1
BÀI GING MÔN HC: CÔNG NGH SN - VECNI
Giáo viên ph trách: DNG TH HY
Khoa Hóa - HBK à Nng
C LC
Chng I. M U
Chng II: DUNG MÔI MÔI -MÔI TRNG PHÂN TÁN
Chng III CHT LÀM KHÔ
Chng IV. BT MÀU
Chng V CHT TO MÀNG
Chng VI : CÔNG NGH SN XUT SN
Chng VII : QUÁ TRÌNH GIA CÔNG MÀNG SN
Chng VIII: MT S PH GIA DÙNG TRONG SN
TÀI LIU THAM KHO
Nguyn Vn Lc - K thut sn - Nhà xut bn giáo dc - 1999.
Swaraj Paul - Surface Coatings - John Wiley & Sons - 1997.
Zeno W. wicks, JR. Frank, N. Jones, S. Peter Pappas- Organic Coating - Wiley -
Interscience 1999.
Dieter Stoye, Werner Freitad - Paints, Coatings and Solvents - Wiley - VCH -
1998
Gunter Buxbaum - Industrial Inorganic Pigments - Wiley - VCH - 1998
Henry Fleming Payne - Organic Coating Technology - John Wiley & Sons, INC -
1960.
Chng I. M U
I/ Vài nét v lch s phát trin:
Vào thi k trc công nguyên, ngi Ai Cp ã bit trang trí tng, hang hc
mình và các vt dng trên c s cht kt dính là lòng trng trng, sáp ong, nha cây
trn vi bt màu thiên nhiên.
Vài ngàn nm sau ó ngi Trung Hoa ã phát hin và dùng m cây sn làm sn ph và
keo. Trc ây sn c sn xut t các loi du tho mc, nh du lanh, du tru, du gai, du
2
da, du hng dng, du ngô, du cao su Các loi nha thiên nhiên nh cánh kin, nha
thông, bi tum thiên nhiên Các loi bt nh cao lanh, oxit st.
n th k 20, cùng vi s phát trin chung ca ngành công nghip hoá cht, công
nghip sn tng hp ra i và phát trin mnh, t bit là nhng nc có công nghip hoá cht
phát trin mnh. Toàn th gii nm 1965 sn xut khon 10 triu tn sn, nm 1975 tng lên 16
triu tn.
Trong công nghip sn ngày nay ngi ta s dng khon 2700 loi nha làm cht to
màng, 700 loi du, 2000 loi bt màu, 1000 loi dung môi và khon 600 cht ph gia.
Trc ây, sn du chim u th trong công nghip ch to sn. Nhng trong vòng 10
nm tr li ây sn tng hp ã tin lên chim u th hàng u trong các loi sn.
II/ Sn là gì?
Trc ây mt s nhà nghiên cu ã a ra mt vài khái nim nh sau:
- Sn là huyn phù ca bt màu, cht n trong dung dch cht to màng vi dung môi
tng ng (Liên Xô).
- Sn là t hp lng cha bt màu, khi ph lên nn thành lp mng s to thành màng
ph không trong sut (M).
Hai nh ngha này bao gm các loi sn màu c, men (Pigment Paint)
Dng vt liu sn không cha bt màu gi là vec ni - là dung dch to màng trong dung
môi thích hp.
nh ngha tng quát: Sn là h phân tán gm nhiu thành phn (cht to màng, cht
màu trong môi trng phân tán). Sau khi ph lên b mt vt lin nn nó to thành lp màng
u n, bám chc, bo v và trang trí b mt vt liu cn sn.
Nh vy: chc nng ca màng sn là trang trí và bo v vt liu nn.
III/ Phân loi sn:
Có rt nhiu cách phân loi :
- Cn c vào bn cht ca cht to màng:
+ Sn du thun tuý: Thành phn cht to màng ch có du tho mcnên ít dùngdo không
bn.
+ Sn du nha: thành phn cht to màu gm du tho mc và nha ( thiên nhiên, nhân
to). Loi này c dùng ph bin trong i sng hng ngày nhng ít dùng trong các nghành k
thut.
+ Sn tng hp: Cht to màng là nha tng hp (gi tên cn c vào tên ca loi nha:
Sn epoxy, sn alkyd )
- Cn c bn cht ca môi trng phân tán:
+ Sn dumg môi môi trng phân tán là dung môi hu c
+ Sn nc môi trng phân tán là nc.
+ Sn bt không có môi trng phân tán.
- Cn c vào ng dng:
+ Sn g.
+ Sn kim loi
+ Men tráng gm, s
+Sn chng hà.
+sn cách in
+ Sn chu nhit
+ Sn bn hoá cht
+ Sn bn khí quyn.
3
- Cn c vào phng pháp sn:
+ sn phun.
+ Sn tnh in
+ tráng, m kim loi.
- Các dng sn t bit khác:
+ Sn dn in
+ Sn cm quang
+ Sn phát sáng
IV/ Thành phn ca sn:
Bao gm các thành phn sau:
- Thành phn chính:
+ Cht to màng: là thành phn ch yu quang trng nht quyt nh các tính cht ca
màng sn.
Cht to màng bao gm: du tho mc, nha thiên nhiên, nha tng hp.
ôïi vi du tho mc thì ch có loi khô (CI >130) nh du tru, du lanh mi có kh
nng to màng (do trong phân t có nhiu ni ôi) còn loi bán khô (95 < CI <130) và không
khô ( CI < 95) thì ch dùng bin tính nha tng hp dùng làm cht hoá do.
Nha thiên nhiên, nha tng hp c bin tính thayi tính cht.
+ cht màu ( bt màu, bt n)
+ Môi trng phân tán
- Thành phn ph:
+ Cht hoá do
+ Cht làm khô, óng rn
+ Cht n nh
Ngoài ra còn có nhng hp cht c bit nh: cht dit khun, dn nhit, dn in, cht
phát sáng, cm quang
Chng II: DUNG MÔI MÔI -MÔI TRNG PHÂN TÁN.
