................................... 6
1.3. Tổng quan về sơn silicat ......................................................................................... 8

1.3.1. Thủy tinh lỏng ................................................................................................... 9
1.3.2. Hợp phần khơ .................................................................................................. 10
1.3.2.1. Các chất độn và tính chất của chúng ...................................................... 10
1.3.2.2. Các chất màu và tính chất của chúng ..................................................... 12
1.4. Phƣơng pháp tổng trở điện hóa (EIS) ................................................................. 13
CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ..................... 15
2.1. Dụng cụ, thiết bị .................................................................................................... 15
2.2. Hóa chất ................................................................................................................. 15
2.3. Các phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 16
2.3.1. Phƣơng pháp phân tích phổ nhiễu xạ tia X ..................................................... 16
2.3.2. Phƣơng pháp phân tích phổ hồng ngoại .......................................................... 16
2.3.3. Phƣơng pháp EDX, SEM .................................................................................. 16
2.3.4. Phƣơng pháp EIS ............................................................................................... 16
2.4. Một số phƣơng pháp xác định modun thủy tinh lỏng [8,15] ............................. 16
2.4.1. Xác định modun thủy tinh lỏng dựa vào hàm lƣợng % SiO2 và H2O ....... 16
2.4.2-Phân tích nhanh thủy tinh lỏng ...................................................................... 17
2.4.3-Xác định mô đun thủy tinh lỏng theo phƣơng pháp tính gần đúng ........... 18
2.4.4-Xác định mô đun thủy tinh lỏng dựa vào đƣờng cong hiệu chuẩn pHmodun ........................................................................................................................ 19
2.4.5-Xác định mô đun thủy tinh lỏng trong điều kiện thực tế............................. 19
2.5. Tiến hành thí nghiệm ............................................................................................ 19
2.5.1. Tiến hành chế tạo sơn vô cơ chịu nhiệt ......................................................... 19
4


2.5.2. Đo tổng trở điện hóa ....................................................................................... 19
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 21
3.1. Nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp xác định modun thủy tinh lỏng .............. 21
3.1.1. Nghiên cứu xây dựng cơng thứ tính mơ đun thủy tinh lỏng với khối lƣợng
riêng bất kì ................................................................................................................. 21
3.1.2. Kết quả thực nghiệm và tính mơ đun thủy tinh lỏng với d=1,38

theo công thức (9) ...................................................................................................... 23
3.2. Nghiên cứu quá trình đóng rắn của sơn silicat .................................................. 24
3.2.1. Nghiên cứu q trình đóng rắn của thủy tinh lỏng với ZnO ...................... 24
3.2.2. Nghiên cứu q trình đóng rắn của thủy tinh lỏng với TiO2 ..................... 28
Tính chất cơ lý của lớp màng................................................................................... 28
3.2.3. Nghiên cứu q trình đóng rắn của thủy tinh lỏng với CaCO3 ................. 33
Tính chất cơ lý của lớp màng................................................................................... 33
3.2.4. Nghiên cứu q trình đóng rắn của thủy tinh lỏng với Fe2O3 .................... 37
Tính chất cơ lý của lớp màng................................................................................... 37
3.2.5. Nghiên cứu q trình đóng rắn của thủy tinh lỏng với Na2SiF6 ................ 42
Tính chất cơ lý của lớp màng................................................................................... 42
3.3. Chế tạo sơn silicat và nghiên cứu, đánh giá các tính chất chịu nhiệt cao, chịu
mặn, chịu ăn mòn axit của sản phẩm. ........................................................................ 51
3.3.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chế tạo sơn silicat. ......... 51
3.3.1.1 Khảo sát độ bền nƣớc của màng sơn silicat ứng với các đơn, trên nền
polietilen. ................................................................................................................ 53
3.3.1.2 Giải thích độ bền nƣớc của sơn ................................................................ 53
3.3.2. Đánh giá tính chất chịu nhiệt độ cao của sản phẩm. ................................... 54
3.3.3. Đánh giá khả năng chịu mặn, chịu ăn mòn axit của sản phẩm. ................. 56
3.4. So sánh, đánh giá hiệu quả kinh tế và tác động môi trƣờng của việc sử dụng
sơn silicat so với các loại sơn khác trên thị trƣờng hiện nay. .................................. 60
3.4.1. Đánh giá tác động môi trƣờng của việc sử dụng sơn silicat so với các loại
sơn khác trên thị trƣờng .......................................................................................... 60
3.4.1.1. Sơn và ảnh hƣởng của nó đến môi trƣờng ............................................. 60
3.4.1.2. Ảnh hƣởng của VOC đến sức khỏe con ngƣời ...................................... 61
3.4.1.3. Xu thế phát triển công nghệ sản xuất sơn trên thế giới hiện nay ........ 62
5


3.4.2. Đánh giá so sánh hiệu quả kinh tế của việc sử dụng sơn silicat so với các

loại sơn khác trên thị trƣờng ................................................................................... 63
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN ............................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 68

6


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TTL

: Thủy Tinh Lỏng

HPK

: Hợp Phần Khơ

EIS ((Electrochemical Impedance Spectroscopy)

: Phổ tổng trở điện hóa

SEM (Scanning Electron Microscopy)

: Hiển vi điện tử quét

EDX (Energy-dispersive X-ray spectroscopy)

: Phổ tán xạ năng lượng tia X

FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)


: Phương pháp phổ hồng ngoại

XRD (X-Ray Diffraction)

: Nhiễu xạ tia X

7


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1 Dự báo nhu cầu sản phẩm Sơn………………………………………………5
Bảng
2.
1
Phân
tích
TTL………………………………………………..17
Bảng
2.
2
Sự
phụ
thuộc
TTL……...……………………………...18

hệ

nhanh
số


K

kết
vào

quả
mơ

đun

Bảng 3. 1 Kết quả thực nghiệm và tính mơ đun TTL có khối lƣợng riêng với
d=1,38
theo
cơng
thức
(9)………………………………………………………23

8


Bảng
3.
2
Tính
chất
cơ
ZnO……………………………………………...24
Bảng
3.

