và 350 poazơ ở 21°c HY850 cũng bao gồm chất tăng cường Cả hai đều do

Hãng CIBA (A.R.L.) Ltd. sản xuất.

Dưới đây ià bảng so sánh tính chất các loại màng sơn đóng rắn nguội và đóng rắn nóng. Loại chất đóng rắn và chế độ đóng rẳn Tính chất màng sơn Amin nhiệt độ thường hay 110 - 1 40°c Polyamit nhiệt độ thường hay 1 1 0 -140°c Ure, melamin- formaldehyt 165 - 195°c Phenol- formal- dehyt 195-220°c Màu sắc 2 3 2 5 Độ mềm dẻo 2 1 2 1 Độ cứng 2 3 1 1 Độ bền đối với 2 1 1 1 nước Độ bền đối với 2 3 1 1 dung môi Khả nãng chống 1 2 1 1 gỉ Độ bền hóa học 3 4 2 1

Ghi chú: (1)- cỏ kết quả tốt nhất; (5) - kết quả kém nhất.

Qua kết quả ở bảng trên ta thấy rằng nhựa epoxy đóng rắn nóng bằng nhựa phenolformaldehyt dùng chế tạo sơn là tốt nhất.

e. Sơn epoxy từ nhựa epoxy biến tỉnh

Chúng ta có khả năng biến tính nhựa epoxy một cách dễ dàng nên cũng thường dùng nhựa epoxy biến tính để chế tạo sơn.

- Sản phẩm nhựa epoxy este hóa bằng axit béo: về tính chất có phần giống nhựa gliphtal biến tính bằng đầu thực vật nhưng tốt hơn nhiều về độ dính, độ bền cơ học, độ bền đối với nước và đặc biệt là khả năng chịu kiềm.

Sơn từ nhựa epoxy este hóa có khả năng khô ở nhiệt độ thường và cũng có thể sấy khô ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ thường khi cho thêm chất làm khô màng sơn có thể khô trong vòng 2 -8 giờ tùy theo mửc trùng hợp của dầu và quá trình este hóa, nhưng sau 7 - 10 ngày mới thật là khố hoàn toàn. Nếu sấy nóng ở nhiệt độ cao

125 - 150°c có thể khô trong 3 0 - 6 0 phút.

Loại sơn này dính tốt, co giãn, lại có thể khô ở nhiệt độ thường nên thường được sử dụng sơn các loại máy móc hoạt động ngoài trời và cũng dùng để sản xuất mực in.

- Nhựa epoxy biến tính bằng cách trộn hợp với nhựa khác cũng dùng để chế tạo sơn. Như đã giới thiệu ở phần biến tính nhựa epoxy bằng cách trộn hợp chúng ta có nhiều hỗn hợp nhựa dùng để chế tạo sơn tốt như các hỗn hợp epoxy-alkyt, epoxy-ure formaldehyt, epoxy-phenolformaldehyt, epoxy-styrol...

Ngoài ra cũng có thể trộn hợp nhựa epoxy đã este hóa với các loại nhựa tổng hợp kể trên để chế tạo sơn các loại.

/ Sơn epoxy từ hợp chất không no epoxy hóa

Loại hợp chất không no epoxy hóa cũng có khả năng dùng chế tạo sơn. Dung môi cho sản phẩm này là butanol, toluen.

Muốn đóng rắn nguội có thể dùng một ít axit phosphoric, còn khi đóng rắn nóng thì dùng hexanometylendiamin hay amin mạch thẳng khác.

Loại sơn này chống ẩm tốt, có khả năng chống gỉ và bền với tia tử ngoại.