Trong sn, dung môi là hp phn chính nó thng chim khi lng ln hn so vi cht
to màng. Mt s loi sn, dung môi chim n 80%, ch có 20% là cht to màng nh: sn
nitro xenlulo, clo cao su
Dung môi: là cht lng d bay hi dùng hoà tan các cht to màng, cht hoá
do chuyn h sn vào trng thái thun li cho vic ch bin và s dng và s bay hi ht trong
quá trình to thành màng sn.
I/ Yêu cu i vi dung môi.
1/ Kh nng hoà tan.
- Mi dung môi ch có mt kh nng hoà tan mt s cht to màng nht nh. Nu dung
môi và cht to màng có phân cc càng ging nhau thì càng d hoà tan.
Ví d: Axetat xenlulo là mt este có phân cc tng i nên tan trong nhng dung
môi có phân cc tng t là các este hoc ceton nh axeton, etyl axetat hoc cao su là hp
cht không phân cc nên không tan trong nhng dung môi không phân cc là các hidrocacbon
thng hoc vòng nh xng.
-Ngoài ra kích thc phân t cng có kh nng hoà tan
Ví d: Xenlulo là hot cht rt phân cc, l ra hoà tan trong nc nhng do khi lng
phân t ca nó quá cao nên nó ch trng trong nc ch không tan.
4
- Da vào kh nng hoà tan ngi ta chia dung môi làm ba loi:
+ Dung môi tht (dung môi hot ng)
+ Dung môi n: bn thân nó không hòa tan cht to màng nhng hn hp ca nó vi dung
môi tht làm tng kh nng hòa tan so vi ch dùng dung môi tht.
+ Cht pha loãng.
Dung môi tht i vi mt cht to màng là nhng cht lng hoà tan tht s cht to
màng ó. Còn cht pha loãng t mình nó không th hoà tan cht to màng mà ch góp phn làm
gim nht ca dung dch.
T l cht pha loãng vi dung môi thng có mt gii hn nht nh. Nu vt quá gii
hn ó s làm keo kt cht to màng, làm dung dch b c. T l s dng thng bé hn h s
keo t K (hay ch s c m) sau:
Lng cht pha loãng
K = Lng dung môi tht
Trong thc t K có th t n 0,5 ÷0,8. Cht pha loãng c chn phi:
+ D bay hi hn dung môi tht
+R tin
ánh giá kh nng hòa tan cht to màng ca dung môi ngi ta dùng khái nim lc
dung môi:
Lc dung môi: Lc dung môi ca mt dung môi i vi mt cht tan là kh nng phân tán cht
tan ca dung môi ó. Mt dung môi có lc dung môi cc i khi nó có th phân tán mt cht tan
hoàn toàn trong mt khong thay i nng rng.
Nhiu phng pháp có th dùng ánh giá lc dung môi ca các dung môi nh phng
pháp im Kauri - butanol, im aniline, phng pháp dimethyl sulfat i vi hydrocacbon,
phng pháp t l pha loãng và hng s nht i vi dung môi lacquer. Mt dù các phng
pháp này rt hu dng tuy nhiên cn phi nh rng các phng pháp này ch cung cp các tiêu
chun ngu nhiên (arbitrary criteria) (ngha là ây không phi là tiêu chun thc ánh giá).
Chúng không cung cp c giá tr lc dung môi tuyt i ca mt dung môi nào ó khi s
dng hòa tan hn hp các nguyên liu sn mà loi nguyên liu có th thay i theo tng loi
sn.
Ch s dung môi là mt tiêu chun tt ánh giá lc dung môi, có th áp dng nó i
vi bt k dung môi hoc h sn nào.
Ch s dung môi bng t s gia nht ca sn trong dung môi tiêu chun và nht
ca sn trong dung môi ó.
Do nhng dung môi tt thng to ra dung dch có nht thp nên nu dung môi ó tt
hn dung môi chun thì ch s dung môi ln hn 1, ngc li thì nh hn 1. Phng pháp này
có u im là có th o c lc dung môi ca mt dung môi nào ó c thêm (hoc thay th)
vào h sn. Ngi ta có th tin hành o vi nhiu giá tr nng khác nhau ca cht hòa tan
sau ó thit lp th.
Giá tr Kauri - butanol (kí hiu là KB) c xác nh bng cách chun 20 gam dung
dch kauri - butanol 33% bng dung môi hydrocacbon cho n khi hn hp tr nên c n ni
không th c c mt trang in khi nhìn xuyên qua dung dch này. Mt s gái tr KB cho
bng 4, 5 trang 258.giá tr KB dùng ánh giá lc dung môi ca hydrocacbon rt tt. Tuy
nhiên kh nng hòa tan ca dung dch nha kauri trong các dung môi này có th khác vi kh
nng hòa tan ca các loi cht to màng khác trong các dung môi hydrocacbon ó.
5
Phng pháp th dimetylsunphat ch ra phn trm ca hydrocacbon thm hoc
hydrocacbon béo không no trong dung môi hydrocacbon. Do hn hp hai cht này có lc
dung môi cao hn hydrocacbon béo no nên thí nghim c thc hin ánh giá kh nng
này. Tuy nhiên hin ti phng pháp này không dùng nhiu do dimetylsunphat rt c.
T l pha loãng dùng ch yu ánh giá lc dung môi ca các cht pha loãng loi
hydrocacbon c dùng trong nitroxenlulo lacquer thinner (các cht bay hi nhanh). Thí nghim
cng có th ch ra lc dung môi tng i ca các dung môi tht. Ví d mt dung môi có th
pha loãng nhiu hn bng toluen s là dung môi tt hn so vi dung môi cho phép pha loãng
bng toluen ít hn. Nh ã bit lacquer là hn hp ca dung môi tht, cht pha loãng và dung
môi n. Các hydrocacbon thm có th dùng làm cht pha loãng vi t l cao hn so vi các
hydrocacbon béo. T l pha loãng là t l gia cht pha loãng và dung môi tht va to ra
s c trong dung dch nitroxenlulo có nng cui cùng là 10% (tc là ti im to ra s
c thì nng ca dung dch nitroxenlulo là 10%). Các giá tr tiêu chun hóa là o nng
này còn thc t có th o các giá tr nng khác. Nh vy s có nhiu giá tr v t s pha
loãng ph thuc vào nng dung dch nitroxenlulo. T ó có th thit lp th và có th
ngoi suy t th vì ây là quan h ng thng. Trong mt s trng hp cn dung dch
nitroxenlulo có nng 8%. Tt nhiên phng pháp xác nh ch vi nitroxenlulo là cht tan
duy nht. Thc t lacquer thng mi có cha cht hóa do và mt s loi nha khác mà loi và
lng có th thay i. Do nhiu cht pha loãng có th là dung môi i vi các cht này nên t l
pha loãng trong thc t có th khác so vi tiêu chun. Tuy nhiên kinh nghim cho thy rng có
th s dng t l pha loãng thit lp n s b cho các lacquer.
