CÔNG NGHỆ SƠN VECNI - CHƯƠNG 8 MỘT SỐ PHỤ GIA DÙNG TRONG SƠN doc

75
Chng VIII: MT S PH GIA DÙNG TRONG SN
Ph gia c s dng trong n pha ch sn vì mt s lý do nh sau: d sn xut,
ci thin tính lu bin và vic s dng sn, giúp cho quá trình to màng. Chúng còn ci
thin  bn lâu ca sn. Vì vy ph gia có vai trò nht nh trong màng t hoc trong
màng khô. Di ây là mt s ph gia c s dng trong quá trình chun b sn, quá
trình to màng và ci thin tính cht ca màng khô cng nh n nh ca sn khi bo
qun.
• Sn xut sn:
- chng to bt: các cht ci thin sc cng b mt  ngn nga s to bt
trong khi gia công sn
- tác nhân phân tán: ci thin s phân tán và sn nh ca các ht bt màu
trong sn.
- Tác nhân thm t: các cht ci thin sc cng b mt nhm ci thin tính
thm t cht to màng ca các ht bt màu và vì vy ci thin c tính n
nh ca h phân tán.
- Tác nhân thixotropy: các cht ci thin lu bin nhm mc ích to ra c
màng sn có  dày ln mà không cn tng  nht quá cao. iu này m
bo s nghin bt màu tt trong quá trình sn xut sn
• n nh sn và duy trì cht lng:
- tác nhân chng sa lng: các cht ci thin lu bin nhm ngn chn s sa lng
ca các ht bt màu nng khi bo qun trong thùng.
- Các cht chng vi khun và nm mc: chng s phân hu sn trong thùng
cha bi vi khun và nm mc.
- Tác nhân chng to khí: các cht c ch hoc cht hút m dùng c ch 
nhy ca km hoc hút m  tránh phn ng gia km vi nc và acid làm
sinh khí H2 trong các sn có hàm lng km cao.
• ïng dng sn, to màng và các tính cht ca màng t:
- tác nhân chy và to  bng phng: các cht ci thin sc cng b mt  loi
b du ca chi quét, v cam (orange peel) và các hin tng không bình
thng khácc ca màng.

- Tác nhân ông t: các cht hoá do nhm làm gim Tg ca Polymer  cho
phép các ht phân tán liên kt (kt dính) và to màng trong sn phân tán.
(ngha là làm cho Polymer  trng thái chy  nhit  thp  liên kt các ht
phân tán li vi nhau).
- Cht kh bt (defoamers): các cht ci thin sc cng b mt có tác dng phá
hu các bt khí xut hin trong màng sn t.
- Cht c ch to g (Flash rusting inhibitors): c thêm vào các loi sn
water - borne  ngn chn s n mòn vt liu nn.
• các tính cht ca màng sn khô:
- các cht hp th UV (UV absorbers): là các cht n nh ánh sáng và cht
chng Oxy hoá hp th nng lng cc tím và chuyn nó sang dng nhit
hoc các gc kém hot ng  ngn chn s phá hu cht kt dính.
76
- Ph gia chng ni và chng lng (floating and flooding additives): là các cht
thixotropy nhm làm gim  linh ng ca các cu t trong màng sn t và
ngn chn s ni ca bt màu và s tách màu.
- Cht làm chm cháy (fire retardants): các ph gia làm cho sn n ra khi tip
xúc vi ngun nhit (flame), chuyn t dng màng sang dng bt cng, dày.
- Tácc nhân làm mm do (toughening agents): làm gim  cng ca sn khi
nha hoá chúng.
Các ph gia c s dng vi hàm lng thp, có loi ch s dng vi hàm
lng nh hn 1% tng khi lng theo n.
I. Cht kh bt:
1. Gii thiu: trong nhiu quá trình gia công, các cht hot ng b mt rt
cn thit  to ra các hiu qu c bit. Ví d s nh hoá các ht nha a nc  to
sn aqua cn phi có các tác nhân b mt và tác nhân thm t. Sn aqua cng phi
cha bt màu thm t và các ph gia phân tán cng nh các tác nhân kim soát chy.
Mt c trng ca tác nhân b mt là chúng có xu hng tp trung ti b mt phân
chia nh không khí/ nc, ti ó chúng t nh hng và vic t nh hng này ph
thuc vào kh nng hoà tan và cu trúc hoá hc ca chúng. Mt u im v s có mt

