QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN DIỄN RA NHƯ THẾ NÀO ? ( cập nhật 2021 )
Nội dung chính trong bài viết
I, Những nguyên liệu sản xuất sơn
Nguyên liệu chính cấu tạo nên sơn nước sẽ bao gồm:
Nhựa Acrylic
Tinh màu
Chất liên kết (Chất tạo màng)
Dung môi
Phụ gia
TINH MÀU
1. Tinh màu gốc
– Titanium Dioxide (TiO2) là tinh màu chính, có tác dụng làm màu sơn trắng và tạo ra độ phủ cao cho cả sơn mờ và bóng.
– Tinh màu tạo nên màu sắc, độ phủ của sơn qua sự hấp thụ ánh sáng được chọn lọc. Có hai loại tinh màu:
Tinh màu hữu cơ thể hiện màu sắc rực rỡ, không được bền cho ngoại thất.
Tinh màu vô cơ không chói như màu hữu cơ tạo độ phủ cao hơn và bền hơn cho ngoại thất.
2. Tinh màu phụ
Một số bột dẻo không đắt như Titanium Dioxide:
Đất sét Aluminum Silicate thường dùng trong nội thất giúp giảm dơ bẩn.
Silica and Silicates tạo độ cứng cho sơn. Chất Diatomaceous Silica thường dùng để khống chế độ bóng trong sơn và trong verni.
Bột đá Calcium Carbonate cũng thường được sử dụng, loại này không tạo độ phủ cao.
Zinc Oxide giúp chống rêu mốc, ngăn bào mòn và cản sự hoen ố.
CHẤT LIÊN KẾT
Giúp dàn trải các tinh màu gốc và tinh màu phụ, đồng thời liên kết các phân tử để tạo thành màng sơn. Chất liên kết sẽ tự tạo thành một màng cứng rồi bám dính vào bề mặt được sơn. Nếu trong sơn không có đủ chất liên kết sẽ làm cho chức năng của sơn yếu, màng sơn không bền vững. Ngoài ra chất liên kết còn ảnh hưởng rất nhiều về độ bóng của sơn. Nếu như tăng độ rắn của sơn và dùng các phân tử có độ nhuyễn sẽ ảnh hưởng đến độ bóng như sau:
Type of paint Typical Pigment
Volume Content
Gloss (siêu bóng) 15%
Semigloss (bóng) 25%
Eggshell (bóng nhẹ) 35%
Low sheen (bóng mờ) 35-45%
Flat (mờ) 40-80%
Chất liên kết trong sơn nước có thành phần từ nhựa cây ở dưới dạng phân tử thật nhỏ, có thể hòa tan trong nước và tạo thành chất trắng đục sệt.
Trong quá trình sơn và khô, chất liên kết sẽ bám vào nhau tạo ra một một màng co giãn, vì trong lúc khô không bị ôxy hóa nên sơn giữ được độ co giãn trong suốt thời gian sơn còn tốt.
DUNG MÔI
Nước là thành phần chính trong sơn đóng vai trò quyện, trộn các nguyên vật liệu và làm lỏng để dễ thi công. Tuy nước không hòa tan được chất liên kết nhưng làm cho tất cả các phân tử được trộn lẫn vào nhau, vì thế không được gọi là dung môi trong sơn. Tỷ lệ độ rắn của sơn sẽ được thể hiện sau khi sơn hoàn toàn được khô qua độ dày trên lớp phủ và điều này sẽ đánh giá độ bền của sơn. Sơn tốt thường có độ rắn cao và giúp cho độ bền của sơn được lâu hơn.
PHỤ GIA
Chiếm 1 tỷ lệ nhỏ trong công thức pha chế sơn với mục đích làm tăng thêm những đặc tính riêng biệt hoặc bổ sung cho những thành phần trong sơn đang thiếu.
Làm đặc, giảm sự văng sơn trong lúc thi công.
Chất nhờn làm giảm độ lắng của các phân tử màu trong lúc thi công.
Chất kháng khuẩn giúp cho sơn được giữ lâu hơn và giảm bớt rêu mốc sinh sản trên bề mặt của sơn.
Chất chống bọt sẽ phá vỡ những bong bóng tạo ra từ lúc pha chế sơn, quậy sơn trước khi thi công hoặc trong lúc thi công sơn.
Tuy nhiên, việc trộn thêm phụ gia để tăng những đặc tính riêng thường sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng của sơn và dẫn đến nguy hại cho sơn nếu như không thận trọng và không am hiểu về hóa chất.
Trên là những nguyên liệu sản xuất sơn mà tùy từng chất lượng của loại sơn mà thành phần tỷ lệ của mỗi loại sơn khác nhau! Hi vọng các bạn đã nắm rõ được về sơn nước.
II, QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN NƯỚC
Bước 1: Ủ muối
Ở công đoạn này, bột màu (oxit kim loại như oxit titan, thiếc, chì…) , bột độn (CaCO3, silica, đất sét..), phụ gia (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt v.v), một phần chất tạo màng là nhựa latex (vinyl-acrylic, styreneacrylic) và nước sạch được đưa vào thùng muối ủ, khuấy nhẹ để hỗn hợp trộn đều và trở nên đồng nhất, ủ trong thời gian vài giờ, sau đó mới chuyển sang công đoạn 2. Nhựa latex tan trong nước. Sau khi hỗn hợp nguyên liệu đã được thấm ướt và đồng nhất thành dạng paste, paste sơn được chuyển tiếp vào công đoạn khuấy trộn (công đoạn 2).
Phát thải từ công đoạn này là bụi bột màu, bột độn bay lên, bao bì đựng nguyên liệu ban đầu sau sử dụng.