Thông thng im dng ca phép chun rt khó xác nh, nó ph thuc vào s phát
trin ca s c t s kt ta ban u ca các cu t rn. Vì vy cn phi hiu rng t l pha
loãng c xác nh t im cui ca phép chun ch không phi mu sau mt thi gian
mi c kt qu (vì khi theo thi gian thì s có mt s trng hp kt ta tan ra còn mt s
trng hp thì kt ta phát trin mnh hn).
Phng pháp nht không i ánh giá hn hp dung môi tht và cht pha loãng thông
qua thông s nht ca dung dch nitrocellulose vi các nng khác nhau. Có th thit lp
th quan h gia nht thay i theo nng ca nhiu cp dung môi - cht pha loãng, t
ây có th chn c giá thành thp nht to ra mt dung dch có mt nht cho trc. Tuy
nhiên các d liu này không phù hp khi dùng ánh giá lc dung môi.
Trong tt c các phng pháp dùng o lc dung môi trên, các kt qu da trên giá tr
nht hoc kt ta ca mt dung môi ã bit. Khi sn c ng dng sn thì t l gia các
cu t thay i do tc bay hi ca các dung môi khác nhau. Phng pháp nht không i
c xác nh i vi các hàm lng rn khác nhau gn vi iu kin to màng, c bit là ti
giá tr hàm lng rn cao. Tuy nhiên thi gian cn thit làm thí nghim nh vy là rt ln nên
giá tr t s pha loãng c dng rng rãi hn.
2/ im sôi(nhit sôi):
- Nhit sôi ca mt dung môi là nhit ó áp sut hi bng áp sut khí quyn. Mi
dung môi có mt im sôi xác nh mt áp sut xác nh. Tuy nhiên i vi mt cht lng
gm hn hp các hp cht hoá hc tng t nhau nh xng hoc xilen thng phm s sôi
mt khong nhit .
- Nhit sôi không phi là tiêu chun thc ánh giá tc bay hi ca dung môi.
Các phân t có kích thc càng nh thì bay hi càng nhanh. iu này ch úng i vi các cht
lng không phân cc nh các hidrocacbon (các phân t tn ti c lp nhau). Còn các cht lng
phân cc thì các phân t kt hp cht ch vi nhau do tn ti các lc hoá tr ph gia chúng. S
kt hp này làm tng nhiu kích thc ca chúng. Do vy s bay hi s b cn tr. Mc kt
6
hp gia các phân t s b gim khi nhit tng và im sôi s kt hp thc t bng 0. Do
vy 2 cht lng có th có im sôi nh nhau nhng nu mt cht lng có s liên kt mnh gia
các phân t còn mt cht không thì tc bay hi ca chúng nhit thng rt khác nhau.
Ví d: Cellosolve (tên thng phm ca dung môi ete etandiol C2H5OCH2CH2OH) bay
hi chm hn rt nhiu so vi Butylacetat (CH3COOC4H9) mc dù khi lng phân t ca nó
thp hn do cellosolve là mt cht lng phân cc và có s liên kt mnh gia các phân t.
Tng t etyl alcol (C2H5OH) là cht lng bay hi chm hn rt nhiu so vi etyl axetat
hoc benzen mt dù im sôi ca nó gn bng vi hai cht này.
Ngc li i vi cht lng hu c không phân cc (benzen, tuloen ) thì tuân theo quy
lut thông thng, ngha là nhit sôi tng thì tc bay hi nhit thng gim.
3/ Tc bay hi.
Tc bay hi c trng cho kh nng ri khi b mt ca mt cht lng. Tc bay hi
ca dung môi nguyên cht và dung dch ca dung môi ó khác nhau do vi cùng mt din tích
b mt thì nng các phân t dung môi trên b mt dung môi ln hn dung dch. Ngoài ra cht
tan còn cn tr s bay hi ca dung môi tu thuc vào ái lc ca nó vi các phân t dung môi.
- Tc bay hi không ch bnh hng bi loi và nng các phân t cht rn mà còn
ph thuc vào dày ca màng và s tun hoàn (lu thông) ca không khí trên b mt màng.
- Tc bay hi là mt yu t rt quan trng i vi quá trình to màng t sn dung môi.
Nu dung môi bay hi quá nhanh thì s có nhng nhc im:
+ Sn nhanh chóng b c li do vy khó gia công.
+ Các phân t không bay hi cha kp sp xp li nhng v trí thun li làm cho tính
nng c lí ca màng b gim.
+ Lp dung môi trên cùng bay hi quá nhanh làm cho rn li sm trong khi các phân t
dung môi các lp bên di cha kp thoát ra ht gây nên hin tng phng rp, nhn màng.
Vi nhng sn cha dung môi bay hi quá chm thì màng s chm khô, làm gim nng
sut.
Do vy khi dùng dung môi nên dùng dung môi gm 3 loi: bay hi nhanh, va, chm. B
3 này giúp màng sn có chy tt nht, b mt sn u, bóng và p.
Ngoài ra trong sn còn có mt mt mt trong nhng dung môi tht bay hi chm hn
nc tránh cho mt sn b c m.
4/ Kh nng c hi và cháy n.
Do c im ca dung môi là d bay hi nên khi sn xut và gia công dung môi s vào c
th con ngi qua:
+ Hô hp.
+ Ming.
+ Da (hp th qua da)
Hu ht dung môi u c hi: Mt s dung môi gây viêm da, cháy da, gây mê hoc trng
thái không nhn thc c, mt snh hng mnh n ni tng nh máu, thn. Các nh hng
này tu thuc vào loi da và bn thân mi ngi. Do vy trong nhng nhà máy, xí nghip cn
thông gió tt ngn nga s thâm nhp ca dung môi vào c th. Nên tránh tip xúc trc tip
vi dung môi, nht là ra tay, chân.