ca tác nhân b mt trong sn nc là chúng có kh nng làm gim sc cng b mt ca
h thng. Tuy nhiên li có nh hng ph không mong mun là các tác nhân này cng
gi không khí và trn ln vào sn trong quá trình sn xut và s dng  dng n nh.
II. Bt là gì?:
Bt có th nh ngha là khí n nh trong môi trng lng. Nu mt dòng khí
c a vào mt cht lng, các bong bóng c to ra có dng hình cu. Nu cht lng
là tinh khit, tc là không có tác nhân b mt thì các bong bóng s di chuyn ra b mt
và v ra. Khí t bong bóng s b tiêu tan và cht lng bao bc bong bóng s chy li vi
nhau.
Trong các cht lng có cha tác nhân b mt, các bong bóng hình cu to bt n
nh. Mc dù cácc bong bóng i n b mt tip xúc vi không khí nhng chúng ã
c bao bc bi tác nhân b mt và to thành lp màng b mt gi là lp mng
(lamella). B mt phân chia vi không khí cng cha màng b mt, màng này to thành
mt mng li n nh khi các bong bóng tp trung dày c trên b mt.
Trong sn các bt dng cu có chiu dày các phin lên n nhiu (m. các phin
bao quang các bong bóng hình thành mt ám bt. Sn nh ca bt do nhiu yu t
nh: chiu dày ca các phin n nh, cht lng không th chy ra và mt i nhanh
chóng. S phá hu bt cng b ngn chn do lc y tnh in gia các phân t tác nhân
b mt b ion hoá nm trong các phin. Mt lý do na góp phn làm cho bt n nh là
tính àn hi Gibbs ca các phin. Hin tng này xy ra do s kéo cng màng mng
trong ó có hoà tan các cht hot ng b mt.
Khi hin tng này xy ra, b mt ca phin b gin rng ra làm cho nng  tác
nhân b mt b gim cc b, iu này li làm tng sc cng b mt. Do ó  t c
sc cng b mt nh nht có th có các màng ã b kéo cng s kéo ln nhau (pulls
together) ging nh mt lp da àn hi.
Bt c to ra trong khi sn xut hoc ng dng các loi sn aqua và mc. ám
bt to ra trong giai on trn và phân tán cúa quá trình sn xut hoc khi óng thùng có
th kéo dài thi gian sn xut và làm gim th tích hiu dng ca h thng (do bt to ra
làm tng th tích). Trong quá trình s dng bt n nh tp trung  b mt phân chia vi
không khí s to ra các khuyt tt thng gp khi màng sn khô.

77
Lý thyt mi v bt nêu lên s khác nhau gia s kh màng bt và s kh màng
khí. Các cht kh bt phá hu trc tip các bt có kích thc ln ti b mt phân chia
vi không khí, còn chc nng ca các cht kh khí trong khi và sau khi sn thành màng
là làm tng vn tc ni lên b mt ca các bt có kích thc nh (microfoam).
2. cht kh bt hot ng nh th nào:
 kh bt có hiu qu thì cht kh bt phi có hàm lng cn thit nào ó trong
h sn (tc là phi t nng  ti hn). Lúc ó nó mi có th thng c c chn
nh bt  trên.  làm c iu này cht kh bt phi hoà tan gii hn trong sn và di
chuyn ti b mt phân chia vi không khí. Tt nhiên phi không có hiu ng ph
không mong mun nghiêm trng nào xy ra nh to thành các crater khi s dng cht
kh bt.
 phá hu bt, cht kh bt ã c nh hoá thành các git nh trong sn phi
liên kt vi các lp b mt n nh và thm vào bên trong phin bt. Tip theo cht kh
bt phi dàn tri ra (ph) nhanh chóng trên toàn b lp tác nhân b mt b phá v. Kt
qu làm cho tính àn hi ca màng b yu i và các phin b phá.
Hot tính ph cao và sc cng b mt thp là 2 yu t quan trng  ánh giá
cht lng ca cht kh bt.
Hot tính kh bt có th c tng cng khi a thêm vào h các cht k nc
 dng phân tán vi mc  phân tán thành các ht có kích thc rt nh nh silica.
Hiu ng này có th gii thích nh là quá trình kh thm t do các ht rn k nc
thm vào màng tác nhân b mt n nh ca phin làm to ra các vùng không n nh
cc b, t ó làm cho phin b rách ra.
3. các loi cht kh bt trong sn aqua và mc:
Có 2 loi cht kh bt c s dng rng ri ó là trên c s hydrocácbon du
m và silicon. Các dn xut du m béo và thm c s dng nh là cht ph trong
n pha ch cht kh bt. Trc ây các du thm c s dng rng ri tuy nhiên hin
ti do mc  c hi ca chúng ln nên ít s dng. Các du béo ít c hn nhng do
chúng ít tng thích vi môi trng aqua nên làm gim  bóng ca các loi sn có 
bóng trung bình và cao.