Bước 2: Nghiền sơn
Nghiền sơn là công đoạn chính khi tiến hành sản xuất sơn nước. Đây cũng là bước quyết định phần lớn chất lượng sơn thành phẩm.
Đầu tiên, cần đưa hỗn hợp các nguyên liệu sơn đã được muối ủ chuyển vào thiết bị nghiền sơn.
Quá trình nghiền sơn sẽ tạo thành dung dịch dạng chất lỏng nhuyễn và mịn. Hiện tại thì hầu hết các dây chuyền sản xuất sơn hiện đại sẽ có cả các loại máy nghiền hạt ngọc loại đứng và loại ngang. Tùy vào yêu cầu về độ nhớt của hỗn hợp các nguyên liệu vừa muối ủ và chủng loại sơn mà nhà sản xuất sẽ sử dụng loại máy nghiền thích hợp.
Thời gian nghiền sơn phụ thuộc vào loại bột màu, bột độn hoặc yêu cầu về độ mịn của sơn. Khi nghiền, cần lưu ý đảm bảo cho hỗn hợp sơn không bị nóng lên nhiều khiến cho dung môi bị bay hơi và tác động xấu đến các thành phần của hỗn hợp vừa nghiền xong. Thông thường, các nhà sản xuất sơn sẽ sử dụng nhiều nước làm lạnh trong công đoạn này. Nước đưa vào máy nghiền cần phải có nhiệt độ từ 5 đến 7 độ C.
Bước 3: Pha sơn
Ở công đoạn này, paste sơn được bổ sung thêm đủ lượng chất tạo màng, phụ gia, nước và được khuấy ở thùng khuấy có máy khuấy tốc độ cao. Thùng khuấy sơn được làm lạnh vỏ thùng để giữ cho nhiệt độ hỗn hợp khuấy không bị nóng lên. Khi hỗn hợp khuấy đã đạt được độ khuyếch tán đồng đều, độ mịn và độ linh động, sản phẩm cuối cùng sẽ được chuyển sang công đoạn đóng thùng.
Phát thải ở giai đoạn này là nước vệ sinh thiết bị, nước làm lạnh và tiếng ồn của máy khuấy.
Bước 4: Lọc
Công đoạn này được thực hiện để loại bỏ tạp chất.
Chất thải của công đoạn này là nước thải và cặn sơn.
Đóng gói sản phẩm và nhập kho:
Bao bì đựng sơn nước thường là bao bì nhựa. Bao bì sau khi in phun nắp và dán nhãn được đóng sơn.
Phát thải ở giai đoạn này là nước vệ sinh thiết bị, bao bì, nhãn mác hỏng.
Bước 5: Đóng gói
Đây là công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất sơn. Ở công đoạn này, nhà sản xuất sẽ có thể đóng thùng trên dây chuyền tự động hoặc thủ công tùy vào quy mô của nhà máy và số lượng sản phẩm. Bao bì đựng sơn thường sẽ là những thùng nhựa hoặc kim loại tùy theo nhãn hiệu. Thùng sơn thành phẩm sẽ được luân chuyển vào kho chứa. Trong quá trình nhập kho luôn được tiến hành một cách chặt chẽ, đảm bảo đúng quy trình. Kho chứa phải được trang bị đầy đủ các phương tiện phòng chống cháy nổ để đảm bảo an toàn.
Các quá trình phụ trợ
Vệ sinh
Trong sản xuất sơn, quá trình vệ sinh các thùng chứa sơn đóng vai trò quan trọng để đảm bảo các yêu cầu về chất lượng sản phẩm. Tùy theo nguyên liệu sử dụng và loại sơn sản phẩm mà người ta sử dụng nước hay dung môi để vệ sinh thiết bị. Nước hay dung môi từ quá trình vệ sinh chứa các hóa chất, chất màu chứa kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường.
Làm mát
Trong quy trình công nghệ sản xuất sơn, khâu nghiền phải sử dụng nước làm mát để hỗ hợp paste sơn không bị bay hơi dung môi, đồng thời làm ảnh hưởng tới tính chất của sơn sản phẩm.
Nước được đưa qua hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống khoảng 7oC trước khi đưa vào làm mát thiết bị nghiền sơn. Nước ra khỏi thiết bị có nhiệt độ cao sẽ được làm nguội sau đó đưa trở lại làm lạnh cho mục đích làm mát khâu nghiền. Cần bổ sung một lượng nước do bay hơi, mất mát.
Máy lạnh, khí nén
Máy lạnh được sử dụng để tạo ra nước lạnh làm mát cho quá trình nghiền. Khí nén được dùng trong quá trình sản xuất sơn được cung cấp bởi máy nén khí. Máy nén khí tiêu tốn nhiều điện năng, khí nén được dự trữ ở áp suất cao trong các balông chứa khí, rất dễ bị rò rỉ, hao phí do thất thoát trên đường ống.
Chưng cất dung môi
Trong nhà máy sản xuất sơn dung môi, một lượng dung môi thải từ quá trình vệ sinh thiết bị thường được thu gom để chưng cất, thu hồi thành dung môi sạch để sử dụng lại. Quá trình chưng cất dung môi là quá trình làm bay hơi dung môi sau đó ngưng tụ thành dạng lỏng, các tạp chất sẽ được loại bỏ. Cần lưu ý, dung môi có thể tự cháy ở một nhiệt độ nhất định gọi là nhiệt độ tự cháy, một số dung môi có nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ tự cháy, sẽ không an toàn khi chưng cất. Do đó chưng cất chân không là phương pháp an toàn được áp dụng với các loại dung môi có điểm sôi ở nhiêt độ cao, làm giảm nhiệt độ sôi trong khoảng cho phép không gây cháy, nổ.