2

Nhựa silic hữu cơ là những hợp chất cao phân tử có chứa các nguyên tử silic, oxy và các gốc hữu cơ (như CH3, C2H5, C6H5. . . ) bao gồm khá nhiều loại như sau:

- hợp chất polysilan: trong mạch chính chỉ có nguyên tử si lie: -Ịỉi - - íịi - - hợp chất poly-cơ-siloxan: trong mạch chính có các nguyên tử oxy xen giữa các nguyên tử silici: - í Ị i -0 - í Ị i -0 - j ỉ i -0 - | i -0 -

- hợp chât polycacbosiian: trong mạch chính là mạch cacbon có một số nguyên tử silic xen vào: - Ịi - ( - Ỹ - )„ - - ( - (Ị -)„ - - ( -(j -)„ -

siloxan - o - Si -O- xen vào: - o - Si - o - ( -C -)n - o - si - o - ( - c - )n -

- hợp chất silic hữu cơ mạch cacbon: các nguyên tử silic chỉ nằm ở mạch nhánh:

hợp chất poly-cơ-siloxan có kim loại: trong mạch chính ngoài oxy và silic có cả nguyên tử kim loại: - ệi - o - Me - o - íj>i -

Trong các loại trên chỉ có loại poly-cơ-siloxan là được dùng phổ biển trong kỹ thuật, trong ngành sơn cũng chỉ mới dùng loại poly-cơ-siloxan.

Cụ thể trong ngành sơn hiện nay dùng phổ biến 3 loại nhựa poỉy-cơ-siỉoxan sau đây:

- poly-etyl-phenylsiloxan (còn gọi là nhựa 0 -9 ) - poly-ety]-phenyl-siloxan (nhựa

3

Để sản xuất sơn si lie hữu cơ người ta dùng các nhựa poỉy-cơ-siloxan phân nhánh có độ bền nhiệt đặc biệt cao trong thời gian dài (từ 200 đến 500 - 700°C).

Người ta điều chế poly-cơ-siỉoxan bằng cách thủy phân alkyỉ hoặc arylclosilan đa tụ với sự có mặt của rượu butylic. Kết quả thủy phân di- và ba chức cloralkyl- và clorarylsilan tạo thành hydroxyalkyl- và hydroxyarylsilan, những chất này khí đa tụ tiếp sẽ tạo thành những polyme phân nhánh. Việc tiến hành phản ứng đa tụ với sự có mặt của rượu butyl ic sẽ cho phép este hóa một phần nhóm hydroxyl bằng rượu này và tạo thành những nhóm butoxyl bền vững. Điều này ngăn ngừa sớm (dẫn lên bề mặt) sự chuyển hóa của các polyme phân nhánh trong mạng lưới.

Tính chất của poly-cơ-siloxan phân nhánh phụ thuộc vào loại gốc nguyên tử silic và mức độ thay thế. Chẳng hạn, những gốc alkyl thấp (CH3, C2H5) hạ thấp độ bền nhiệt của polyme, nhưng nâng cao độ đàn hồi của lớp phủ. Nếu đưa thêm vào các gốc aryl (C6H5) thì nâng cao độ bền nhiệt, độ cứng và độ giòn của lớp phủ.

C6H5 c6h5 - polymetylphenylsiloxan (nhựa K) CH3 CH3

C6H5 c6h5

Để sản xuất sơn người ta dùng poly-cơ-siloxan có các nhóm metyl, phenyl, ít khi dùng polymetylsiloxan và polyphenylsiloxan. Các polymetylphenylsiloxan tan tốt trong toluen, xylen và ừong các hỗn .hợp este đơn và phức của chúng, xeton, rượu và hydrocacbon clo hóa. Trong xăng, white spirit và các hydrocacbon aliphatic khác và cả trong các rượu của polymetylphenylsiloxan thì hạn chế hòa tan.

Sơn si lie hữu cơ chính là dung dịch của polymetylphenylsiloxan trong toluen, xylen hoặc các dung môi khác có chứa chất không bay hơi đến 20 - 70% (theo khối lượng).