- Vi nhng dung môi có hàm lng cho phép ti a < 100 ppm rt c hi, 100÷200
ppm c hi bình thng.
Ví d 1: benzen, CS2, cyclohecxan, dioxan (rt c)
Ví d 2: metyl acol, metyl clorua (c bình thng)
Ngoài ra dung môi còn có c im d cháy, hn hp dung môi và không khí trong gii
hn nào ó có th gây n. Do vy khi s dng dung môi cn phi lu ý (Bng 6/260)
7
Dung môi Nhit
chp
cháy
(
o
F)
Nhit
t cháy
(
o
F)
Gii hn n
(% th tích
trong không
khí)
Th tích hi
(Ft
3
/gallon)
T trng
hi
(không
khí = 1)
Khi
lng
lng
(pound/
gallon)
60oF
Di Trên 80
o
F 212
o
F
Gasoline 0 495 1,3 6 3-4 6,15
Benzol 13 1070 1,4 8 38 47 2,77 7,36
Methyl alchol 52 1065 6 36,5 83 107 1,11 6,63
Ethyl alchol (99%) 57 1034 4 14 58 72 1,59 6,61
Isopropyl alchol (99%) 59 1148 44 55 2,07 6,57
Ethyl acetate 26 1130 34 43 3,04 7,4
Sec-buthyl acetate 60 25 31 4 7,22
Aceton 6 1340 2,15 13 27 35 2 6,64
Methyl ethyl keton 24 37 47 2,41 6,75
Hexane 0 450 1.2 6,9 27 34 2,97 5,77
Heptane 22 450 1 6 24 30 3,51 6,07
Octane 45 450 0,9 6 23 28 3,65 6,05
Process naphtha 21 450 1 6 24 30 3,51 6,1
VM & P naphtha
55 450 1,2 6 21 26 4,04 6,11
Varsol # 1 105 450 1,1 6 19 24 4,76 6,53
Varsol # 2 110 450 1,1 6 20 24 4,73 6,67
Varsol B 105 450 1,1 6 18 23 4,9 6,55
Varsol C 105 450 1,1 6 18 23 4,9 6,7
Varsol high-flash 112 450 1,1 6 17 22 5,1 6,46
H.S.D. naphtha 122 500 1,1 6 17 21 5,41 6,55
Solvesso toluol 45 1026 1,3 6,7 31 39 3,17 7,23
Solvesso xylol 81 900 1 5,3 27 34 3,65 7,25
Solvesso 100 110 900 1 6 23 29 4,24 7,25
Solvesso 150 149 900 1 6 21 27 4,8 7,42
High aromatic naphtha 140 20 25 5,14 7,53
5/ n nh hoá hoc:
- Khi dùng dung môi phi lu ý xem dung môi ó có cha nhng nhóm hot ng có kh
nng phn ng hoá hc vi các phn t khác hay không, nu có snh hng rt ln n tính
nng ca màng sn.
- Dung môi c dùng không nên cha nhng hp cht sunfua và không c có tính
axit vì nó s n mòn kim loi hoc phn ng vi mt s bt màu hoc nha trong sn.
+ Tính axit c xác nh bng vic chun bng dung dch KOH, cht ch th
phenol Phtalein.
+Sunfua c xác nh bng cách nhúng ming ng sch vào dung môi, nu ming ng
chuyn sang màu ti có mt sunfua.
6/ Mùi và màu:
- Mùi mnh hoc khó chu trong dung môi có nh hng sinh lí trm trng n công nhân
và ngi s dng sn. Mùi ôi lúc do lng nh tp cht không th tách ra c khi ung môi
gây nên hoc do bn cht ca dung môi ó.
8
Mi ngi có phn ng khác nhau vi mùi. Ví d butyl alcol không h gì vi mt s
ngi nhng i vi mt s ngi khác thì nó li gây nôn ma => Tt nht nên chn dung môi
không mùi.
- Màu cng nh hng không tt n các loi sn trng và màu sáng nên cng phi lu ý.
7/ T trng; Giá thành.
- Trên th trng, có ni dung môi c bán theo khi lng có ni dung môi c bán
theo th tích và giá c s khác nhau. Nên tin vic s dng và theo dõi giá c thì nên chú ý
n t trng ca dung môi. Mt khác dung môi thng c mua theo khi lng và n phi
liu trong sn xut cng tính theo khi lng, nhng khi bán sn phm sn thì thng bán theo
n v th tích. Cho nên t trng cng là c s thnh lp n và tính giá thành sn phm.
- Dung môi c dùng phi m bo giá c phi chng, d kim.
- Vic s dng cht pha loãng làm gim áng k giá thành sn phm.
Ngoài ra dung môi phi không cha nc (hút m) và tp cht c hc, tp cht màu,
mùi nh trên. Nu dung môi cha nc s làm màng sn c m, kém bám dính.
II/ Mt s dung môi:
1/ Dung môi terpen: c ly t cây thông.
Là dung môi c dùng sm nht trong công nghip sn.
- Trc ây ngi ta tách nha thông và du thông t cây thông nhng sau ó do nhn
thy hiu qu kinh t không nên ngi ta ch chic t gc cây thông còn thân thì ùng vào vic
khác.
- - Mt s terpen và các dn xut ca nó:
Terpen và các dn xut ca nó là các hidro mch vòng, không no.
2/ Dung môi hidro cacbon:
- Thng
- Thm
- Naphtenic: là các hp cht mch vòng, no hoc không no, có hoc không có mch
nhánh alkyl.
Ví d:
CH
CH
C
3
3
3
_
_
CH
CH
CH
CH
CH
C
3
3
3
CH
CH
CH
C
2
3
3
CH
CH
CH
HC
3
3
3
_
_
C
CH
CH
CH
=
3
3
2
_
_ Pinen
_Pinen
Di penten
( Ter Pinolen )
( P_ xynen )
CH
CH
C
C
H
OH
3
3
3
_
_
_ Ter pineol
9
- Dung môi hp hp cht mnh thng:
n- hexan ; 2,2 -dimetyl butan ; 2-metyl pentan.