Trong nhiu lnh vc công nghip, du silicon nguyên cht có hiu qu cao,
nhng vic s dng chúng trong sn thng em n nhiu khuyt tt trên b mt nh
crawling và cratering (s bò và các h).  tng  tng thích, ngi ta tin hành bin
tính polysilosan bng các polyether k nc. Phng pháp này to ra cht kh bt có
hot tính ph rt cao trong khi vn th hin c tính tng thích vi nhiu h thng
mang (dung môi). Ngoài ra loi cht kh bt này không gây nh hng xu n  bóng
hoc vic xác nh  bóng.
 ci thin khuyt im ngi ta tin hành a các on polyether k nc vào
polysilosan (bng phng pháp ghép)
Khi silosan ci thin hot tính b mt trong khi ó  tng thích c
quyt nh bi khi Polyether. Hoá tính ca môi trng c kh bt quyt nh hoá
tính ca cht kh bt (tc là tu thuc vào hoá tính ca môi trng mà chn cht kh
bt thích hp). rt khó  gii thích r ràng mi quan h gia cu trúc ca cht kh bt
và s thay i nh hng ca chúng do s phc tp ca hn hp aqua (công thc pha
ch aqua). Do có s khác nhau rt ln v yêu cu i vi các n khác nhau cho nên
không th có gii pháp chung cho vn  bt.
4. a các cht kh bt vào h sn nh th nào:
78
Cn phi hiu rng hàm lng và hiu qu ca cht kh bt trong sn nh tng
ph thuc vào công thc sn xuât (n), c biot là loi Polymer, khong pH,  màu
cng nh cu trúc hoá hc ca ph gia c s dng. Quy trình sn xut và ng dng
cng nh hng n loi và lng cht kh bt cn thit.
Khi a cht kh bt vào h sn cn phi phân bit nh tng ca cht kh bt
(chun b dng nh tng) và cht kh bt 100%. í dng nh tng khi a vào h
s ít gp rc ri hn (n gin hn) do kích thc lý tng  các ht cht kh bt có
tác dng ti u ã có sn trong nh tng ri.
Nu cn  tinh khit có th dùng nh tng không có các ht k nc (các ht
này a vào s làm tng hiu qu kh bt nh silica ã  cp  trên)
Vi hn hp cht kh bt 100% thì hiu ng kh bt bnh hng mnh bi lc
trc trong công on nghin (shear force) hoc sn, cn thit phi m bo kích thc

ht kh bt c to ra phi tt. Nu lc trt quá ln có th làm gim hiu qu kh bt
do to ra các git cht kh bt có kích thc quá nh không th m bo chc nng.
S nh hoá cht kh bt không trit  có th gây ra s tn hi. Nu trong quá
trình a cht kh bt vào ta s dng ng sut trt tng i thp thì thì ch to ra kt
qu tt nht thi, trong quá trình bo qun, s hp ph tng phn (tng phn: partial)
cht kh bt lên b mt cht rn có th xy ra và tng lên làm tng xu hng to bt ca
sn và các khuyt tt b mt.
5. mt s phng pháp thí nghim i vi cht kh bt:
Hiu qu kh bt trc tiên oc xác nh trong phòng thí nghim. Thông
thng không th ly kt qu trong phòng thí nghim  áp dung trong thc t mà
không có hiu chnh. Do vy ngi ta luôn c gng tìm các phng pháp sao cho có th
ánh giá c hiu qu ca cht kh bt trong sn xut và ng dng.
Mt trong nhng phng pháp sàng n gin nht là khuy. Không khí c a
vào nh tng di nhng iu kin nht nh, cánh khuy s dng là cánh khuy tua
bin (turbine blade). Tin hành cân nh tng trc khi và ngay lp tc sau khi a
không khí vào s xác nh c chính xác lng không khí c a vào và t ó o
c hiu qu ca cht kh bt. Phng pháp này cng c s dng  xác nh thùng
trn ti u cho công on sn xut cui cùng.
Mt s cht kh bt cng có th gây ra các khuyt tt trên b mt nh các vn 
v thm t, cratering và không khí ln vào sn. Vic o dòng chy (flowout test) cho
phép ánh giá hiu qu ca cht kh bt. Mu c s dng trong th khuy em tráng
lên màng Polyester (Hostaphan film, hoc in North America Hecules Polyester film)
ngay sau khi trn. Màng c t ngiêng 250 so vi phng thng ng.
Ngoài ra hiu qu tách khí ca cht kh bt có th c ánh giá sau khi màng
khô.
B mt ca các vt liu nn không phi bao gi cng bng phng (bê tông, g,
kim loi). Mc  to bt thay i tùy theo  xp và cu trúc ca vt liu nn. Trong
nhng trng hp c th, s lng cht kh bt c ti u hóa trong iu kin th
79
khuy và th dòng chy không th áp dng c, nht là vi các b mt vt liu nn có