3
Kết
quả
phổ
ZnO………………………………………….24

lý
DTA

Bảng
3.
4Tính
chất
cơ
TiO2……………………………………………..28
Bảng
3.
5
Kết
quả
phổ
TiO2………………………………………….29

Bảng
3.
8
Tính
chất
cơ
Fe2O3………………………………………….37

Bảng
3.
9
Kết
quả
phổ
Fe2O3………………………………………..38

của

Bảng
3.
10
Tính
chất
cơ
Na2SiF6……………………………………...…42
Bảng
3.
11
Kết
quả
phổ
Na2SiF6……………………………………..42

DTA

Bảng
3.
13

Kết
quả
phổ
HH………………………………………….46
học

của

sơn

Bảng
3.15
Một
số
loại
trƣờng………………………………….64

9

1

-

mẫu

1

-

mẫu


1

-

mẫu

1

-

của
lý

Bảng
3.
12
Tính
chất
cơ
HH……………………………………………..46

hóa

của

DTA

1


mẫu

–
1-

mẫu

của

lý

1

mẫu

của

DTA

1-

mẫu

của

DTA

Bảng
3.
7

Kết
quả
phổ
CaCO3……………………………………….33

mẫu

của

lý

Bảng
3.
6Tính
chất
cơ
lý
CaCO3…………………………………………..33

Bảng 3. 14 Thành phần
3………………………….51

của

của
của

mẫu
mẫu


11

-

lý

của

mẫu

2-

DTA

của

mẫu

2-

TTL

Natri

mơ

đun

chịu


nhiệt

có

trên

thị


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình
3.1
Phổ
DTA
mẫu
ngày……………………………………………….25

1

–

ZnO

1

Hình
3.2
Phổ
DTA

mẫu
ngày……………………………………………….25

1-

ZnO

20

Hình
3.3
Phổ
IR
mẫu
ngày…………………………………………………...26

1-

ZnO

1

ZnO

20

Hình
3.4
Phổ
IR

mẫu
ngày………………………………………………...26
Hình
3.5
Phổ
XRD
mẫu
ngày………………………………………………27

1
1

–
–

ZnO

Hình
3.6
Phổ
XRD
mẫu
ngày……………………………………………….28

1

Hình
3.7
Phổ
DTA

mẫu
ngày………………………………………………..29

1-

Hình
3.8
Phổ
DTA
mẫu
ngày………………………………………………30

1

Hình
3.9
Phổ
IR
mẫu
ngày…………………………………………….……...31
Hình
3.10
Phổ
IR
mẫu
ngày………………………………..………………..31
Hình
3.11
Phổ
XRD

ngày……………………………………………….32

mẫu

-ZnO
TiO2
-TiO2
1-TiO2
1-TiO2
1-TiO2

1
20
1
20
1
20
1

Hình
3.12
Phổ
XRD
ngày……………………………………………...32

mẫu

1-TiO2

20


Hình
3.13
Phổ
DTA
ngày……………………………………………..34

mẫu

1-CaCO3

1

10


Hình
3.14
Phổ
DTA
ngày……………………………………………34

mẫu

1-CaCO3

20

Hình
3.15

Phổ
IR
mẫu
ngày………………………………………………..35

1-CaCO3

1

Hình
3.16
Phổ
IR
mẫu
ngày………………………………………………35

1-CaCO3

20

Hình 3.17 Phổ XRD mẫu 1-CaCO3 1 ngày…………………………………………….36
Hình 3.18 Phổ XRD mẫu 1-CaCO3 20 ngày…………………………………………...37
Hình 3.19 Phổ DTA mẫu 1- Fe2O3 1 ngày……………………………………………..38
Hình
3.20
Phổ
DTA
mẫu
ngày…………………………………………….39


1

-Fe2O3

20

Hình 3.21 Phổ IR mẫu 1- Fe2O3 1 ngày………………………………………………..40
Hình
3.22
Phổ
IR
mẫu
ngày……………………………………………….40

1-

Hình
3.23
Phổ
XRD
mẫu
ngày……………………………………..………..41

1

Fe2O3
-Fe2O3

20
1


Hình
3.24
Phổ
XRD
mẫu
ngày………………………………….………….41

1

-Fe2O3

20

Hình
3.25
Phổ
DTA
mẫu
ngày…………………………….………………43

1-

Na2SiF6

1

Hình
3.26
Phổ

DTA
ngày…………………………………………...43

mẫu

1-Na2SiF6

20

Hình
3.27
Phổ
IR
mẫu
ngày…………………….…………………………44

1-Na2SiF6

1

Hình
3.28
Phổ
IR
mẫu
ngày…………………….………………………..44
Hình
3.29
Phổ
XRD

ngày…………………….………………………45
Hình
3.30
Phổ
XRD
ngày…………………………………………..45

11

mẫu
mẫu

1-Na2SiF6
1-Na2SiF6
1-Na2SiF6

20
1
20


Hình
3.31
Phổ
DTA
mẫu
ngày………………………………………………...47

2-


Hình
3.32
Phổ
DTA
mẫu
ngày………………………………………………47

HH

2-

HH

Hình
3.33
Phổ
IR
mẫu
ngày…………………………………………………...48

2-HH

Hình
3.34
Phổ
IR
mẫu
ngày…………………………………………….…….49
Hình
3.35

Phổ
XRD
ngày……………………………………..…………..49
Hình
3.36
Phổ
XRD
ngày……………………………………..…………50

2-HH

mẫu

2-HH

mẫu

2-HH

Hình
3.37
Bề
mặt
sơn
nung…………………………………………………..54

trƣớc

1
20

1
20
1
20
khi

Hình 3.38 Bề mặt sơn sau khi nung 8000C…………………………………………….54
Hình
3.39
Mẫu
nung………………………………………………………….54
Hình
3.40
Mẫu
sau
8000C………………………………………………..55
Hình 3.41 Phổ Nyquist của
0,1M……………56

khi

khi

nung

đối chứng trong

mẫu

chƣa


môi trƣờng

tại
KCl

Hinh 3.42 Phổ Nyquist của mẫu đƣợc sơn phủ một lớp sơn trong môi trƣờng KCl
0,1M……………………………………………………………………………………...56
Hình 3.43 Phổ Nyquist
0,1M…………………….57