- Dung môi hp cht thm:
C
6
H
6
; 0- xylen ; p-xylen ; m- xylen ; toluen
- Dung môi naphtenic:
Xiclopentan ; xiclohexan ; etyl xiclohexan.
3/Dung môi có cha oxi.
Thng là nhng dung môi phân cc, giá thành cao nên trong sn ngi ta thng dùng
kt hp vi các dung môi khác thay i tính nng ca màng và gim giá thành.
- Các loi sn cha oxi:
Alcol:
CH3OH c nên ít dùng ; C3H7OH
C2H5OH ph bin ; C4H9OH
Este: etyl axetat ; butyl axetat
Ceton : axeton ; MEK (metyl, etyl xeton)
Ete:
Ete ca etylen glicol:
CH
3
OCH
2
CH
2
OH metylcellosolve
C
2
H
5
OCH
2
CH
2
OH cellosolve
4/ Dung môi cha clo:
Có kh nng chng cháy, giá thành cao, thng là c nên hn ch s dng.
Mt s dung môi cha clo thông dng:
Cloroform ; Tricloetylen ; CCl
4
5/ Dung môi Nitro Parafin:
Nitrometal ; Ntroetal ; 1- Nitro Propal ; 2- Nitropropal (4 loi thông dng nht)
Nó dùng tt cho các sn có cht to màng là polyvinyl, xenlulo và các dn xut ca
xenlulo, t bit là axetat xenlulo.
Các loi dung môi này thng không c, không có kh nng gây cháy n tr nitro metal
6/ Dung môi furan và các dn xut:
O
CH
2
OH
Tetra Hidro Fufuryl Alcol
O
Furan
O
CHO
Fufuryl Alcol
O
CH
OH
2
Fufuran
O
Tetra hidro furan
10
Chng III CHT LÀM KHÔ.
tng nhanh quá trình óng rn màng sn ngi ta a vào sn mt cht gi là cht
làm khô hoc cht óng rn.
Cht làm khô gi vai trò làm tng nhanh tc khô cng màng sn gc du, du nha,
sn gc tng hp bin tính du (sn alkyd, epoxi )
I/ Thành phn cht làm khô:
Trc ây cht làm khô ch yu làm bng xà phòng chì, cobalt, mangan ca axit béo du
lanh hoc axit nha nh: cht làm khô linoleat, cht làm khô resinat.
Hin nay còn có xà phòng ca mt s axit hu c c dùng làm cht làm khô.( cht làm
làm khô là xà phòng kim loi nng ca các axit hu c )
Bng sau ây là c im ca mt s cht làm khô thng mi:
Loi % rn % kim loi T trng riêng
Pounds/gallon nht
Linoleates
Pb
Pb
Co
Co
Mn
Zn
100
100
100
100
100
100
13
26,5
4,26
8,5
4,35
8,2
1,05
1,25
0,97
1,03
0,98
1,03
8,75
10,45
8,05
8,58
8,15
8,58
Heavy liquid
Solid
Heavy liquid
Solid
Heavy liquid
Solid
Resinates (acid nh
Pb
Pb
Co
Mn
Zn
100
100
100
100
100
16
24
3
3,5
1
1,27
1,4
1,11
1,13
1,08
10,63
11,7
9,23
9,4
9,02
Solid
Solid
Solid
Solid
Solid
Naphthenates
Pb
Pb
Pb
Co
Co
Mn
Mn
Zn
Ca
Ca
Fe
42
62
100
56
100
62
100
60
62
58
72
16
24
34
6
10
6
10
8
5
4
6
1
1,15
1,44
0,96
1,15
0,97
1,15
0,98
0,95
0,93
1,01
8.33
9,6
12
8
9,6
8,1
9.6
8,2
7,9
7,76
8,4
0,5
0,5
Paste
0,5
Paste
0,5
Paste
0,5
0,5
0,5
1,4
Octoates ( CH
3
(CH
2
)
3
CHCOOH
11
Pb
Co
Mn
Zn
Ca
54
40
45
41
43
24
6
6
8
4
1,12
0,9
0,9
0,9
0,9
9,33
7,5
7,5
7,5
7,5
0,5
0,5
0,5
1,6
0,65
Tallates (acid béo và acid nha thông)
Pb
Pb
Co
Co
Mn
Mn
57,6
71,3
45,4
74,6
48,2
72,4
16
24
4
6
4
6
1.04
1,16
0,9
0,98
0,9
0,97
8,7
9,7
7,5
8,15
7,5
8,1
0,5
1,25
0,5
3,7
0,5
2,5
Cht làm khô c bán trên th trng dng dug dch trong xng pha sn (mineral
spirite ) hàm lng kim loi c th và dng không có dung môi dùng trong mc in và sn
không dung môi.
- bng là c im ca mt vài cht làm khô thng phm tuy nhiên chúng có th thay
i tu thuc vào mi nhà sn xut khác nhau.
- Trên th trng cht làm khô linoleat và resinat c bán vi tên ca nó nhng nhng
loi khác c bán vi tên thng mi
tên thng mi ca mt s cht làm khô:
Loi cht làm khô
Hãng sn xut Naphthenate Octoate Tallate
Advance Solvent and Chem.Corp.
Ferro Chemical Corp.
Fred. A. Stresen - Reuter, Inc.
Nuodex Products Corp.
Harsaw Chemical Corp
Soligen
Naphthenate
Naphthenate
Nuodex
Uversol
Hexogen
Catalox
Octoate
Octoate
Octosol
Advasol
Tallate
Nuolates
Linoresinate
Yêu cu rt quan trng i vi cht làm khô là phi duy trì hoà tan tt và n nh trong
dung dch, kt hp tt vi cht to màng.
- Cht làm khô linoleat, resinat và tallat c iu ch t các axit có kh nng b oxi hoá
nên có khuynh hng thay i theo thi gian.
- Nhng cht làm khô naphtenat và octoat c iu ch t axit hu c no do ó không b
oxi hoá nên n nh hn
+ Cht làm khô linoleat c iu ch t axit hn hp ca du lanh.
+ Cht làm khô resinat c iu ch t axit nha thiên nhiên.
