Chất độn( chất khoáng) trong sơn- chống thấm màu

MỤC LỤC:

Chất độn- bột độn- chất khoáng trong sơn-chống thấm là gì?

Bột độn được xem là các loại vật liệu làm tăng cường hiệu quả của các loại bột màu đắt tiền nhằm giảm giá thành của sơn, chống thấm không những không ảnh hưởng đến chất lượng mà còn tạo cho sơn, chống thấm có thêm những tính chất ưu việt khác

Công dụng của chất độn trong sơn và chống thấm

Có nhiều loại bột độn khác nhau,  lựa chọn loại và số lượng bột độn dùng trong sơn có ảnh hưởng đến hàng loạt các yếu tố chất lượng của sơn như: 

• Độ đặc (tính lưu biến) 

• Tính dàn trải và láng mặt 

• Độ đóng lắng của bột màu khi lưu kho

• Cường độ của màng sơn 

• Tính thấm nước của màng sơn 

• Độ che phủ của màng sơn 

• Độ bong của màng sơn 

Đặc điểm của bột độn

Bột độn ở dạng bột khô có màu trắng là phổ biến, do có độ khúc xạ - 1.4 – 1.7 thấp hơn bột màu trắng TiO2 (độ khúc xạ =2.7) và gần giống chất tạo màng có độ khúc xạ = 1.6 

Vì vậy, bột độn thường ở dạng trong suốt và không có màu khi được thấm ướt bởi chất tạo màng sơn. 

Bột độn thường có nguồn gốc từ thiên nhiên hoặc nhân tạo. 

Các loại bột độn chính được dùng trong sơn & chống thấm là: 

- Cali cacbon ate thiên nhiên – C.I.Pigment white 18 và nhân tạo (dạng kết tủa) 

- Aluminium Silicate gồm 

• C.I.Pigment white 19

• Đất sét trung quốc – China Clay 

• Đất sét Calci – Calcined Caly 

- Magne sium Silicate (Bột TALC)- C.I.Pigment white 26 

- BaSO4 thiên nhiên – Barytes - C.I.Pigment 22 

BaSO4 nhân tạo – Blancfixe 

- Silica – C.I.Pigment 27 

- Bột độn khác 

CaCO3 còn có tên gọi là: Bột phấn (Chalk), bột màu trắng 

Bột Paris white (tỉ trọng: 2.7 đỗ hút dài:14 - 29 độ cứng mohr :3) 

CaCO3 từ thiên nhiên hoặc nhân tạo đến được sử dụng làm bột độn trong sơn, có kích thước hạt 1μm - 50μm, được sử dụng rộng rãi trong sơn gốc dung môi và gốc nước độ hút dầu tương đối thấp. 

Một số loại CaCO3, được dùng chống lắng cho sơn lỏng và chống chảy (antisagging) cho màng sơn khi thi công 

Aluminium Silicate

Còn có tên gọi: ChinaClay, kaolin Calicined Clay – công thức hóa học Al2O3.2SiO2.2H2O (Hydrate aluminium silicat) [tỉ trọng 2,58 – độ hút dầu 30 – 60 - Độ cứng Mohr =2]

China Clay có tính trơ. Thu được từ nguồn gốc thiên nhiên có dạng phiến mỏng kích thước 0.5 - 50μm, sau khi tinh chế từ nước áp lực cao, nghiền mịn và phân loại thành các loại bột độn có tác dụng chống lắng, làm mờ làm đặc cho nước sơn, sơn mờ trang trí.

Calcined clay có kích thước 0.2 – 0.9 μm được dùng kết hợp với TiO2, thay thế một phần TiO2 vẫn bảo đảm độ che phủ của màng sơn. 

Magnesium Silicate 

Còn có tên gọi Talc, Asbestine công thức hóa học: 3MgO.4SiO2.H2O (hydrate) [tỉ trọng :2.7 – độ hút dầu :25- 60 độ cứng mohr] 

Có nguồn gốc từ thiên nhiên có chứa Mg và Si vơi các tỉ lệ khác nhau và các tạp chất khác nhau như Ca và Al. 

Trong quá trình khai thác và tinh chế qua nghiền, tách ra dạng phiến mỏng và sợi (Asbestine) dùng làm bột độn cho sơn. 

- Dạng bột độn phiến mỏng có tác dung cải thiện tính chất của sơn về:

 ● Sự đóng lắng bột màu 

● Tính lưu biến 

● Bền nước và hơi ấm 

● Độ chặt chẽ của màng 

● Dễ chà nhám màng sơn khô 

- Bột Talc được dùng trong sơn trang trí gốc dung môi, gốc nước, dùng cho sơn lót và sơn đệm trong sơn công nghiệp. 

BaSO4 

Từ thiên nhiên có tên gọi là Baryte. Từ nhân tạo có tên gọi là Blancfixe [Tỉ trọng :4,5; độ hút dầu: 7- 16; kích thước hạt: 1- 15μm; Độ cứng Mohr:3) 

- Baryte được sử dụng nhiều hơn Blancfixe trong ngành sơn làm bột độn vì lí do rẻ hơn nhiều. 