Cùng với độ bền nhiệt cao của polymetylphenylsiloxan, còn chịu băng giá tốt, tới âm 45 - 60°c, tính kỵ nước, không cháy và chỉ số cách điện cao. Lớp phủ trên cơ sở sơn polymetylphenylsiloxan bền đối với các hóa chất khác nhau ( 2 - 10% dung dịch axit vô cơ, dung dịch kiềm loãng, muối kim loại, amoniac, phenol...), ít chịu ảnh hưởng của thời tiết, cũng như tác động của khí quyển và tương đối bền với ẩm Tuy nhiên lớp phủ sơn trên cơ sở polymetylphenylsiloxan khi sấy có một vài nhược điểm: giòn, khó khắc phục khi cho thêm chất hóa dẻo vào do nâng cao độ bay hơi ở nhiệt độ mà lớp phủ bền nhiệt; độ bám dính kém và kém bền với tác dụng của dầu khoáng và các dung môi hydrocacbon; lóp phủ bị mềm khi đun nóng, hạ thấp độ cứng tới 0,2 -0,3; sơn và men trên cơ sở polymetylphenylsiloxan và các poly-cơ-siloxan khác có nhiệt độ sấy rất cao (khoảng 200°C).

Khắc phục các thiếu sót trên bằng cách biến tính các polyme hữu cơ, trộn hợp tốt với các hợp chất siỉic hữu cơ. Các chất biến tính thông dụng là nhựa aỉkyt, có tác dụng nâng cao độ cứng, độ bám dính và sấy tăng tốc.

Việc biến tính bằng polyacrylat và este xenluloza sẽ cho phép thu được lớp phủ sấy nguội có độ cứng cao nhưng hạ thấp độ bền nhiệt và độ chịu xăng. Sự đóng rắn cuối cùng của những lóp phủ như vậy sẽ hình thành polyme lưới, xảy ra trong quá trình sấy nóng lớp phủ sau cùng hoặc khi sử dụng lóp phủ bền nhiệt.

Việc đưa chất màu và chất tải vào sơn silici hữu cơ sẽ cho phép nâng cao độ bềrì nhiệt của lớp phủ, độ cứng và độ bền cơ học. Nếu đưa thêm bột nhôm vào sẽ cho phép nâng cao

độ

lớp

tới 450 - 500°c

thời

dài

Thành phần: Trong thành phần của sơn có polyme siiic hữu cơ, chất biến

tính, chất tăng tốc sấy và dung môi. Trong thành phần của men và sơn lót còn có chất màu và chất tải.

Người ta dùng sơn silic hữu cơ không biến tính và biến tính (KO-08, KO-85, KO-815, KO-921...) làm chất tạo màng. Muốn biến tính người ta sử dụng polyeste, polyacrylat (EMK-5...), coloxilin, etylxenluloza.

Người ta dùng chất làm khô, muối của axit cacbonic (kẽm octoat, coban), poly-cơ-siladan làm chất tăng tốc sấy. Thường người ta đưa chúng vào trước khi sử dụng sơn để đề phòng tạo thành các chất không tan, nghĩa là sự lắng polyme từ dung dịch.

Người ta dùng titan dioxyt, bột kẽm trắng, màu sắt oxyt, crom oxyt, màu cadmi, bột kim loại, chủ yếu là bột nhôm làm chất màu và chất tải - bột talc, mica nghiền, baryt...Dung môi dùng chủ yếu ỉà toluen và xylen. Để hòa tan chất biến tính không hòa tan trong các dung môi thơm (nhựa EMK-5, este xenluloza), người ta đưa vào axetat, xeton, xelozonvơ, rượu.

Quả trình chế tạo

Men silic hữu cơ và lớp sơn lót được sản xuất qua các giai đoạn: điều chế dung dịch chất biến tính (coloxilin, etylxenluloza, nhựa EMK-5...) bột nhão màu và thành phần của men hoặc sơn lót rồi được lọc quá máy lọc vải bông hoặc máy lọc túi.

Người ta thu được dung dịch của chất biến tính trong máy trộn thẳng đứng trong hỗn hợp dung môi hữu cơ hoạt động, trong trường hợp cần thiết có bộ phận đun nóng. Bột màu nhão thu được trong máy nghiền bi, có lót những tấm sứ và chất đầy các bi sứ hay uralit. Chất màu phân tán trong môi trường sơn si lie hữu cơ hoặc dung dịch của chất biến tính đến độ phân tán yêu cầu.