+ Cht làm khô naphtenat c iêìu ch t nhng axit naphtenic là sn phm ca quá
trình tinh luyn u m vi công thc tng quát CnH2n-2O2, CnH2n-4O2,
CnH2n-6O2 và cha c hai n xut cyclopentan và xiclohexan.
R: hidro hoc gc alkyl
COOH
R
RR
R
R
2
2
2
2
COOH
R
R
R
R
R
R
2
2
2
2
2
12
Naphtenic là axit no không nhy vi s oxi hoá nên to các xà phòng n nh hn.
Tuy nhiên chúng cha mt lng nh tp cht mang màu và phn nào có mùi khó chu. Loi
cht làm khô octoat khc phc c nhc im này. Nó c iu ch t axit octoit.
2-etyl hexoic axit.
Axit này không b oxi hoá nên dùng làm cht làm khô nhng t hn axit naphteic.
II/ Sn xut cht làm khô:
Cht làm khô c tng hp bng cách nu mui hoc oxit kim loi trong du khô và
nha ri pha loãng sn phm vi xng pha sn và gi la “cht làm khô lng” chúng có khuynh
hng “to cn” theo thi gian do s oxi hoá làm gim hoà tan
- Du thng dùng là du lanh hoc du cá và nha cây mà ch yu là nha thông.
- Trong mt vài cht làm khô ngi ta cho vào mt lng nh vôi nhm tng phân tán
và n nh.
Chì c dùng ch yu là oxit chì PbO. Ngoài ra còn dùng cacbonat và axetat chì
Cobalt c dùng dng acetat cobalt vì oxit cobalt rt khó tan
Mangan c dùng dng oxit mangan hoc Borate (MBO2 ,M3BO3, M2B4O7)
Do oxit Mangan phn ng chm vi du và òi hi nhit cao, sn phm có màu ti
do ó dùng loi bt mn MnO2 phn ng xy ra d dàng hn nhng t hn. Nu yêu cu
màu sáng hn nên dùng Borat mangan.
-Tin hành:
Du và nha c gia nhit t 3500÷5000F ph thuc vào mui kim loi c cho vào, mui
này c cho vào t t và khuy trn mnh. Gia nhit t t n khi phn ng xy ra hoàn toàn.
im dng phn ng rt khó xác nh và hàm lng cui ca kim loi không th ng nht gia
các m. Làm ngui n 4000F, pha loãng trong xng pha sn và bm vào thùng cha.
ng tháo sn phm phi cách áy khong 0,3 m cn không vào thùng cha. Cn c
ly ra theo nh k ng ng di áy hoc m np.
+Cht làm khô thng phm tiêu chun c iu ch bng mt trong hai phng pháp
nu chy hoc kt ta.
• Phng pháp nu chy:
Lng mui kim loi ã tính toán c gia nhit vi axit hu c. Do phn ng vi axit d
dàng hn vi du nên nhit phn ng thp hn và màu sn phm p hn. Mui kim loi
c cho vào t t và khuy trn u .Nhit tng lên t t do nhit phn ng to ra. Sau khi
phn ng xy ra hoàn toàn tng nhit n 225÷ 3000F tách nc ca phn ng, phi gia
nhit chm tránh s to bt. Nu cht làm khô c bán vi hàm lng rn 100% thì m lúc
ó c làm ngui và óng gói sau khi iu chnh hàm lng kim loi. Nu bán dng dung
dch thì lúc ó m sn phm c bm vào thùng pha loãng cha dung môi khuy trn mnh
to dung dch ôìng nht. Cho vào mt ít cht tr lc và lc vào thùng trn. Ly mu và xác nh
hàm lng kim loi. Hàm lng kim loi thng cao hn tiêu chun và c iu chnh bng
cách cho thêm dung môi vào.
• Phng pháp kt ta:
Cho dung dch nc ca mui kim loi nng vào dung dch nc xà phòng natri ca axit
béo
( c iu ch bng phng pháp NaOH + axit béo) to xà phòng trung tính (xà phòng ca
kim loi nng). Xà phòng này càng sch (không cha) cacbonat càng tt do các kim loi ca
CH
CH
CH
C
H
COOH
3
2
3
5
2
_
_
_
i
()
13
cht làm khô to cacbonat mà các cacbonat này không tan trong du. Dung dch xà phòng c
lc và thng cho vào lng d axit ci thin n nh ca cht làm khô.
Các mui kim loi tan trong nc nh axetat chì, nitrat chì, sunfat colt hoc sunfat
mangan c cho t t vào dung dch xà phòng nóng, khuy u n khi kt ta hoàn toàn. Tách
lp nc kt ta ra vài ln bng nc nóng ri làm khô bng cách gia nhit nhit
210÷3000F tu thuc vào cht làm khô iu ch. Nó có th c bán dng 100% hàm lng
cht rn hoc hoà tan trong xng pha sn bán dng dung dch.
• Cht làm khô kt ta thng có màu sáng hn và hàm lng kim loi ôìng u hn cht
làm khô nu chy .
III/ S dng cht làm khô:
Lng châït làm khô c tính toán da trên hàm lng kim loi ã bit.
Lng kim loi c tính da vvào hàm lng u. Ví d: vi vecni yêu cht làm khô
da trên % kim loi so vi hàm lng du trong vecni.
Vi các nha tng hp: alkyl, silicol thì lng cht làm khô c dùng trên c s % kim
loi so vi hàm lng nha rn.
Ví d 1: 0,6% chì, 0,04 % cobalt, 0,004% mangan so vi du.
Ví d 2: 0,3% chì, 0,03% cobalt so vi hàm lng nha rn.
- Cht làm khô c dùng ph bin nht trong sn oxi hoá và óng rn nhit thng
(có mt oxi không khí). Ngoài ra còn dùng trong sn sy nóng.
- Trong mi trng hp nên dùng cht làm khô vi lng ti thiu va áp ng yêu
cu làm khô màng.
Nu dùng d:
• Tng giá thành.
• Tng khuynh hng bin màu ca màng sn theo thi gian hoc khi sy.
• Gim mm do ca màng theo thi gian. Nu dùng d cht làm khô cobalt và mangan có
th làm nhn màng trong sn sy nóng và ngui, c bit nu màng dày hn bình thng.