của

hai

Hình 3.44 Phổ Nyquist
0,1M………………….58

của

hai

Hình 3.45 Phổ Bode
0,1M……………………..58

của

hai

Hình 3.46 Phổ

Bode
0,1M……………………….59

của

hai

12

mẫu
mẫu
mẫu
mẫu

trong
trong
trong
trong

môi

trƣờng

HCl

môi

trƣờng

KOH


môi

trƣờng

KOH

môi

trƣờng

HCl


MỞ ĐẦU
- Tính cấp thiết:
Nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, độ ẩm cao. Miền Bắc nước ta có số giờ
nóng từ 1000 đến 1600 giờ/năm. Nhiệt độ khơng khí trung bình hằng năm 250C. Mùa
nóng kéo dài, nhiệt độ cao nhất của khơng khí 40 - 420C (tháng 5-7). Độ ẩm của khơng
khí trên 85%. Trong khơng khí cịn có nhiều tạp chất như bụi, vi sinh vật, hóa chất.
Với khí hậu trên, nhiều loại vật liệu xây dựng bị hư hỏng, gạch ngói bị sói mịn,
tường nhà bị rêu mốc, sắt thép bị hoen rỉ. Lâu nay ta thường sử dụng vôi màu để quét
tường. Qua khảo sát ở nhiều cơng trường, xí nghiệp, nhà xưởng cho thấy: vơi màu có
nhiều nhược điểm như: xoa tay lên tường có sử dụng vơi, khi đó vơi và chất độn sẽ bong
ra; qt vơi lên mặt chính diện của tòa nhà chỉ, chỉ bền được 1-2 năm, bề mặt vơi bị rêu,
mốc.
Sơn silicat có nhiều ưu điểm: bền khí quyển, tuổi thọ lâu năm (trên 30 năm), bền
nước, khơng thấm nước, thấm khí, bền nhiệt.
Bên cạnh đó, hiện nay trong cơng nghiệp, rất nhiều các cơng trình đang sử dụng
trong điều kiện địi hỏi mơi trường chịu nhiệt lớn như: ống khói, lị nung, ống dẫn hơi

nóng, dẫn nhiệt, ống xả nhiệt và các cơng trình khơng may có sự cố cháy nổ xảy ra. Các
cơng trình này đòi hỏi loại sơn bảo vệ bề mặt là rất lớn. Do đó việc tìm được loại sơn mà
chịu được các yếu tố như vậy là một nghiên cứu rất cấp bách và cấp thiết.
- Mục tiêu:
Chế tạo sơn silicat chịu được nhiệt độ cao trên nền trên nền chất tạo màng polymer vơ cơ
phục vụ các cơng trình dân dụng và các cơng trình đăc thù hoạt động trong mơi trường
địi hỏi nhiệt độ cao, chịu sốc nhiệt lớn như bê tông, thép...
- Nội dung nghiên cứu:

1


- Nghiên cứu tổng quan về quy trình cơng nghệ sản xuất sơn silicat, tình hình nghiên cứu
chế tạo sơn silicat ở Việt Nam và trên thế giới.
- Nghiên cứu tổng hợp sơn silicat trên nền TTL.
- Nghiên cứu và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến các tính chất của sơn silicat (khả năng
chịu nhiệt, khả năng chịu ăn mòn axit, bazo,muối)...
- Phương pháp nghiên cứu:
Đề tài đã sử dụng các phương pháp: Các phương pháp hóa lý hiện đại như: Phân
tích nhiệt, nhiễu xạ tia X, phổ hồng ngoại, Đo tổng trở điện hóa, SEM, EDX.
Báo cáo gồm:
123-

Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định modun thủy tinh lỏng
Nghiên cứu quá trình chế tạo sơn silicat
Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất đến tính chất chịu nhiệt sơn silicat.

Một số điểm và đóng góp mới của đề tài:
1Nghiên cứu dựng được một phương pháp xác định modun thủy tinh lỏng với khối
lượng riêng ở bất kỳ, khắc phục được khó khăn trong phương pháp trước đây, áp dụng

vào điều kiện thực tế khi sản xuất.
2Tìm được những điều kiện để sơn silicat bền nước
3Khảo sát tính chịu axit, kiềm, muối của sơn
4Tìm những điều kiện chịu nhiệt của sơn silicat và đã đưa ra một số đơn sơn silicat
chịu tới 800
5Nghiên cứu về tác động của sơn đến con người và môi trường

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn
1.1.1. Lịch sử phát triển ngành sơn thế giới
Có thể nói, công nghệ sản xuất sơn là một trong các công nghệ lâu đời nhất trong
lịch sử phát triển của loài người. Ngay từ thời cổ xưa, cách đây khoảng hơn 25.000 năm
trước, nhiều cộng đồng người cổ xưa trên thế giới đã biết cách sử dụng các nguyên liệu từ
tự nhiên để tạo thành loại sơn trang trí đầu tiên trong lịch sử loài người. Các loại sơn từ
thuở sơ khai này chủ yếu được sử dụng để tạo nên các bức tranh phản ánh đời sống sinh
hoạt hàng ngày trong các hang động hoặc phiến đá, nhiều bức tranh trong số đó cịn tồn
tại đến ngày nay.
Sau đó đến thời kỳ các nền văn minh cổ đại như Ai Cập trong khoảng thời gian từ
năm 3000 đến năm 600 trước công nguyên bắt đầu chế tạo được sơn mỹ thuật rồi người
Hy Lạp và La Mã tạo ra sơn dầu béo trong thời kỳ từ năm 600 trước công nguyên đến
năm 400 sau công nguyên. Loại sơn này vừa có tác dụng vừa trang trí, vừa có khả năng
bảo vệ các bề mặt cần sơn tuy nhiên màu sắc còn khá đơn điệu. Mặc dù vậy cho đến tận
thế kỷ XIII, nhiều nước châu Âu khác mới biết đến công nghệ sản xuất sơn này. Bước
ngoặt trong lịch sử ngành sơn bắt đầu vào thế kỷ XVIII cùng với cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật lần thứ nhất thúc đẩy việc xây dựng các nhà máy sản xuất sơn chuyên
nghiệp đáp ứng nhu cầu sơn ngày càng tăng cao. Tuy nhiên các sản phẩm sơn thời đó

chất lượng chưa cao cùng với khả năng trang trí, bảo vệ thấp.
Ngành cơng nghiệp sơn chỉ có thể phát triển nhảy vọt khi xuất hiện trên thị trường
các loại nhựa tổng hợp tạo màng sơn cùng với các loại bột màu hữu cơ chất lượng cao và
nhất là sự xuất hiện của sản phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO2) là loại bột màu chủ
đạo, phản ánh sự phát triển của công nghiệp sơn màu. Các mốc phát triển cơng nghiệp
sơn có thể được phản ánh như sau:
-