cha không khí (có  xp ln). Vì vy lng cht kh bt ti u phi c xác inh
trong iu kin ng dng c th (do ó nó liên quan én kinh nghim).
Phn ln các loi sn nh tng c sn bng phng pháp ln. Trong phng
pháp thí nghim bng con ln, ngi ta s dng con ln có lp lót xp  tri 40 gam
sn lên b mt không có tính hp ph (card test) có din tích tng cng là 500 cm2. Con
ln c làm m bng nc trc khi s dng  m bo lng sn bám lên trong khi
nhúng và thi gian khô. Màng t to thành có t l khong 300 gam/m2. Các tm card
c em so sánh sau khi khô. Trong khi sn ang khô, thi gian hu dng c tính
bng giây cho n khi tt c các bong bóng b v ht, trong các iu kin m thp
hoc nhit  cao, thi gian v ht bong bóng phi ngn.
Các thí nghim  trên giúp ta có th xác nh cht kh bt tt nht và t l ti u
cho mt loi sn c th, vt liu nn và iu kin s dng.
II. ph gia kim soát b mt
a s các loi sn, du bóng và mc in c ng dng di dng lp mng trên
nhiu loi vt liu nn. Các màng này có din tích b mt tng i ln so vu th tích
ca nó, và mt din tích tip xúc vi vt liu nn ln.
Trong khi to màng có nhiu vn  có th xãy ra nh s thm t không m
bo ca b mt c sn, tính cht chy kem, to thành các crater và bt màu b ni lên.
Ngoài ra, b mt màng có th b m hn so vi d kin và nhy cm vi tác nhân n
mòn.
*. Th nào là bn cht ca hot ng b mt ?:
các hin tng xut hin ti b mt ca màng óng vai trò qan trng trong vic
to thành các khuyt tt, và có thnh hng n tính cht màng. Nhng hin tng này
có th bnh hng ln khi thêm mt lng nh các cht hot dng b mt, khc phc
nhiu vn  và ci thin b mt sn.
Các cht c xem là hot ng b mt nu chúng làm gim sc cng b mt ca
mt cht lng, ví d, bi s tp trung ti b mt phân chia vi không khí. Nhiu cht là
cht hot ng b mt trong nc (Nc có sc cng b mt rt ln: 73 mN/m). mt
phân t tác nhân hot ng b mt cha c phn phân cc và không phân cc. Phân t
có kh nng hng phn không phân cc vào không khí và phn phân cc vào cht lng

ti b mt phân chia pha. Do c im ca các loi sn dung môi là sc cng b mt
thp nên v nguyên tc, ch có các fluorocarbon, các du silicon và các siloxan bin tính
là các cht hot ng b mt i vi chúng.
1. Siloxan bin tính là gì ?:
Siloxan bin tính là mt nhóm th c bit ca các compound, và c tìm thy 
nhiu dng khác nhau.
80
Siloxan bin tính hu c có các c im rt khác so vi polymer gc ca nó là
polydimetylsiloxan. Loi này có liên quan n s to thành các crater do silicon và các
khuyt tt b mt khác do silicon. Các compound là các dn xut t polydimetylsiloxan
trng lng phân t thp (PDMS hoc các du silicon). Trong ó các nhóm metyl c
thay th bi các gc hu c khác nhau  to  tng hp tt vi sn và mc in. các
phn hu c cuc phân t có th là polyether, polyester hoc mt gc alkyl dài.
Dn xut quan trng nht là polyether. Thng Etylen và (hoc) Propylen oxit
nhn c t Polyether c s dng,  tng hp vi nc tng lên do có cha nhóm
etylen oxit. Các yu tnh hng n tính cht ca Siloxan bin tính là hàm lng
silicon, loi và v trí ca các nhóm hu c trong phân t.
2. Các ph gia b mt có tác dng gì ?:
a s các ph gia bè mt có nh hng ti hn mt trong các c im sau ây:
- Ci thin  chy (làm gim v cam, không có crater, ci thin  bóng)
- Kim soát s to thành hiu ng sóng (rt hu dng trong ng dng  sn ô
tô).
- Chng li s ni ca bt màu (các ô bénard)
- Gim h s ma sát (ci thin s trt b mt)
- Ci thin s chng xé rách.
- Ci thin s thm t vt liu nn (ngn chn crater, fisheyes, l inh)
Ph gia trt và chy c sn xut t siloxan bin tính hoàn toàn ging nhau, và
hiu qu ca chúng cng ging nhau. Thng, trng lng phân t ca nhng ph gia
này thay i t 1.000 n 15.000.  có hiu qu vi mt h thng cho sn, ph gia phi
tng thích vi các dung môi, bao gm c nc. Các ph gia cn phi tng thích tt

vi cht to màng  s chy ri rm hoc s chy kém không xy ra trong sn lng
hoc màng khô.
3. S chy c ci thin nh th nào?:
s chy lý tng trong màng sn có th c xem nh là s to thành mt b mt
ng nht, bng phng, bù lp cho các khim khuyt do các ng dng c bit nh du
chi hoc gn sóng do con ln. Có th tng tng rng sc cng b mt ln là nguyên
nhân ca các hin tng trên.
S chy tt hay xu không ch ch ph thuc vào sc cng b mt ca sn mà
quan trng hn là s ng nht v sc cng b mt trên toàn b din tích b mt. Ph
gia chy hot ng b mt giúp to c gradient sc cng b mt này.
S bay hi ca dung môi t màng sn là nguyên nhân gây ra s khác nhau v sc
cng b mt, do s thay i nng  ca dung môi theo hng vuông góc vi b mt
phân chia pha vi không khí. S di chuyn riêng l ca các phân t (khuch tán) cng
nh s di chuyn ca mt din tích ln lp sn xy ra nhm bù vào s khác nhau này.
81
Do sc cng b mt dc theo chiu dày màng sn thay i nên tc  chy cng thay
i to ra b mt không bình thng.
Vic a các compound siloxan bin tính vào h sn s làm cho sc cng b mt
ca màng sn thp và ng nht ng thi ít thay i trong khi dung môi bay hi. Do
loi b c s thay i sc cng b mt nên s khô và s chy t c  ng nht.
` vic to ra sc cng b mt thp khi dùng ph gia trên c s siloxan bin tính còn
làm tng tính thm t vt liu nn và to s chy tt, c bit i vi các loi sn aqua.
Ngoài ra các ph gia trên c s siloxan bin tính cng có th to cho b mt
bng phng trong khi chúng không hot ng b mt. Trong trng hp này chúng có
th là cht hóa do cho Polymer. Vì vy vic s dng phu gia này có th cho phép s
dng cht to màng có trng lng phân t cao.
4. Chng s ni ca bt màu nh th nào?:
dòng chy xut hin trong quá trình khô có th to ra s xoáy có các b riêng
bit. Khi các vùng xoáy này có hình dng là lc giác u, nó c gi là ô Bénard. Ti
tâm ô này, nng  dung môi cao trong khi ó phn có nng  dung môi thp di