VI/ C ch tác dng ca cht làm khô:
Mt dù cht làm khô c dùng ã lâu nhng c ch tác dng ca nó n nay vn
cha r ràng.
Tuy nhiên, qua kho sát ngi ta cho thy rng lúc u xut hin giai on cm ng tc giai
on na không có gì thay i xy ra nhng nu thay vì du thiên nhiên ta dùng este glixerin ca
axit linolenic có tinh khit cao thì thi gian cm ng không còn. Do vy ngi ta cho rng
trong du thiên nhiên có cha cht chng oxi hoá, cht này c oxi hoá bi cht làm khô trc
khi s oxi hoá ca du xy ra to thành màng.
Khi có mt cht làm khô thì tc hp th oxi ca màng u tng do s thay i hoá tr
mà cht làm khô ly oxi phân t t bên ngoài không khí bin thành oxi nguyên t hot ng hn
ri truyn cho du thúc y phn ng to màng.
Khi có mt cht làm khô, lng oxi tng cng c hp th bi màng trong quá trình khô
bé hn do cht làm khô làm tng quá trình phân hu các peroxit cng nh hidroperoxit làm tng
tc to ni ngang to màng khô.
2(RCOO)
2
Mn O
2
2(RCOO)
2
Mn
+4
O
2Mn(RCOO)
2
+ 2 O
+
__
14
V/ Các kim loi dùng trong cht làm khô:
Khi kho sát kh nng làm khô màng ca 20 kim loi và mt s xà phòng ca chúng,
klebsattel kt lun rng: Cobalt, Vanadi và Mn hot ng nht. Tác dng làm khô ca Ni và Cu
bng không, không có kim loi nào cn tr tc khô.
Trong cht làm khô thng kt hp 2 hay nhiu kim loi do mi kim loi có mt tác dng
riêng trong quá trình làm khô.
Ví d: Pb c xem là cht làm khô chiu sâu.
Co là chát làm khô b mt.
Mn làm khô b mt nhiu hn chiu sâu.
Zn ngn chn khô b mt nhng thúc y khô chiu sâu bng cách gi b mt
không khô Oxy c liên tc xâm nhp và hp th vào.
Cht làm khô Fe thng có màu rt ti, c bit không có hiu qu nhit thng
nhng rt có hiu qu nhit cao và c dùng rng rãi trong sn en sy nóng.
Ca nu dùng mt mình thì tác dng làm khô không cao nhng khi có mt Co thì rt hiu
qu.
Pb khi có mt hi H2S thì s có màu ti vì vy tránh dùng Pb vi nhng màng sn tip
xúc vi hi H2S.
Ca không có tính c nh Pb nên c dùng trong sn không c, không có Pb nhng
bn nc ca màng sn cha cht làm khô Ca không tt bng Pb. Do vy Ca luôn c dùng
vi lng ti thiu.
Trong thc t vic dùng kt hp các loi cht làm khô thng làm tng nhanh tác dng
làm khô.
Ví d: Gi s màng sn không có cht làm khô s khô trong thi gian 120 n 125 gi.
Nu dùng mt mình cht làm khô Mn thì thi gian khô (t) là 12 gi. Nu dùng Pb thì t = 26 gi.
Pb + Mn thì t = 7,5 gi. Pb + Mn + Co thì t = 6 gi.
VI. iu kin i vi kim loi trong cht làm khô:
Kim loi dùng làm cht làm khô phi dng hoà tan trong du, nha và các dung môi
dùng vi nó.
Kim loi dùng làm cht làm khô hiu qu nht khi nó có th tn ti hn mt tng thái
Oxy hoá. Chúng thng là nhng kim loi nng. Nhng kim loi này có lp v in t bên trong
cha bo hoà nên hot ng hn.
Ví d: Ni tng t nh Co v nhiu mt (ch nói v tính cht vt lý) và xà phòng
Naphtenat ca nó cng tan tt trong du, nha nhng không c dùng làm cht làm khô do
in t lp v bên trong ca nó ã bão hoà nên n nh vi Oxy trng thái hoá tr thp.
Ngày nay ngi ta c bit quan tâm sn xut sn không mùi, do vy ngoài vic chn la
dung môi không mùi còn phi chú ý n mùi ca cht làm khô, c bit i vi sn ni tht.
VII/ S ht ph cht làm khô:
Mt s bt màu (mui than, TiO2 ) có kh nng hp ph cht làm khô làm cho cht làm
khô không còn có sn trong du xúc tin quá trình khô do vy tc khô b gim.
khc phc hin tng này có các bin pháp:
+ X lý b mt bt màu sao cho hp ph ca bt màu i vi cht làm khô là bé nht.
Tuy nhiên vic x lý rt phc tp nên tn kém và có thnh hng không tt n mt vài tính
cht ca bt màu.
+ Dùng d cht làm khô sau khi t c hp ph ca bt màu i vi cht làm
khô thì vn còn cht làm khô xúc tác cho qúa trình khô xy ra. Tuy nhiên bin pháp này
15
thc t không tt vì hp ph cht làm khô chm do vy s còn mt lng ln cht làm khô
trong du nu sn c dùng trc khi hp ph ã bão hoà.
+ thêm vào mt cht c hp ph chn lc bi bt màu. Cht này thng c cho vào
trong quá trình nghin. ây là bin pháp tt nht.
Chng IV. BT MÀU
Các vt có màu st khác nhau vì chúng có kh nng hp th và phn x khác nhau i vi
ánh sáng nhìn thy. Ánh sáng nhìn thy là t hp ca 6 màu c bn có bc sóng t 400÷700 A0
Màu Bc sóng (A0)
Tím 400÷465
Lam 465÷510
Lc 510÷580
Vàng 560÷590
Cam 590÷620
620÷700
Khi chiu mt chùm ánh sáng trng lên mt cht nào ó có th có các trng hp sau:
+ Cht phn x hoàn toàn ánh sáng trng chiu vào s có màu trng.
+ Cht hp th hoàn toàn ánh sáng trng chiu vào s có màu en.
+ Cht hp th mt vài tia ng vi mt vài bc sóng và phn x phn ánh sáng còn li
thì s mang màu ca nhng bc sóng phn x.
Do vy màu ca b mt là do s hp th và phn x chn la ánh sáng trng chiu vào.
