[Tài liệu] Hóa chất tạo màu Hữu Cơ trong sơn và chống thấm màu

MỤC LỤC:

Định nghĩa Hóa chất tạo màu hữu cơ ( ORGANIC PIGMENTS )

Chất màu hữu cơ là các bột màu gốc mạch Carbon thẳng và Carbon vòng, tuy nhiên cũng có thể gồm các nguyên tố kim loại vô cơ trong cấu trúc hóa học nhằm làm bền các thành phần hữu cơ có trong bột màu

So sánh với bột màu vô cơ thì bột màu hữu cơ có những tính chất vượt trội hơn về màu sắc và cường độ màu, vì vậy chất màu hữu cơ được ứng dụng trong ngành sơn và mực in

Phân loại bột màu hữu cơ

Bột màu hữu cơ cho ngành sơn gồm 3 loại chính là: 

- Bột màu hữu cơ cổ điển

- Bột màu hữu cơ chất lượng cao 

- Các loại phẩm màu 

1.Các loại bột màu mono Azo trung tính: 

Bao gồm hai màu vàng và cam/đỏ

a. Arylamide – vàng: (C.I.Pigment Yellow: 1,3,73,74,97 và 111) Thường dùng cho các loại sơn công nghiệp Hạn chế dùng cho sơn trang trí (gốc nước và dung môi yếu) và một số loại mực in. 

b. Đỏ Beta Naphthol: (C.I.Pigment Red 3,4 – Orange 5) Hạn chế dùng cho sơn trang trí và một số loại mực in ở dạng màu pha loãng. c. Đỏ Naphthol AS: (C.I.Pigment Red: 2,5,12,23,112) Được sử dụng rộng rãi trong sơn trang trí và sơn công nghiệp, mực in kể cả mực in gốc nước (do bền kiềm) 

2. Các loại bột màu Dis Azo trung tính 

Khắc phục được các nhược điểm của các loại bột màu mono Azo nói trên (vì mặt bền nhiệt và dung môi). Bao gồm các màu sau: 

a. Vàng Diarylide: (C.I.Pigment Yellow: 12,13,14,17,55,83) Có tính bền dung môi, bền nhiệt và cường độ màu mạnh, độ bền ánh sáng rất khác nhau từ kém (y 12) đến tốt (y 83). Được dùng cho sơn công nghiệp và mực in (Trong mực in thường dùng kết hợp với các bột vàng Y106, 127,174,176,188). 

b. Cam/Đỏ Pyrazolone: (C.I.Pigment Orange 13,34 Pigment Red 38) Có các tính chất ứng dụng giống như bột màu vàng Diarylide đặc biệt bột màu cam 0.13,34 dùng rất phổ biến cho mực in. 

3. Các bột màu Azo muối kim loại 

Gồm 3 nhóm bột màu là: 

a. Vàng Azo Arylamide: (C.I.Pigment Yellow 61,62) Ion kim loại (thường là kali) gắn vào nhóm axit sulfomic từ gốc mono Azo, có các tính chất sử dụng kém hơn màu vàng Diarylide, thường dùng nhiều trong công nghệ chất dẻo. 

b. Đỏ Beta Naphthol: (C.I.Pigment Red 49,53) Tính chất kém bền ánh sáng, bền khác nhau đối với hóa chất bền dung môi và ít loang màu, cường độ màu mạnh. Được sử dụng nhiều nhất trong nhóm bột màu đỏ gốc Azo hai loại phổ biến nhất là 4B Toner và 2B Toner (57:1 và 48) 

4. Bột màu hữu cơ cổ điển gốc Phthalocyanine

Là nhóm bột màu hữu cơ cổ điển thứ hai sau bột màu Azo thường phổ biến là hợp chất Phthalocyanine đồng và các dẫn xuất 

A. Màu dương Phthalocyanine: (C.I.Pigment Blue 15,16) 

a.1. Xuất hiện ở thị trường năm 1935 và sau đó phát triển mạnh và trở thành loại bột màu thông dụng và được ưa chuộng vì có giá rẻ và chất lượng tốt. 

a.2. Bột màu dương Phthalocyanine có nhiều dạng tinh thể khác nhau của hợp chất Copper (đồng) Phthalocyanine 

● Dạng Alpha có màu ánh đỏ 

● Dạng Beta có màu ánh lá cây 

● Dạng Epsilon ánh đỏ hơn dạng Alpha 

● Dạng Beta không chứa kim loại: ánh lá cây hơn Beta Hoặc cụ thể hơn: 

P.B1. 15 – Alpha : Không ổn định 

P.B1 15.1 – Alpha : Bền 

P.B1 15.2 – Alpha : Bền, không kết tụ màu 

P.B1 15.3 – Beta : Bình thường 116 

P.B1 15.4 – Beta : Không kết tụ màu 

P.B1 15.6 – Epsilon : Bình thường 

P.B1 16 – Beta : Không chứa gốc kim loại 

a.3. Tính chất của bột dương Phthalocyanine: 

Cường độ màu mạnh, rất bền với hóa chất, dung môi, ánh sáng, tia tử ngoại, thời tiết, nhiệt độ. Được sử dụng rộng rãi trong ngành sơn, mực in. Đặc biệt bột dương Phthalocyanine P.B1 16 có độ bền ánh sáng cao hơn các màu nhạt cho ngành sơn ô tô. 