chuyn xung t b ca ô. Do vy sc cng b mt ti tâm ca vùng xoáy thp hn ti
b. S chy ca vt liu t ni có sc cng b mt thp n ni có sc cng b mt cao
xy ra làm to thành các thung lng (vùng trng) ti tâm ca vùng xoáy và các vùng nhô
cao (núi) ti b.
Ô Bénard có thnh hng rt mnh i vi các loi sn có cha hn hp bt
màu. Khi 2 loi bt màu trong sn có  linh ng khác nhau, chúng c vn chuyn
trong vùng xoáy vi mc  khác nhau, bt màu linh ng hn s i lên và b lng ng
trên nh (núi) hoc b ca ô. iu này dn n s tách riêng các bt màu, và thng là
nguyên nhân to các cu trúc t ong trên màng sn khô. Trong sn có cha bt màu làm
gim  bóng, các ht bt màu có kích thc ln hn b y khi khu vc chy cao hn
n tâm ca ô. Nu b mt oc sn c treo thng ng thì s phá hy các ô to nên
các vt dài. Hin tng này gi là hin tng to vt hay to si t.
Ô Bénard có th c ngn chn bng ph gia chy trên c s Siloxan bin tính.
Dòng chy xoáy c ngn chn theo c ch tng t nh s ngn chn dòng chy b
mt do ph gia chy và trt. Mt s ph gia phân tán có th to ra hiu qu này (nhng
ph gia phân tán nhng có a thêm vào các nhóm có chc nng ngn chn ô Bénard)
5. S ma sát c làm gim nh th nào?:
Ph gia trên c s Siloxan bin tính có th làm gim ma sát bng cách:
- thông qua tác dng lên s chy, b mt ca màng tr nên bng phng hn, s và
chiu cao ca các v trí không ng u trên b mt c gim ti thiu.
- Trong khi khô, nng  ph gia ti b mt tng lên. Mt màng ngn chn c
to thành to ra s bôi trn thyng hc tt khi vt rn trt trên b mt.
6. Ti sao hiu qu ca phu gia trt li ph thuc vào thành phn sn?:
82
Các ph gia trt c bit có hiu qu trong cac h thng sn dung môi. Các ph
gia c vn chuyn nhanh chóng n b mt phân chia vi không khí trong quá trình
khô, ti ây chúng to thành mt màng bôi trn. Trong các h thng không dung môi,
ph gia tr nên không hòa tan trong quá trình to liên kt ngang và di chuyn lên b
mt. C ch này c bit hiu qu trong các loi sn óng rn bng tia UV. Yêu cu (v
lng) ca ph gia trong h thng không dung môi cao hn trong h thng dung môi.

Trong sn water - borne, hiu qu ca ph gia trt ph thuc mnh vào cht to
màng. Cng nh trong h thng không dung môi, yêu cu ca ph gia  t c hiu
qu tng ng cao hn so vi h thng dung môi. Mt lý do làm tng lng ph gia
trong h thng water - borne là do cht nh hóa còn li trong màng sn khô co kh nng
hòa tan (tng thích) ph gia trt.
7. Hiu qu chng Crater:
Crater c nh ngha là các ch lún nh, nh trên màng sn, nghuyên nhân
xut hin là do tính thm t ca màng b xáo ng. Crater thng xut hin khi sn
tip xúc vi các b mt có sc cng b mt nh hn sc cng b mt ca sn. Sn
không th thm t b mt này và b y kùi bi phn này. Các b mt kim loi không
c kh m hoàn toàn, các vt liu nn b bn, bê tông có cha du rt d xut hin
crater khi sn.
S ô nhim không khí cng là nguyên nhân to crater. Các ht bi hoc cát có th
bám vào các b mt ã c chun b sch  sn, khi sn không th thm t các ht
này, din tích tip xúc b gim to thành crater.
Mt nguyên nhân khác làm xut hin crater là s có mt ca các vt cht khó
thm t, không hòa tan trong n sn xut sn. Ví d nh các git du, các ht gel,
silica.
Nu sn có th c ng dng vi sc cng b mt  thp thì thm chí khi có
các tác nhân là nguyên nhân (thúcc y) to crater ta cng thu c mt màng sn hoàn
ho. Ph thuc vào bn cht ca crater, các ph gia thm t b mt (các hydrocacbon
flo hóa, hoc hn hp các silicon c bit nh TEGO( Flow ATF) c bit có hiu qu.
Trong trng hp các crater to ra do s la chn các ph gia silicon không thích hp
thì phi s dng polydimetlsiloxan trng lng phân t thp vi hàm lng tng i
cao.
8. Các chú ý khi thc hành (thao tác):
 m bo chính xác liu lng và  ng nht ca ph gia chy và trt khi
a vào h thng sn thì thích hp nht là pha loãng ph gia trong dung môi, nc,
hoc các cht pha loãng hot ng mnh. i vi h sn không dung môi, nu s pha
loãng s b là không th thì phi tin hành khuy trn  lâu  m bo rng s phân