Năm 1923: nhựa Nitrocellulose, alkyd

-

Năm 1924: Bột màu TiO2

-

Năm 1928: Nhựa Phenol tan trong dầu béo

-

Năm 1930: Nhựa Amino Urea Formaldehyde
3


-

Năm 1933: Nhựa Vinyl Clorua đồng trùng hợp

-


Năm 1934: Nhựa nhũ tương trong gốc dầu

-

Năm 1936: Nhựa Acrylic nhiệt rắn

-

Năm 1937: Nhựa Polyurethan

-

Năm 1939: Nhựa Amino melamin Formaldehyde

-

Năm 1944: Sơn gốc Silicone

-

Năm 1947: Nhựa Epoxy

-

Năm 1950: Nhựa PVA và Acrylic laquer

-

Năm 1955: Sơn bột tĩnh điện


-

Năm 1958: Sơn xe hơi gốc Acrylic laquer sơn nhà gốc nhựa latex

-

Năm 1960: Sơn công nghiệp gốc nước

-

Năm 1962: Sơn điện di kiểu Anode

-

Năm 1963: Sơn đóng rắn bằng tia EB và UV

Trải qua quá trình nghiên cứu và phát triển, lịch sử ngành sơn ngày càng phát triển
trong giai đoạn thế kỷ XX đến nay với nhiều loại sơn khác nhau được sản xuất đi cùng
với đó là các cơng nghệ sản xuất sơn được cải tiến giúp tăng hiệu quả bảo vệ, trang trí
đồng thời giảm giá thành và an tồn hơn cho sức khỏe con người. Trong đó hơn 75% sơn
hiện nay là sơn gốc nước thay thế cho sơn gốc dầu với nhiều tính năng và chất lượng
vượt trội hơn. Các cơng nghệ sơn hiện nay có thể kể đến như công nghệ đan chéo, công
nghệ hybrid hay công nghệ sơn nano đang được ứng dụng và phát triển.
Trong tương lai, thách thức của ngành cơng nghiệp sơn tồn cầu phải giải quyết
bài tốn quen thuộc là tìm được giải pháp cân bằng giữa một bên là sức ép về chi phí của
năng lượng, nguyên liệu và đáp ứng quy định luật an tồn mơi trường của chính phủ với
một bên là yêu cầu của thị trường là chất sơn phải hoàn hảo với giá cả tốt nhất. Các thách
thức này sẽ tạo ra nhiều cơ hội cho ngành sơn công nghiệp thế giới nghiên cứu và triển
khai các giải pháp công nghệ mới, nguyên liệu mới và sản phẩm mới đó chắc chắn cũng
là tác động tích cực đối với sự phát triển hơn nữa của ngành công nghiệp này.


1.1.2. Lịch sử phát triển ngành sơn tại Việt Nam

4


Ngành sơn Việt Nam được hình thành từ những năm 30 của thế kỷ XX từ cơ sở là
dầu thực vật: dầu lanh, dầu chẩu, dầu cao su có sẵn trong nước. Thời kỳ này sản lượng
sơn ít, chủng loại sơn hạn chế, sản phẩm chủ yếu là sơn dầu được cung cấp cho lĩnh vực
xây dựng. Từ chỗ chỉ sản xuất được một vài loại sơn thông dụng chất lượng thấp, đến
nay, ngành sơn Việt Nam đã có thể sản xuất được nhiều loại sơn đặc chủng, có chất
lượng cao như sơn trang trí, sơn dầu, sơn bột…hay các loại sơn kỹ thuật như sơn chống
ăn mòn, sơn chịu mặt, sơn chống hà, sơn chịu nhiệt, sơn chống cháy, sơn phát quang, sơn
phản quang, sơn có độ bền cao…Trước kia, sản xuất sơn tập trung chủ yếu ở khu vực
quốc doanh, khu vực ngồi quốc doanh chỉ có một vài cơ sở sản xuất nhỏ, chất lượng sơn
làm ra thấp. Những năm gần đây, nhờ thu hút đầu tư nước ngồi ngành sơn Việt Nam đã
có những bước phát triển vượt trội, nhiều hãng sơn nước ngoài đã đầu từ vào Việt Nam
dưới hình thức liên doanh, hay 100% vốn đầu tư nước ngồi, hoặc chuyển giao cơng
nghệ. Các sản phẩm sơn ở Việt Nam được tập trung sản xuất nhiều ở Thành phố Hồ Chí
Minh, Hà Nội, Hải Phịng, Quảng Ninh, Đồng Nai, Bình Dương và một số các tỉnh miền
trung khác như Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa. Số lượng nhà sản xuất sơn bắt
đầu tăng trưởng mạnh trong những năm gần đây[1].
Theo số liệu của tổng cục thống kê, tổng lượng sơn được sản xuất ở nước ta kể từ
năm 2002 đến năm 2011 đã tăng từ 99.751 tấn/năm lên 810.547 tấn/năm, trong đó sơn
trang trí chiếm 66%, sơn cơng nghiệp chiếm 27%, sơn tàu biển và các loại sơn khác
chiếm 7%.
Về nhu cầu tiêu thụ sơn ở nước ta, theo số liệu thống kê của Hiệp hội Sơn – Mực
in năm 2000 thị trường trong nước tiêu thụ 67.890 tấn, năm 2004 tiêu thụ 140.500 tấn,
năm 2006 tiêu thụ 187,85 triệu lít, năm 2007 là 236 triệu lít và năm 2008 là 241 triệu lít.
Thực tế lượng sơn tiêu thụ ở Việt Nam cịn thấp, theo số liệu thống kê của năm 2010 là

2,8 – 3,0 lít/người/năm. Trong khi đó ở Mỹ đạt 20 – 22 lít/người/năm, Tây Âu 15-16
lít/người/năm, Nhật, Đài Loan, Hồng Kơng cũng đạt 12-13 lít/người/năm. Như vậy nhu
cầu sơn của Việt Nam sẽ tiếp tục tăng theo đà phát triển của nền kinh tế.
Theo dự báo, ngành sơn sẽ được tiếp tục tăng trưởng trong những năm tới. Với
dân số 86 triệu người theo thống kê năm 2009 và dự báo chạm mức 96 triệu người vào
năm 2020 thì nếu chỉ cần đạt mức tiêu thụ bình quân của khu vực như hiện nay 6-10
kg/người/năm, quy mô thị trường sơn Việt Nam trong vòng 10 năm nữa tối thiểu đạt mức
tiêu thụ 500.000 tấn/năm với giá trị lên đến 800 triệu USD/năm. Dự báo nhu cầu các loại
sơn trong giai đoạn 2011 – 2030 được thể hiện trong bảng 1.[1]
Loại sản phẩm