- Có các tinh chất trơ với hóa chất , bền nhiệt, ít tan trong nước, có tác dụng làm tăng độ bền của màng sơn. 

- Loại Baryte siêu mịn được dùng trong sơn hàm lượng rắn cao (hight – build) bền hóa chất, bảo đảm độ bong của màng sơn không cần dùng nhiều bột màu đắt tiền. 

- Loại Blancfixe có cỡ hạt 0.5 – 14 μm được dùng làm bột độn trong sơn có tính chất giống như Baryte siêu mịn nhưng đắt tiền hơn.

 - Loại Blancfixe – nano có kích thước hạt 0.4 -0.7 μm rất đắt tiền, được sử dụng làm bột độn đặc biệt để tăng cường độ màu cho màng sơn đồng thời cải thiện một số tính chất quý giá khác của màng sơn về độ bong, độ bền màu, độ bền cơ lý,v.v 

Bột độn Silica (C.I.Pigment white 27, công nghệ chung: SiO2)

 Gồm có hai loại Silica thiên nhiên và Silica nhân tạo. Silica thiên nhiên gồm 3 loại: Silica kết tinh, Silica đá khuê tảo và Silica vô định hình. 

Silica nhân tạo hay còn gọi là Fmed – Silica có cỡ hạt siêu mịn có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong ngành sơn và mực in. 

1. Silica kết tinh CRYSTALINE SILICA (Tỉ trọng:2,56; độ hút dầu: 15- 35; kích cỡ hạt: 1-30 μm; độ cứng Mohr:7) 

Được chế tạo từ cát thạch anh, cát tinh thể hoặc thạch anh. Là loại bột độn có độ cứng lớn nhất được sử dụng nhiều trong lĩnh vực sơn công nghiệp, sơn gỗ, sơn sàn tàu, sơn giao thông và sơn chịu hóa chất, hoặc dùng trong sơn đệm tăng độ bám cho lớp sơn phủ.

2. Silica Diatomaceous (Đá khuê tảo) 

Là loại Silica hydrate. Tỉ trọng 2,3; độ hút dầu 60 - 130; kích thước hạt 1- 50 μm. 

Còn có tên gọi khác là Diatomit, Kieselguhr, Fossi Silica và đất infusorial. 

Có các tính chất: hút dầu mạnh, tỉ trọng thấp,trơ với hóa chất và chịu mài mòn vừa phải. Được sử dụng làm mờ cho sơn nước, làm chất thấm nước cho màng sơn theo yêu cầu, hoặc làm cho màng sơn dễ chà nhám. 

3. Silica vô định hình –TRIPOLI 

Tỉ trọng: 2,56 ; độ hút dầu:30 – 100; cỡ hạt 1 – 70 μm 

Được sử dụng trong thành phần các chất chà nhám, chà bong v.v…cũng được dùng trong sơn gỗ và sơn giao thông. 

4. Silica nhân tạo – FUMED Silica 

Tỉ trọng: 2,1 – 2,2; độ hút dầu: 100 – 350; cỡ hạt cơ bản: 0,004 – 0,002 μm, cỡ hạt tổng hợp:3 – 20 μm; diện tích bề mặt riêng : (Special Surface Area) = 200m2 /g. 

Dạng Fumed Silica thương phẩm là dạng bột vô định màu trắng siêu mịn, có độ hút dầu lớn.

 Được sử dụng trong sơn với các tính năng khác nhau là: 

- Chất làm đặc, lưu biến và chống lắng – dùng loại Fumed Silica dạng hạt hình cầu cỡ 5 – 30 μm; tỉ trọng: 2- 3,5 ; chỉ số khúc xạ: 1,45. 

- Chất làm mờ (đặc biệt dùng cho dầu bóng) 

- Chất lọc độ ẩm cho sơn nhũ bạc. 

Tham khảo tỉ lệ ( %) Silica Fumed trong một số loại sơn: 

- Sơn Polyester không no: 0,5 – 2% Silica Fumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 200m2 /g cho sơn và 0,2 – 2,5 %Silica Fumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 400m2 /g cho dầu bóng. 

- Sơn Alkyd: 0,5 -4,5 % Silica Fumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 200m2 /g , 300m2 /g, 400m2 /g làm chất làm đặc, chất lưu biến, và chất chống lắng. 

- Sơn Epoxy: 1 – 4,5 % Silica Fumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 200 – 300m2 /g đóng vai trò: làm đặc, lưu biến, chống lắng – cho vào thành phần A không có chất đóng rắn. 

- Sơn Acrylic: 0,3 – 2% Silica Fumed háo nước có tích bề mặt riêng 200 – 300m2/g tùy theo yêu cầu làm đặc, lưu biến hoặc chống lắng. 