tán các ph gia là hoàn toàn. Mt s loi sn water - borne, không dung môi, và sn
óng rn bng bc x cn thi gian phân tán ph gia rt ln.
Khi mt màng sn c ng dng có cha ph gia kim soát b mt thì tính bám
dính ca lp sn ph phi c kim tra xác nh. Có th phi a ph gia vào sn ph
m bo c tính thm t vi nn.
83
III. ph gia phân tán
Các ph gia thm t và phân tán to thun li cho vic phi trn bt màu và bt
n vào sn. S màu hóa (pigmentation) thành công quyt nh các tính cht quang hc,
lc ph ca màng. S phân tán bt màu ti u s to ra s phân b bt màu trong sn
ng nht không ch khi mi sn xut mà c trong thi gian bo qun và ng dng. Mt
s vn  liên quan n s phi trn bt màu:
- phi trn các ht khó thm t.
-  nht ca hn hp nghin cao.
- Sa lng bt màu
- S nh hng bt màu không t
- Sagging (s chy xung do trng lc (khhi  nht thp)
- Flôding (s sa lng vi các tc  khác nhau).
- Floating (ô Bénard)
-  bóng không ng u
- Lc ph kém
- Chnh màu khhó
Phn ln các vn  này có th b loi b khi s dng các ph gia phân tán và
thm t thích hp.
1. Cu trúc bên ngoài ca Bt màu và n:
các nghiên cu ã ch ra rng cng  màu ti u,  bóng, lc ph và kh nng
chu thi tit có th c ci thin khi khi s dng các ht bt màu có kích thc thay
i t 0,05 - 0,5(m. a s các bt màu thng mi có kích thc nm trong khong này.
Hình dng bt màu rt a dng, t a din (titan di oxit), phng (mica), dng cu không
hoàn ho (nodular: ôxit km) hoc vô nh hình (than en). Ngoài s khác nhau v loi

bt màu, còn có s khác nhau v kích thc, thm chí trong cùng loi bt màu. S khác
nhau v kích thc cng do bt màu  dng ht n, kt hp (agglomerate) và t hp
(aggregate).
Các ht nh nht to ra trong sn xut bt màu là ht n. Các ht n to ra 
dng các tinh th riêng bit hoc trong các chùm tinh th, các chùm tinh th này ln lên
cùng nhau. Các ht bt màu tip xúc b mt vi nhau to nên mt nhóm c gi là t
hp. các nhóm ht bt màu có kích thc ln nht là mt tp hp ca các ht bt màu
n và các t hp, chúng liên kt vi nhau bi các lc yu (lc vandecval), nhóm này
c gi là kt hp (agglomerate).
Khi b mt ca các ht bt màu n, t hp, kt hp b bao bc bi cht to
màng hoc ph gia phân tán thì s keo t có th xy ra. Nu các phân t b hp ph
84
tng tác vi mt phân t khác thì các ht bt màu liên kt li vi nhau trong mt iu
kin c bit nh là s keo t.
Kích thc và dng ca các ht bt màu, các t hp c quyt nh bi nhà sn
xut. Các kt hp to thành trong tt c các loi bt màu nhng chúng là cn thit trong
khi sn xut sn vì kích thc ca chúng ln. Tht ngc nhiên, s keo t li là mt hiu
ng tt i vi màng sn, tc là nó duy trì s ng u v màu sc. Trong quá trình sn
xut sn, các kt hp b phá v. S kt hp tr li phi c loi b, và nu cn, vic
keo t có kim soát phi c tin hành.
Vic phân tán bt màu, tách các ht bt màu và to s phân b ng nht ca nó
trong pha lng c gi là s phân tán.
2. Các quá trình xy ra trong khi phân tán:
quá trình phân tán là mt trong nhng công on phc tp trong sn xut sn. Các bt
màu thng c phân tán trong công on nghin hn hp c ca bt màu, mt ít
cht to màng, dung môi, ph gia phân tán và thm t. T l bt màu và cht to màng
cao thúc y s thm t tt và to thun li cho s lng ng ca ph gia phân tán và
thm t trên b mt bt màu. S phân tán xy ra theo 3 bc k tip:
Bc 1: Thm t:
Trong khhi thm t, không khí t b mt ca bt màu oc thay th bng cht