Đơn vị

2011

2015

2020

2030

Sơn xây dựng

Tấn

175.000

238.000

285.000


342.000

Sơn chống gỉ

Tấn

23.000

37.800

50.000

60.000

5


Loại sản phẩm

Đơn vị

2011

2015

2020

2030


Sơn gỗ

Tấn

50.000

67.200

80.000

98.000

Sơn công nghiệp

Tấn

52.000

77.000

85.000

100.000

300.000

420.000

500.000


600.000

Tổng số

Bảng 1. 1 Dự báo nhu cầu sản phẩm Sơn
Ta có thể thấy rằng với sự phát triển vượt bậc của khóa học và kỹ thuật thì nhu cầu
sử dụng Sơn tại Việt Nam càng ngày càng tăng. Điều này tạo động lực cho chúng tôi
nghiên cứu và phát triển các sản phẩm Sơn vơ cơ chịu nhiệt.
1.2. Vai trị của các thành phần trong sơn
Thành phần cơ bản của các loại sơn gồm: Chất tạo màng, bột màu, dung môi, phụ
gia, chất phụ trợ. Các thành phần chính đóng vai trị quan trọng trong sơn.
Chất tạo màng:
Bao gồm dầu khô hoặc bán khơ, nhựa thiên nhiên, nhựa tổng hợp. Nó là thành
phần chủ yếu trong sơn, quyết định tính chất màng sơn, thường được gọi là sơn gốc.
Nhựa tổng hợp có rất nhiều loại, có quy mơ sản xuất lớn, tính năng tốt, là cơ sở của sơn
hiện đại. Các nhựa tổng hợp bao gồm: Nhựa phenol formaldehit, nhựa ankyd, nhựa
epoxi, nhựa gốc amin, nhựa acrylat, nhựa polieste, nhựa poliurethan, nhựa gốc vinylclo,
nhựa gốc vinyl… Những loại nhựa trên được pha chế thành sơn để đáp ứng nhu cầu sử
dụng trong mọi lĩnh vực như: Chống gỉ, chịu khí hậu, sơn cao cấp, sơn thường…
Ví dụ:
-

Nhựa phenolformaldehit, epoxi, poliurethan dùng để pha sơn chống gỉ

-

Nhựa ankyd, gốc amin, acrylat, poliurethan dùng để pha sơn trang trí

-


Nhựa polieste dùng để pha sơn cơng nghiệp

-

Nhựa flo – cacbon là loại nhựa sơn mới dùng để pha sơn bền lâu dài

Bột màu:
Bản thân bột màu khơng thể hình thành màng sơn nhưng chúng tham gia với chất
tạo màng làm cho màng sơn có màu sắc hoặc có tính năng nào đó có thể làm thay đổi tính
chất vật lý, hóa học…của màng sơn. Bột màu là chất rắn có độ hạt rất nhỏ, khơng hịa tan
trong dung môi. Bột màu được mài nghiền với chất hóa dẻo, có tác dụng che phủ bề mặt,
chống xuyên thấu của tia tử ngoại làm cho màng sơn có màu, chịu nước, chịu thời tiết,
nâng cao độ cứng, độ mài mịn, kéo dài tuổi thọ của màng sơn… Thơng thường màng sơn
mỏng, bột màu dùng trong sơn phải có tỷ trọng nhỏ, che phủ bề mặt tốt, ổn định, không
6


bị biến màu… Theo phân loại người ta chia ra bột màu thiên nhiên hay tổng hợp, bột màu
hữu cơ và vô cơ.
Bột màu tự nhiên thường là các loại oxit vơ cơ được tìm thấy trong vỏ trái đất như các
loại oxit sắt dạng màu nâu đen, màu hung đỏ, màu đỏ, màu vàng và màu đen… Thơng
thường thì bột màu tự nhiên bị nhiễm bẩn do các tạp chất, nếu làm sạch sẽ rất phức tạp và
không kinh tế. Cho tới nay chưa có loại chất màu hữu cơ nào ở dạng tự nhiên được ứng
dụng trong công nghiệp sơn. Các chất màu tổng hợp thường sạch hơn các chất màu tự
nhiên, màu sắc đẹp và tươi sáng hơn, cấu trúc ổn định và có thể khống chế để tạo ra chất
màu với kích thước hạt mong muốn.

Hình 1.1 Một số bột mầu trên thị trƣờng
Bột màu chiếm tỷ lệ khá lớn trong sơn, thông thường đứng thứ hai sau dung môi
tùy theo từng loại sơn. Chất tạo màu cho sơn thường là là những oxit, muối của kim loại,

phức chất ở dạng bột mịn không tan hoặc tan trong nước. Chất màu có tác dụng khơng
chỉ làm cho bề mặt sơn được nhẵn và có màu sắc đẹp mà cịn có ảnh hưởng nhiều đến
tính chất lý hóa của màng sơn như: độ bóng, độ bền, khả năng chịu nhiệt, chịu ăn mòn,
khả năng phát quang, phản quang…
Màu vơ cơ: Các chất màu vơ cơ có đặc điểm tông màu thường xỉn, tối (trừ dioxid
titan), cho độ phủ cao, độ bền màu tốt, có khả năng chịu nhiệt tốt.
Màu hữu cơ: Các chất màu hữu cơ thường có màu tươi sáng, độ phủ thấp, độ bền màu
thấp hơn màu vô cơ, khả năng chịu nhiệt kém.
Dung môi:
Dung mơi là chất phân tán bột màu, hịa tan chất tạo màng, có tác dụng điều chỉnh
một số tính chất vật lý, hóa học của màng sơn. Thơng thường lượng dung môi sử dụng
trong sơn chiếm từ 40 – 50% khối lượng sản phẩm. Tùy theo chủng loại sơn mà có thể sử
dụng các dung mơi khác nhau. Các nhóm dung mơi thường được dùng bao gồm:
-