B. Màu xanh lá cây Phthalocyanine: (C.I. Pigment Green) 

Là hợp chất Polychlorobromo Phthalocyanine dạng Halogenated copper (đồng) Phthalocyanine, có một số màu xanh lá cây khác nhau tùy theo mức độ Clo hóa và Brôm hóa đó là : 

- Xanh lá cây ánh dương của dạng Clo hóa (G.7) 

- Xanh lá cây ánh vàng của dạng Clo hóa và Brôm hóa (G.36) 

5. Bột màu hữu cơ cổ điển: Phẩm màu phức hợp dạng Basic 

Là loại bột màu hữu cơ cổ điển nhóm thứ ba được biết đến như là các loại phẩm màu phức hợp có tính basic, được chế tạo từ các phẩm màu basic tạo phức với các axit phức hợp hoặc các axit vô cơ. 

Do tính chất kém bền (về mọi lĩnh vực) nên nhóm bột màu này chỉ được sử dụng trong ngành mực in. 

Có thể đưa ra một số loại tiêu biểu đó là: 

- C.I. Pigment: Red 8, Violet 1,2,3,39, Blue 1, Green 1 

- C.I.Pigment Red 169, Violet 27, Blue 62, Green 45 

- Akali/ Reflex Blue 

- C.I.Pigment Blue 19,56,61 

Các loại bột màu hữu cơ chất lượng cao 

Các loại bột màu hữu cơ chất lượng cao gồm các nhóm họ bột màu khác nhau và đều có tính chất hoàn hảo giống như bột màu cổ điển Phthalocyanine (dương và lá cây) nói trên. Cụ thể là: 

1. Các bột màu phức Naphthol màu đỏ: 

C.I.Pigment Red 170,187 giống như cấu tạo các bột màu cổ điển Naphthol AS nhưng có phân tử mở rộng hơn với chất lượng vượt trội hơn. 

2. Các bột màu Benzimidazolone: 

Gồm các màu: vàng – Yellow 151,154; Cam – Orange 36; Đỏ - Red 176,185,208; Nâu – Brown 25. 

Cấu tạo phân tử dị vòng gắn vào phân tử bột màu gốc Azo gọi tên là Benzimidazolone. 

Các bột màu Benzimidazolone có các tính chất hoàn hảo và được ứng dụng trong sơn chất lượng cao. 

3. Các bột màu Azo ngưng tụ: (Azocondensation)

Gồm các màu vàng: Yellow 93,95,128 – màu đỏ: Red 144,166 cấu tạo phân tử đơn giản cho hai hợp chất Azo đơn giản cùng phản ứng ngưng tụ với Diamine. Bột màu Azo ngưng tụ có chất lượng rất cao được sử dụng trong sơn phủ công nghiệp, mực in đặc biệt và kỹ nghệ chất dẻo. 

4 Các bột màu Antraquinone và Perinone: 

(i) Gồm các màu phổ biến gốc Antraquinone là: 

• Vàng: C.I. Pigment Yellow 108: gốc Antrapyrimidine Yellow 

• Cam: C.I. Pigment Orange 51: gốc Pyranthrone Orange 

• Đỏ : C.I. Pigment Red 168: gốc Dibromanthranthrone Red C.I. Pigment Red 177: gốc Dianthraquinol Red 

• Dương : C.I. Pigment Blue 60: gốc Indanthrone Bue

 Các bột màu này rất bền với hóa chất và dung môi, thời tiết có cường độ màu cao, đắt tiền. 

(ii) Nhóm bột màu gốc Perinone chỉ có màu cam C.I. Pigment Orange 43 cho màu cam thuần túy, rất sáng màu. 

5. Các bột màu quinacridone 

Là một trong các nhóm bột màu chất lượng cao quan trọng nhất, được phát triển từ cuối những năm 1950. Có ba dạng quinacridone là Alpha, Gamma và Beta gồm có các màu: 

• Đỏ tím: C.I.Pigment Violet 19 trong đó có dạng Beta cho màu tím và Gamma cho màu đỏ

• Đỏ: C.I.Pigment Red 122, 202, 206 có màu tươi

• Cam: C.I.Pigment Orange 48,49

6. Các bột màu Isoindolinone và Isoindoline 

Là sự kết hợp một nhóm AZO – METHINE (C=N) vào một phần tử có cấu tạo dị vòng (Heterocylic) được phát triển vào giữa những năm 1950 

Gồm có các màu phổ biến là : Vàng – Yellow 109,110, 139 

Trong đó có màu vàng – yellow 110 có tính chất cao nhất về độ bền, được dùng rộng rãi trong sơn chất lượng cao, mực in và kỹ nghệ chất dẻo. 