- Sơn giàu kẽm (Zinc – Rich paints): 0,5% Silica Fumed háo nước có tích bề mặt riêng 120 -170 m2/g nhằm lọc hơi ẩm cho màng sơn dùng kim loại Zn. 

- Shop primer ( Sơn lót chống rĩ trước cho kim loại sản xuất tại nhà máy – hoặc chống xĩ tạm thời cho kim loại sau khi xử lí bề mặt chờ sơn chính thức), đi từ gốc nhựa Polyvinyl Acetate, Epoxy hoặc EthylSilicate, dùng 0.5% Silica Fumed háo nước, có diện tích bề mặt riêng 170 m2 /g (hòa tan thành paste trong dung môi hữu cơ). 

- Sơn high – Solid ( Hàm lượng rắn cao): 0,2 – 1% Silica Fumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 170m2/g có tác dụng làm đặc, lưu biến và chống lắng. 

- Sơn bột (Power Coating): 0,2 – 0,5% Silica Fumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 140 – 170m2/g. 

- Sơn công nghiệp gốc nước: (Water Reducible Coatings): 0,2 – 1% Silica Rumed háo nước có diện tích bề mặt riêng 120 – 170m2 /g cho vào giai đoạn phân tán cùng với nhựa và bột màu. 

Các loại bột độn khác: 

1. MICA:

Là hợp chất hóa học Hydrous Aluminium Potassium Silicate. Tỉ trọng: 2,82; độ hút dầu: 50 -80; cỡ hạt: 7 – 22 μm; độ cứng Mohr: 2,5 – 3; dạng phiến mỏng. Mica có tính trơ về hóa học, tính cách điện rất cao, có hệ số giãn nở nhiệt thấp, sử dụng trong sơn làm màng sơn và có tính chất: chịu chùi rửa cao, bám tốt giảm độ dòn gẫy và phấn hóa, chống ăn mòn. Mica thường được dùng trong sơn nước và xây dựng ngoài trời, sơn đồ gỗ, sơn màu kim loại chịu hóa chất hoặc cũng được dùng cho sơn nhôm và tạo hiệu ứng bột màu xà cừ khi phối hợp với oxit kim loại hoặc với cacbon Black. 

2. WOLLAS TONITE 

Là hợp chất hóa học calcium metasilicate, từ thiên nhiên Tỉ trọng: 2,9; độ hút dầu: 25 – 30; cỡ hạt: 1- 30μm; độ cứng Mohr: 4-5. Có tính kiềm yếu được dùng như chất ổn định pH cho hệ sơn gốc nước, ứng dụng làm bột độn cho sơn nước Catex có tính chất bền cơ học, ít phấn hóa khi dùng ngoài trời. 

3. NEPHELINE SYENITE 

Là hợp chất hóa học dạng Anhydrous Sodium Potassium Aluminium Silicate. Tỉ trọng: 2,61; độ hút dầu: 22; cỡ hạt trung bình: 12μm; độ cứng Mohr: 5,5 – 6. Là bột độn không có tính độc hại. Trước đây vẫn được dùng sản xuất thủy tinh và đồ gốm, gần đây mới sử dụng làm bột độn cho sơn ngoài trời với tính chất ít phấn hóa chịu chùi rửa. 

4. PERLITE 

Là loại hydrate Aluminium Silicate từ dung nham núi lửa có chứa nhiều nước dùng trong sơn gai (Textured). 

5. VERMICULITE

 Là hỗn hợp hydrate Aluminium Silicate Magesium có tính cách nhiệt rất cao dùng trong sơn chống cháy. 

6. PUMICE 

Có nguồn gốc từ dung nham núi lửa, dùng cho sơn sàn tàu biển chống trượt (non-skid) 

Hướng dẫn tổng quát chọn dùng bột độn cho sơn 

- Sơn nước xây dựng: (latex paints): 

● Loại mờ thông dụng: Calcite, clay, Diatomaceous. 

● Loại mờ trong nhà: calcite, clay. 

● Loại mờ ngoài trời: calcite, silica, mica, clay. 

● Loại bán bóng (Semigloss): calcite. 

- Sơn Alkyd: 

● Loại bán bóng: calcite 

● Loại mờ : calcite, clay, Diatomaceous

- Sơn đệm gốc dung môi: calcite, clay, silica

 - Sơn lót các loại: calcite, clay, Talc, Silica 

- Sơn lót gỗ gốc dung môi: calcite, clay, mica, Silica 

- Sơn lót kim loại khác: talc 

- Dầu bóng mờ và bán bóng : Silica Fumed 

- Sơn phủ gỗ xây dựng: calcite 

- Sơn chịu hóa chất: Baryte, Silica

- Sơn gai trong nhà: PERLITE 

- Sơn gai ngoài trời: Silica and, Mica 

- Sơn chống trượt: Pumice hoặc Carborudum hoặc cát 

- Sơn chống cháy: Vermiculite 

- Sơn công nghiệp chịu ma sát thấp: Talc