Dung mơi có chứa nhân thơm (toluene, xylen..) 30%

7


-

Dung môi dạng mạch thẳng 27%

-

Dung môi gốc xeton (methyl ethyl xeton-MEK, MIBK) 17%

-


Dung môi gốc alcohol (butyl alcohol, ethyl alcohol..) 17%

-

Dung môi khác 14%

Dung môi hữu cơ dùng cho sơn là loại dễ cháy, hơi của chúng khi bốc lên kết hợp với
khơng khí tạo thành hỗn hợp khí dễ bắt cháy khi có nguồn nhiệt hoặc hoặc các tác nhân
kích thích khác như tia lửa điện, hồ quang điện… Đa số các loại dung môi hữu cơ đều
độc đối với con người, hơi của chúng có tác hại cho đường hô hấp, đường máu và tác
dụng vào da gây bệnh ngoài da.
Phụ gia:
Phụ gia dạng bột thường là các chất dạng bột khơng màu, khơng có tác dụng che
phủ và nhuộm màu, được dùng để giảm giá thành sơn, cải thiện một số tính chất của sơn,
ví dụ: bột tan, caolanh, CaCO3, SiO2, Al2O3, BaSO4…chúng đều là các chất vơ cơ, có tác
dụng nâng cao tính năng cơ, lý, nhiệt, cải thiện tính lưu động, làm bằng phẳng và tăng
tính thẩm thấu cũng như độ bóng của màng sơn.
Chất phụ trợ:
Chất phụ trợ gồm có: chất xúc tác, chất ổn định, chất làm dẻo, chất làm trắng, chất
chống đóng cục, chất tiêu bọt, chất nhũ hóa…chúng được dùng chủ yếu để cải thiện tính
năng nào đó của sơn, chúng có thể là chất vơ cơ hoặc hữu cơ và đều có điểm chung là sử
dụng lượng ít, tác dụng rõ rệt, nâng cao chất lượng màng sơn.
Vì hầu hết nguyên liệu là do nhập khẩu nên giá thành sản xuất cao, tính cạnh tranh
của sản phẩm kém. Theo báo cáo của Hiệp hội Sơn – Mực in Việt Nam năm 2009, về
nguyên liệu cho ngành sơn Việt Nam vẫn phải nhập khẩu đến 70%.
Chính vì vậy chúng tơi đã nghiên cứu chế tạo được loại sơn với các nguồn nguyên
liệu sẵn có tại Việt Nam để giảm giá thành sản phẩm. Qua đó có thể cạnh tranh được với
các hãng sơn trên thế giới.
1.3. Tổng quan về sơn silicat
Sơn silicat bào gồm các chất màu bền kiềm, các chất độn và polyme hệ vô cơ bền

nhiệt.
Các chất màu và các chất độn được trộn đều thành một hỗn hợp, người ta gọi là
hợp phần khô.

8


Trong hợp phần khô thường chứa bột đá phần (
), bột tal
kẽm trắng (ZnO), cát mịn và bột thạch anh (
), xi hạt, các chất
màu hữu cơ và vô cơ bền kiềm.
Trong sơn silicat, người ta thường sử dụng chủ yếu nguồn từ thủy tinh lỏng kali.
Tuy nhiên, do giá thành cao nên có vài trường hợp sử dụng thủy tinh lỏng của Natri trộn
với các loại phụ gia thích hợp để thỏa mãn các tính chất cơ lý của sơn silicat.

1.3.1. Thủy tinh lỏng
Thủy tinh lỏng là hợp chất nấu chảy của cát thạch anh (chứa hàm lượng lớn
)
và
, có dạng thủy tinh trong suốt, khơng màu hoặc có màu ( xanh hoặc vàng ),
gồm các silicat kiềm và
, có cơng thức chung là
với R=Na, K, n là tỉ số
phân tử gam
và
. Tỉ số này được gọi là modun silic hay modun thủy tinh lỏng.
Thủy tinh tan được hòa tan trong nước, gọi là thủy tinh lỏng.
Phân loại thủy tinh lỏng theo các cách sau đây:
Theo modun silic

Theo hàm lượng
(thủy tinh lỏng „trung hòa‟ và „kiềm‟)
Theo thủy tinh lỏng „kép‟ và „đơn‟. Thủy tinh lỏng „kép‟ có 71,4-71,6%
27,5%
và có modun 2,4-2,65. Thủy tinh lỏng „đơn‟ có 77%
, 22%
có modun 3,4-3,5.

, 27và

Tên gọi là thủy tinh lỏng „kép‟ như là thủy tinh lỏng „kiềm‟ , thủy tinh lỏng „đơn‟
như là thủy tinh „trung hòa‟. Bảng 1 giới thiệu thành phần hóa học của thủy tinh lỏng
natri.
Bảng 1. 2 Thành phần hóa học của TTL Natri
Hàm lượng các cấu tử %
CaO

Loại
thủy
tinh
lỏng
Natri
Xơ-đa

32-34,5

0,25

0,2


0,18

11-13,5

57

2,6-3

Sunfat

28-32

0,5

0,35

1,5

10-12

60

2,5-3

XodaSunfat

28-32

0,4


0,3

1

10-12

60

2,56-3

9

Mơ
đun

– Khối
lượng
riêng

1,51,55
1,431,5
1,431,5


Cấu tạo thủy tinh lỏng [2,8,15]
Hiện nay có nhiều quan điểm khác nhau về cấu tạo của thủy tinh lỏng
Ý kiến thứ nhất cho rằng: SiO2 chứa trong dung dịch nước của các silicat kiềm,
một phần là dạng keo, một phần là dạng tinh thể. Tỉ số của 2 dạng này, phụ thuộc vào
nồng độ của các dung dịch và hàm lượng
. Dung dịch natri silicat bao gồm natri