lng trong hn hp nghin. iu này thng xy ra khi  phân cc ca bt amù và sn
nh nhau, ví d trong trng hp bt màu hu c k nc trong sn dung môi hay b
mt bt màu a nc trong sn nc, nu bt màu vi b mt không phân cc c a
vào sn nc thì phi dùng ph gia thm t.
Bc 2: phá v các kt hp, thm t các b mt mi to ra:
 phá v các kt hp cn to ra các lc trt. Trong thc t, iu này xy ra
trong các thit b c bit (thit b hòa tan, ngin cát, nghin bi ). trong các thit b này
ht bt màu bnh hng bi lc trt không áng k do vic s dng ph gia.  tránh
d to các kêt hp tr li, các b mt mi c to ra cn phi opc thm t.
Bc 3: n nh phân tán:
Mt khi bt màu rn ã c phân tán tt nht, các iu kin phi c n nh.
Tt nht là duy trì thông qua s keo t có kim soát. Bng cách lien kt ph gia phân tán
lên trên b mt bt màu, các lc hp dn gia các ht bt màu có th b trung hòa. Có 2
c chn nh khác nhau:
- n nh tnh in, c bit quan trng trong các h thng aqua.
- Ôøn nh không gian, phng pháp chun i vi sn dung môi.
Ôøn nh tnh in xy ra khi các ht rn mang cùng in tích. Các ht y ln
nhau do ó ngn chn s to thành các kt hp. n nh tnh in rt hiu qu và lng
ph gia când dùng ít. S bt li chính ca n nh tnh in là nó nhy vi s phá hy.
85
Vic thêm cht to màng, s có mt ca cation, s thay i giá tr pH có th dn n s
keo t tr li.
Trong n nh không gian, mt phn ca phn t ph gia thm t và phân tán
liên kt vi b mt bt màu, phn còn li ca phân t nm trong môi trng lng xung
quanh phn này phi hòa tan rt tt trong h thng dung môi/ cht to màng. Khi 2 ht
bt màu b thm t tip cn nhau, on polymer li (phân d ra này) s ép ln nhau,
làm chuyn di các phn ca lp solvat (tc là di tác dng ca lc ép, mt s phn d
ra b solvat hóa s b di ch).  linh ng ca các phân t polymer b hp th s b
hn ch bi s tip cn và các ht y ln nhau, s keo t không xt ra và s phân tán
c n nh.

 có c hiu qun nh không gian cn mt lp solvat n nh  dày (0.01
- 0.1(m) và nng  ca các nhóm liên kt trên b mt bt màu  ln. i vi mt s
bt màu có th cn mt lng ph gia có khi lng n 30% so vi khi lng bt
màu.
3. Thành phn ca phân t ph gia phân tán:
Phn này ch gii hn trong phm vi sn dug môi, trong ó các ph gia liên kt
n nh lâu dài vi b mt bt màu  to s phân tán n nh. Cng có th không khí
trên b mt bt màu c thay th bng dung môi nhng hin tng này không ta ra
c s phân tán n nh.  có c s phân tán n nh, các ph gia phân tán và
thm t phi cha các nhóm anionic và các nhóm này không th thay th b dung
môi. Các ph gia cha các nhóm acid liên kt tt vi các bt màu và bt n vô c nh
lc phân cc, trong khi ó các ph gia cha các nhóm amino liên kt vi b mt bt
màu hu c nh lc vandecval. Các cht có cha hn mt nhóm liên kt trên mt phân
t c bit có hiu qu vì vic tách mt nhóm liên kt trên b mt bt mu không dn
n s thay th toàn b phân t ph gia trên b mt (tc là vn còn nhóm liên kt khác
gi phân t này li trên b mt bt màu).
 vic n dnh không gian t hiu qu, mt phân t ph gia phi cha mt s
lng  ln các gôc hu c tng thích vi dung môi. Các gc này thng là các nhóm
alkyl mch dài. Polyester, Polyacrylat, Polyether vi khi lng phân t ít nht là 1000/
mt nhóm liên kt cng c s dng. Mt phân t ph gia có th cha nhiu nhóm liên
kt gn nhau trên phân t.
Các loi ph ph c s dng rng rãi và có hiu qu là:
- Loi acid, thng cha các nhóm acid liên kt vi khung k nc.
- Các mui (các mui trung hòa v in) ca các acid cacboxylic hoc acid
polycacboxylic c trung hòa bi các amin mch dài.
- Các polymer không in ly có nhiu nhóm th amin (tòn ten), phn còn li
ca phân t là các dãy dài có th hòa tan trong dung môi.
*. ïng dng:
86
Vic phân loi ph gia thm t và phân tán da vào cu trúc ca nó ch gii hn