7. Các bột màu Dioxazine 

Gồm hai màu tím là : C.I.Pigment Violet 23 và 37 là nhóm bột màu hữu cơ chất lượng cao cho màu tím thuần túy đồng nhất, có độ bền tuyệt hảo. Thường được dùng để làm ánh đỏ cho bột dương Phthalocyanine. 

8. Các bột màu phức kim loại: (Metal complex) 

Có dạng phức bền gốc hữu cơ có gắn các kim loại Nikel, đồng, cobalt làm chất lương màu cao hơn. 

Thường được dùng trong sơn ô tô có màu ánh kim. 

Tiêu biểu là bột vàng ánh kim : C.I.Pigment yellow 129 là hợp chất phức đồng Methine Azo. 118

9. Các bột màu Perylene: 

Gồm các màu thông dụng là: màu đỏ 

• C.I.Pigment Red 123,149: dùng trong ngành chất dẻo 

• C.I.Pigment Red 178, 179 : dùng trong ngành sơn 

• C.I.Pigment Red 224 : sơn phủ ánh kim loại Đặc biệt có độ bền và đắt tiền 

10. Các bột màu Thioindigo 

Tiêu biểu là màu đỏ C.I.Pigment Red 88 Thường kết hợp với bột màu vô cơ (cam, molybdat, đỏ oxit sắt) cho ngành sơn chất dẻo chất lượng cao. 

11. Các bột màu Diketo Pyrrol Pyrrol (DPP) 

Mới được phát tiển 1986 và nhiều hứa hẹn tăng trưởng mạnh do các tính chất quý báu về bền thời tiết và bền nhiệt, cường độ màu và độ thuần khiết của màu.

Các loại phẩm màu (Dyestuff) 

(i) Một số phẩm màu được dùng trong sản xuất sơn, nhằm tạo ra các lớp che phủ hoặc in có màu sắc tươi sáng và ấn tượng cho các lá kim loại, màng cho sơn công nghiệp, đồ gỗ... 

(ii) Các loại sản phẩm màu dùng cho mục đích này đều tam trong dung môi, gồm các loại cụ thể như sau : 

1. Phẩm màu Basic

 Là loại phẩm màu cationnic dễ hòa tan trong dung môi phân cực như : rượu, glycol và nước. Được dùng nhiều trong mực in với chất nhuộm màu là axit tannic, có tính kém bền ánh sáng vì vậy cần lựa chọn sử dụng. 

2. Phẩm màu tan trong dầu (Fat – soluble) 

Là loại phẩm màu non - ionic gốc Antraquinone và Azo không chứa kim loại dễ hòa tan trong dung môi ít phân cực như hydro – carbon thơm và mạch thẳng, chủ yếu dùng cho nhuộm màu gỗ và kỹ nghệ chất dẻo. 

3. Phẩm màu phức – kim loại (Metal – Comple) 

Là loại phẩm màu anionic gốc Azo phức kim loại Crôm và coban – gốc cation là Natri hoặc ion Amonium có nhóm thế Phthalocyanine có nhóm thế hòa tan cũng thuộc nhóm phẩm màu này. Các loại phẩm màu này dễ tan trong rượu, glycolether, ester và ketone, không tan trong dầu và dung môi hydrocarbon. 

Độ bền ánh sáng không cao nhưng các tính chất độ bền khác đạt yêu cầu. Chúng được sử dụng rộng rãi trong sơn gỗ (nhuộm màu), lacquer có màu sáng, mực in lá nhôm. 

4 Bột màu và phẩm màu có tính Huỳnh quang (Fluorescent)

 Là loại bột màu có khả năng lên màu dưới tác dụng tia tử ngoại, được dùng chủ yếu cho mực in gốc dung môi và chất dẻo. 

(iii) Các bột màu hữu cơ được dùng cho sơn trang trí là: 

- Thường có xu hướng dùng màu vàng sang, dương, đỏ sang, cam, lá cây và tím, pha màu theo thang màu chuẩn AS2700, BS4800 và RAL. 

- Màu vàng hữu cơ và màu đỏ hữu cơ được sử dụng thay cho các bột màu vàng, đỏ vô cơ vì lý do các màu vô cơ này có tính độc hại môi trường, do yếu tố giá tiền nên thường chọn dùng bột màu hữu cơ cổ điển gốc Azo cho các loại sơn trang trí thông dụng, bột màu hữu cơ màu vàng và đỏ chất lượng cao được chọn dùng pha các màu sang sử dụng ngoài trời

Cụ thể như sau: 

Vàng: C.I.Pigment Yellow 3 – 74 > yellow 1 

Đỏ: C.I.Pigment Red 3, 4: cho màu đậm 

Red 9, 12: cho màu đậm, trung bình 

Red 112: cho màu nhạt 131 

Cam: C.I.Pigment Orange 5: cho màu đậm, màu nhạt 

Tím: C.I.Pigment Violet 23: cho các tông màu 

Dương: C.I.Pigment Blue 15.3: cho các tông màu 

Lá cây: C.I.Pigment Green 7: cho các tông màu