meta silicat và natri disilicat. Các dung dịch natri silicat với mô đun lớn hơn 2, được xem
là những thí dụ điển hình của các chất điện li. Ngồi
và
thủy tinh
lỏng cịn có các tập hợp keo silic, chúng quyết định các tính chất của thủy tinh lỏng có
thành phần đã cho.
Ý kiến thứ hai cho rằng: dung dịch nước của các silicat kiềm (thủy tinh lỏng) có
thể xem là các hệ keo ưu dung sôi. Về sau, nhờ các thành tựu về hóa lý của các dung dịch
polime, cho phép xem các keo ưa dung môi là dung dịch đồng đều thực của các hợp chất
cao phân tử. Tính chất của các dung dịch này được xác định bằng kích thước của cao
phân tử và bằng sự phân nhánh của chúng. Chúng khơng có bề mặt phân chia các pha
giữa chất phân tán và môi trường phân tán về được xem là dung dịch polime vơ cơ. Các
tính chất của dung dịch này phụ thuộc vào độ linh động, mức độ hidrat của các monome
cation kim loại kiềm.
Ý kiến thứ ba cho rằng: bản chất của thủy tinh lỏng có hai mặt. Một mặt, thủy tinh
lỏng là dung dịch của các chất điện li (nông độ phụ thuộc vào tỉ trọng, độ nén, độ dẫn
điện). Mặt khác nó cũng là các dung dịch polime (có tính chất lưu biến). Phân biệt với
các polime khác, thủy tinh lỏng chứa không chỉ các polime phân tử lớn, mà còn chứa các
monome là cation kim loại kiềm và các anion policcilic. Mức độ polime hóa của thủy
tinh lỏng nhỏ hơn polime hữu cơ.
Ý kiến thứ tư cho rằng: natri silicat cũng như muối khác, phân li trong nước.
Trong dung dịch rất loãng, chúng phân li thành cation Na+ và anion monomer [H2SiO4]-.
Trong dung dịch đậm đặc hơn, các anion đó bị ngưng tụ kèm theo sự tách nước, hình
thành các polime với mức độ trùng hợp khác nhau.
Ta thấy cân bằng này phụ thuộc vào nồng độ và pH của dung dịch. Do ảnh hưởng
của dung môi (nước), cấu trúc polime bị phá vỡ (thủy phân)
1.3.2. Hợp phần khơ
1.3.2.1. Các chất độn và tính chất của chúng
Chất độn là những khống chất khơng tan, thường có màu trắng. Người ta đua
chúng vào sơn để tiết kiệm chất màu và nâng cao tính chất cơ lý của nàng sơn như độ bền

axit, độ bền nhiệt …

10


Đá phấn (CaCO3): Là chất độn chủ yếu của hầu hết các thành phần sơn silicat .
Đặc biệt, sơn trang trí bên trong phịng có đến 99% đá phấn trong hợp phần khô.
Đá phấn không chỉ là chất độn, mà cịn là chất màu, vì nó có màu trắng, làm nhạt
màu các màu khác. Vai trò chủ yếu của đá phấn là làm đồng nhất thành phần sơn và ngăn
cản sự phân lớp của sơn, do tính chất hấp phụ cao của nó. Đá phấn cịn cho màng sơn
silicat có cấu trúc xốp. Các hạt đá phấn có thể hấp phụ các cấu tử khác, làm mất tính
đồng đều, phẳng của màng. Vì thế, việc sử dụng đá phấn trong sơn với hàm lượng như
thế nào cần được nghiên cứu rõ.
Nhiều cơng trình nghiên cứu đã chỉ ra rằng: trong thành phần sơn silicat có từ 1050% đá phấn, thì chất lượng của màng sơn trên bề mặt chính diện của tồ nhà được cải
thiện, ít nứt, độ bền khí quyển tăng. Bởi vì một phần đá phấn tương tác với các silicat của
kim loại kiềm, tạo thành canxi silicat bền cơ học và bền nước.
Khi đá phấn trong hợp phần khơ lớn hơn 50%, thì tính đàn hồi của màng kém, bị
biến dạng (các vết nứt xuất hiện). Vì lẽ, với lượng lớn đá phấn, địi hỏi cần có nhiều
nước. Lượng nước dư, một phần bị hút vào bề mặt, một phần bị bay hơi. Đá phấn nhiều,
trộn với thủy tinh lỏng có modun cao, thì phần lớn cịn ở trạng thái tự do. Do đó màng
sơn dễ dàng bị bong phấn.
Đá phấn tương tác với thủy tinh lỏng modun thấp mạnh hơn thủy tinh lỏng modun
cao, độ dẫn điện của hỗn hợp đá phấn và thủy tinh lỏng, lớn hơn của riêng thủy tinh lỏng,
chứng tỏ có tương tác hóa học của đá phấn với các silicat kiềm [4].
Cát và bột thạch anh nghiền mịn: Được sử dụng chủ yếu làm chất độn cho sơn
silicat, mặc dù ở dạng phân tán mịn, bột thạch anh phản ứng một phần với thủy tinh lỏng.
Cát được sư dụng làm chất độn, có thể có đá vơi, fenphat hoặc các khống khác
bền cơ học và bền kiềm, nhưng không chứa đất sét và mùn, vì đất sét và mùn ảnh hưởng
xấu đến chất lượng của sơn silicat.
Người ta đã nêu ra yêu cầu về độ tinh khiết và hàm lượng thạch anh của, cát để

điều chế sơn silicat bền hóa học (bền axit). Bởi vì thời hạn phục vụ của sơn phụ thuộc
chủ yếu vào độ bền hóa học của các khống chứa trong cát.
Sơn silicat chứa 10% cát, thì khơ chậm, tạo được gen đồng đều, làm cho màng sơn
đồng nhất về cấu trúc, bền khí quyển và thọ lâu.
Để thấm ướt cát mịn cần phải có nhiều nước. Khi sơn đóng rắn, nước này sẽ bay
hơi chậm. Điều đó là nguyên nhân làm cho sơn khô chậm [6,16].
Bột tal: Mg3[Si4O10](OH)2 là chất độn nhất thiết phải có trong hợp phần khơ của
sơn silicat. Nhờ có tính hấp thụ cao, bột tan có thể tạo thành màng đồng đều và bền. Hợp
11