ch nêu lên c các hiu qu c bit ca nó. Mt cách phân loi khác tt hn là da
vào chc nng ca chúng. Theo cách phân loi này thì ph gia thm t và phân tán
c chia thành 2 loi: ó là tác nhân chng keo t và tác nhân ng keo t có kim soát
(coflocculatant).
IV. Ph gia chng keo t:
s chng keo t t ti u khi các ht bt màu n l và các t hp b tách ra
riêng l. iu này s dn n:
- tính cht chy tt.
-  bóng cao.
- Lc ph t cc i.
- Cng  màu ti u.
-  trong sut cao (nu cn  trong sut).
Nhc im ca trng thái chng keo t là bt màu có xu hng b lng (settl
out).
TEGO( Dispers 700 và TEGO( Dispers 705 c bit thích hp i vi vic phân
tán by màu và bt n vô c. Ngoài ng dng trong sn, các gel bentonic và past bt
màu cng có th s dng ph gia này.
1. Ph gia cho ng keo t có kim soát:
kim soát n keo t giúp cho ngi thành lp n có th phát huy c ti a
màu sc và iu chnh dc  linh ng ca bt màu cho thích hp. Tc  sa lng bt
màu là mt hàm ca s khác nhau v t trng và kích thc ht. Các ht có kích thc
ln s sa lng nhanh hn các ht có kích thc nh.
Các dòng chy xy ra trong màng sn ang khô có th vn chuyn các ht vt
cht (trong h thng có cha dung môi) lên b mt. Các ht bt màu nh hn, ít linh
ng hn b vn chuyn bi dung môi do kh nng chng li s chy ca chúng tng
i ln. Kt qu là các ht bt màu có kích thc nh hn s tp trung trên b mt và
nh vy s làm thay i màu sc. Hin tng này c xem nh là s tách bt màu theo
hng ngang hay còn gi là flooding. S khác nhau v khi lng riêng s thúc y
hin tng flooing. Bng cách kim soát s ông t ca các ht bt màu có kích thc
nh, hin tng flooding có th c ngn chn.

S to thành các ô Bénard cng có th gây ra s tách bt màu khi  linh ng
ca các ht bt màu khác nhau. Các ht bt màu nh hn có th tp trung ta b ca ô
Bénard - ni có dòng chy mnh nht. Các ht bt màu có kích thc ln hn thì tp
trung ti tâm ô - ni có dòng chy yu. Hin tng này gi là s tách bt màu theo
hng thng ng hay còn gi là floating.
87
Khi sn trên b mt thng ng, các ô Bénard có th b phá hy, to thành các
ng ch hoc si t. Các cht hot ng b mt nh silicon bin tính có th ngn chn
s to thành các ô Bénard, chuyn hin tng floating sang flooding. Ch khi s klhác
nhau v kích thc trung bình ca các ht bt màu c kim soát bng s ng
ông t (coflocculation) thì hin tng floating và flooding mi c loi b.
Chc nng ca ph gia kim soát ng keo t thông qua s iu chnh tng tác
gia các ht bt màu. iu này c thc hin thông qua các nhóm chc trên phân t
tác nhân phân tán, các nhóm chc này s gii hn kh nng hòa tan ca tác nhân phân
tán trong h thng dung môi/cht to màng  mt mc  nào ó. Do ó các bt màu ã
c thm t s tip xúc vi các ht khác nh lc hp dn ca các on polymer ca
ph gia phân tán. Tuy nhiên các tng tác này  yu hn so vi tng tác gia các b
mt t do ca bt màu trong các kt hp. s ông t tng i yu c to ra bi các
ph gia c bit có th b phá v bi mt lc trt thp. Trong các sn không phân cc,
các nhóm phân cc ca ph gia phân tán có th tng tác mnh vi nhau làm cho sn có
tính thixotropy, vi tính cht này hin tng chy xung ca các màng sn dày trên b
mt thng ng có th c kim soát.
IV. ánh giá hiu qu ca ph gia thm t và phân tán nh th nào?:
nhìn chung, ph gia phân tná và thm t c ánh giá da trên c s:
- Mc  rút ngn thi gian cn thit cho s phân tán.
-  bóng c ci thin.
- S lng ph gia cn thit.
- Mc  keo t.
- Kh nng kim soát floating và flooding.
Ph gia phân tán phi không làm tng  m hoc gim  bóng. Kh nng hòa

tan ca ph gia trong dung dch m c cht to màng thng c xem là tiêu chun
 la chn. Tính hi c ca ph gia trong cht to màng có th là do các nhóm liên
kt trên phân t ph gia. iu này không có ngha là màng sn khô s gim  bóng.
Hin tng settling ca bt màu không phi luôn luôn c loi tr khi s dng
ph gia phân tán và thm t. Tuy nhiên cn phi phân bit settling cng và settling
mm. Settling cng là do s hp ph ph gia không  dn n s hình thành tr li các
kt hp do tng tác b mt bt màu. Cac bt màu ã bo settling cng có th c phân
tán tr li bng quá trình trn vi ng sut trt cao. Settling cng có th tránh c khi
s dng mt lng  ln ph gia phân tán hoc s dng ph gia khác thích hp hn.
Ngc li, settlinng mm xy ra có th do s keo t cac ht bt màu b thm t hoàn
toàn xy ra yu. Nh ã nói  trên, các th keo t này có th b phá v trong iu kin
khuy bình thng, và bt màu có th d dàng tp hp tr li.
88