Thành phần của men và sơn lót được đưa vào máy trộn thẳng đứng bằng thép cacbon có máy khuấy dạng bản hoặc dạng neo. Các men, sơn lót đặc trưng theo màu, độ nhớt và hàm lượng chất không bay hơi đều được đưa vào cùng một máy trộn.

v ề mặt hóa học có thể phân tích ba giai đoạn như sau:

- Tổng hợp ra monome

ở

và ở dạng alkyl (aryl) closilan RSi(OC2H5)3, R2Si(OC2H5)2, R3S1OC2H5.

- Thủy phân monome trong dung môi toluen, xylen có axit HC1 ở nhiệt độ 30

- 40°c

R

S

OH

- Đa tụ oxy hóa những sản phẩm trên ở 160

-230°c

Muốn hạn chế cấu trúc không gian thì ngay lúc thủy phân monome cho thêm vào một ít butanol, sang giai đoạn đa tụ thì một số nhóm butoxy sẽ bị phá hủy tạo thành liên kết ngang.

Có thể giả thiết công thức cấu tạo của nhựa poly-cơ-siloxan như sau:

R I íp - o - o c2h5 ọ ọ o c4h9 o ỌC2H5 I > ' I » ' I I » Tỉnh chất và ứng dụng

Trên cơ sở polyme silic hữủ cơ người ta sản xuất nhiều loại sơn bền nhiệt, cách điện và chịu khí quyển kể cả trong điều kiện nhiệt đới, bền với nước, xăng dầu, hòa tan được trong đung môi không có cực. Nó được bảo vệ dáng bên ngoài và ánh sau khi để ngoài trời lâu ở nhiệt độ cao (đến 250°C); bền với oxy khí quyển và ánh nắng Mặt trời. Những sản phẩm như kim loại đen và màu, bêtông, gỗ nếu bao phủ bằng sơn silic hữu cơ sẽ rất bền với môi trường khí quyển.

Sơn si lie hữu cơ là dung dịch nhựa poly-cơ-siloxan ừong dung môi hữu cơ như toluen, dầu xăng, hỗn hợp dầu xăng với dầu thông (tỷ lệ 1:1). Hàm lượng nhựa trong sơn khoảng 40 -60-%.

Có thể dùng thêm 0,1 - 2% (trọng lượng nhựa) chất làm khô để tăng nhanh quá trình khồ. Quá trình đóng rắn màng sơn thường thực hiện ở nhiệt độ cao 150 - 250°c.

Màng son silic hữu cơ còn dùng để chế tạo sơn men chịu nhiệt như sơn men số 9 từ nhựa polyphenylsiloxan (nhựa $ -9 ) với bột màu chịu được nhiệt độ 500°c.

Còn phần lớn sơn silic hữu cơ từ nhựa polyetylphenylsiloxan và polyphenylmetylsiloxan đều dùng vào ngành vật liệu cách điện.

Đối với nhựa poly-cơ-siloxan người ta hay biến tính bằng cách trộn hợp với nhựa khác hoặc với dầu để rút ngắn thời gian khô và làm tăng độ dính. Sau khi biến tính khả năng chịu nhiệt có giảm xuống một ít. Dưới đây là một số trường hợp biến tính phổ biến:

- Nhựa poly-cơ-siloxan với nhựa gliphtal biến tính bằng đầu khô dùng làm sơn cách điện có khả năng khô ở nhiệt độ thường trong vòng 2 4 - 2 8 giờ;

- Nhựa poỉy-cơ-siloxan (có chứa nhóm alcoxy) với nhựa epoxy có thể đóng rắn bằng diamin ở 20 - 25°c cho ta loại sơn rất co giãn ngay ở nhiệt độ cao 200°C;

- Nhựa poly-cơ-siloxan với nhựa phenolformaldehyt và một số nhựa khác. Si - o - Si - o - Si - o - Si - o - Si - 0 - ...

2 .1.3.2.6. Nhựa tổng hợp từ vinyl clorua và nhựa perclovinyl