phần khô chứa bột tal cần nhiều thủy tinh lỏng hơn hợp phần khơ khơng chưa nó. Thủy
tinh lỏng và bột tal, xảy ra tương tác hóa học chậm.
Khi hợp phần khô chứa 10% bột tan trộn với thủy tinh lỏng modun 2,3 thì độ nhớt
của hỗn hợp ban đầu tăng lên 20%, còn với thủy tinh lỏng modun lớn hơn 2,4 thì độ nhớt
của nó tăng lên nhiều lần. Trong sơn diệt khuẩn, bột tan là chất độn chủ yếu, nó chiếm tới
50% khối lượng của hợp phần khơ. Bột tan có trong sơn dầu, làm tăng độ bền của nước,
độ bền khí quyển, độ bền cơ học và tính bám dính của nó [11].
1.3.2.2. Các chất màu và tính chất của chúng
Chất màu là những khống chất và chất hữu cơ có màu, khơng tan hoặc rất ít tan
trong nước, dung mơi hữu cơ. Các chất màu có thể khai thác từ thiên nhiên hoặc điều chế
nhân tạo với các mầu sắc riêng và các tính chất xác định.
Chất màu có những tính chất sau: độ bao phủ, khả năng nhuộm màu, độ nghiền
mịn, bền ánh sáng, bền nhiệt, bền hóa học và bền khí quyển.
Trong sơn silicat, người ta dùng chất màu vơ cơ và khống bền ánh sáng, bền
kiềm. Để sơn phủ mặt chính diện của tồn nhà, người ta sử dụng khống chất rẻ tiền, có
sẵn, như son, sắt minium, crom oxit… cịn trang trí và hội họa người ta sử dụng các chất
hữu cơ bền ánh sáng và bền kiềm. Để mở rộng gam màu, người ta thường có thể sử dụng
đá phấn làm nhạt màu, bột cacbon làm sẫm màu.
Các chất màu trắng gồm gốc kẽm trắng ZnO, titan trắng TiO2. Hồng trắng chứa

99-99,5% ZnO, không độc, bền ánh sáng, bền với H2O và SO3. Kẽm trắng phân tán tốt
trong thủy tinh lỏng và phân bố đồng đều trên bề mặt sơn, tạo thành màng sơn đồng nhất
về chiều dày. Kẽm trắng còn phân tán tốt các chất màu khác. Kẽm trắng tương tác hóa
học với thủy tinh lỏng, tạo thành kẽm silicat khơng tan trong nước, do đó màng sơn
nhanh khơ. Màng sơn chứa kẽm trắng chỉ sau 2-3 giờ, trở thành khơng tan và bền khí
quyển.
Titan trắng (TiO2) có ảnh hưởng xấu đến độ bền ánh sáng của các chất màu khác
trong hợp phần khơ, nên ít được sử dụng để sản xuất sơn silicat [14].
Các chất màu ghi: gồm có chất màu mangan ghi. Chất màu ghi thiên nhiên chứa
6-10% mangan oxit, có màu sắc nhạt hơn nâu.. Mangan ghi là quặng mangan chứa nhiều
CaCO3, có màu sắc từ ghi nhạt đến ghi sẫm và đen, phụ thuộc nhiều vào hàm lượng
mangan oxit. Mangan hung với độ phủ 14-30g/ , bền ánh sáng, kiềm và khí quyển.
Trong đề tài này, sử dụng MnO2 kích thước từ 30-50 nm để làm chất màu và thử khả
năng chịu nhiệt cao của sơn khi có chất tạo màu này.
Các chất màu xám: gồm có bột nhơm và kẽm. Bột nhơm bị hịa tan trong kiềm,
những có thể sử dụng một lượng nhỏ trong sơn silicat để sơn phủ lên bề mặt kim loại, cho
12


màu sáng long lánh. Sơn silicat chứa bụi kẽm có màu xám, dùng để sơn lên bề mặt kim
loại.
Các chất màu đen gồm muội cacbon. Muội cacbon với thành phần hóa học sau
đây: 88,5-99,88% cacbon; 10,53-0,01% oxi, cịn lại là hidro. Nhờ đó mà muội cacbon
bền với axit, kiềm, ánh sáng và nhiệt. Sơn silicat chứa muội cacbon, có độ phủ cao, màu
rõ.
Các chất màu vàng gồm có đất vàng, kẽm màu vàng, son vàng. Son gồm sắt oxit
hidrat và đất sét. Sơn silicat chứa son tinh khiết, đẹp, bền kiềm, ánh sáng, khí quyển và
giá thành của nó hạ. Đất vàng là chất màu thiên nhiên, với màu sắc vàng hung, gồm sắt
và nhơm silicat, với thành phần hóa học của chúng giống như son. Đất vàng làm cho sơn
silicat có độp phủ, bền anh sáng, khí quyển tăng lên. Kẽm màu vàng gồm kẽm Cromat và

anhidric Cromic. Có thể thểm BaSO4 vào sơn để hạ giá thành. Sơn silicat chứa kẽm màu
vàng thường bền khí quyển và các mơi trường xâm thực.
Các chất màu đỏ: gồm có phổ đỏ, son sắt đỏ, đất đỏ. Phổ đỏ là sản phẩm mang
nung của quặng đầm lầy, với hàn lượng sắt rất cao. Màu sắc của phổ đỏ từ đỏ tươi đến đỏ
hung sẫm, phụ thuộc vào hàm lượng săt oxit (20 – 70%). Phổ đỏ boxit chứa nhiều nhôm.
Phổ đỏ làm cho sơn silicat có độ bền ánh sáng, khí quyển. Sắt minium chứa từ 75 đến 95
% sắt oxit, một ít đất sét và thạch anh, có màu từ đỏ sẫm đến vàng nhạt, bền ánh sáng,
kiềm, khí quyển và axit. Độ phủ của nó từ 20g/ . Crom đỏ giá thành cao, nên ít dung
trong các loại sơn silicat thông thường.
Các chất màu xanh nƣớc biển gồm: untramarin coban xanh, manggan xanh da
trời.
Các chất màu xanh lục gồm crom oxit và chất màu xanh lục tươi. Crom oxit
(Cr2O3) là chất màu nhân tạo, bền ánh sáng, khí quyển, thọ lâu, bền axit và kiềm. Crom
oxit tương tác với thủy tinh lỏng, tọa thành crom silicat, do đó có màng sơn silicat của nó,
bền hóa học, khí quyển và tuổi thọ lâu.

1.4. Phƣơng pháp tổng trở điện hóa (EIS)
EIS là phương pháp đo điện trở kháng được sử dụng phổ biến, rộng rãi hiện nay.
Ban đầu áp dụng cho đo điện trở kháng trên 2 lớp điện dung, nhưng ngày nay áp dụng để
nghiên cứu các điện cực và các bề mặt phức tạp.Tổng trở Z là một đại lượng phụ thuộc
vào tần số của tín hiệu xoay chiều, nó có thể được biểu diễn qua hai thành phần: thành
phần thực và thành phần ảo. Hệ đo tổng trở điện hóa gồm 3 điện cực, điện cực làm việc(
dùng để xác định điện trở mẫu cần xác định), điện cực so sánh và điện cực đối chứng.

13