Ti sao các cht hp th và phn x chn lc ánh sáng trng thì có màu ?
Yu t c bn ca s to màu trong các cht là do s sp xp và dao ng c trng ca
các in t trong nguyên t và phân t. Nhng yu t này thay i tu thuc vào các yu t sau:
dng tinh th , dng ht, kích thc ht, mc phân tán trong màng sn và mt phn ph thuc
vào bn cht ca cht to màng.
Khi các in t dao ng vi các tng sô ï tng ng bc sóng nào thì s hp th tia
sáng có bc sóng ó và phn x phn còn li to nên màu ca cht ó.
Ví d: Cht có cu trúc in t dao ng vi tng s tng ng vi bc sóng ánh sáng
màu lc thì nó s hp th tia sáng và phn x các tia còn li làm cho cht ó có màu .
Kích thc ht cng làm thay i màu ca bt màu.
Ví d: khi thay i kích thc ht thì Fe2O3 có th có màu t cam n sm.
Nh vy mt cht (hay bt màu) có th có các màu sc c bn sau: 6 màu, , cam ,
en, trng, ghi (xám) là màu to nên do phi trn hai màu trng và en.
V mt quang hc: en, trng, xám không tng ng vi bc sóng riêng nên gi là
không màu sc.
V mt công ngh thì các mt này vn c coi là có màu. Bt màu ta dùng có th mang
mt trong 6 màu c bn hoc phi trn gia các màu ó và phi trn màu trng vi en, xám.
Nhng cht hp th hoc phn x hoàn toàn ánh sáng trng là nhng cht c (không
trong sut). Nhng cht cho ánh sáng xuyên qua hoàn toàn là nhng cht trong sut hoàn toàn
(nc ct, ru tinh khit, thu tinh ). Nhng cht trong sut nhng vn có màu ó là màu ca
nhng tia sáng xuyên qua.
Ví d: Dung dch Fe(CNS)3 có màu do Fe(CNS)3 hp th mnh tia màu xanh, xanh lá
cây còn nhng tia khác thì cho xuên qua.
16
Khi pha mu, mun bit mu ó t cha ngi ta dựng phng phỏp so mu vt liu sn
vi nhng thang mu tiờu chun. Hin cha cú thang mu tiờu chun chung mang tớnh quc t
nhng nhiu nc tiờn tin hay nhiu hóng sn xut ln cú nhng thang mu tiờu chun gn nh
nhau v lu hnh trờn th trng nhng thang mu in sn trờn giy nha hay kim loi.
Vic chn v pha mu trờn thc t c tin hnh bng thc nghim, tin cy ph thuc
vo kinh nghim ca k thut viờn.
-C s k thut pha mu l cỏc gin phng, tam giỏc, t giỏc nhng ph bin nht
l s ũ cu
I. Bt mu.
1/ Khỏi nim:
Bt mu l thnh phn quan trng to mu cho mng sn. Bt mu khụng ho tan trong
dung mụi hoc du. Nú c nghin ng u viù cht hoỏ do cú tỏc dng che ph b mt,
chng xuyờn thu ca tia t ngoi lm cho mng sn cú mu, chu nc, chu khớ hu, nõng cao
cng mi mũn, kộo di tui th mng sn
-Bt mu l nhng cht cú mu sc, cú nhiu cỏch phõn loi cht mu: Theo mu sc,
theo thnh phn, theo tớnh cht, theo lnh vc s dng,
cú tm nhỡn tng quỏt ta cú th h thng di dng s :
Cụng nghip sn s dng phn ln cht mu khụng tan (bt mu, Pigment) v mt lng
nh cht mu tan trong du dựng sn xut vecni.
Nh vy, bt mu trong sn xut sn l nhng cht mu dng ht mn (mt vi àm)cú
mu sc khỏc nhau khụng ho tan m cú kh nng phõn tỏn trong nc, trong dung mụi v cht
to mng.
Tỏc dng ca bt mu:
khọ ngh oaỡ tan
(bọỹt maỡu (Pigment) )
hoaỡ tan phỏứm maỡu
(thuọ ỳcnhuọỹm)
ồn chỏỳt
Hồỹp chỏỳt
Hổợu cồ
Tan trong dung mọi
Tan trong nổồùc
Nguyón gọỳc
Taùch kóỳt
Bọỹt
Al
Cu
Zn
Pb
Muọỹi than
Tha n nung
Than chỗ
Azo
a voỡng
Phổùc nit rozo
Muọỳi kóỳt
Azo, axit
-
Muọỳi k óỳt
phenyl metal
Tan trong dỏửu Tan trong cọửn
-
Thu ọỳc nhuọỹm:
xồ, sồỹi, vaới, len
bọng, tồ sồ ỹi tọứng
hồỹp
-
Mổỷc vió ỳt
-
Chỏỳt maỡu
thổỷc phỏứm
Oxit: TiO
2
, ZnO(ZnS)
Fe
2
O
3
, Pb
3
O
4
,Cr
2
O
3
Muọỳi: Sunfat
Fọtfat,titanat
Cromat, Molipdat
Phổùc chỏỳt:
xanh lam (xanhpari)
xanh bióứn ( ultra marin)
Họứn hồỹp:
Litopon (Zn s
+
BaSO
4
)
Sunfopon (ZnS
+
CaSO
4
)
CHT MAèU
17
- To v m quan cho sn phm sn ( làm cho b mt vt liu sn có màu sc p, nhn)
- To bn ánh sáng (chng xuyên thu ca tia t ngoi), chu nc, chu khí hu, tng
bn chc, tng kh nng bo v chng n mòn, mài mòn cho màng sn. Chng gh cho kim
loi nn (bt chng gh).
*. Mt s tính cht ca bt màu:
- Kích thc ht:
Bt màu dng bt, nu kích thc quá ln thì s phân tán trong h không ng nht dn
n màng sn kém bng phng nhng nu quá bé thì din tích b mt riêng ln dn n
hp ph cht to màng ln nên phi s dng t l gia cht to màng và bt màu cao dn n
tn kém nhiu cht to màng, ng thi to nhng tp hp nh trong sn gi là vón cc cc
b.
Thông thng kích thc ht nh sau.
Sn lót: 20 ÷ 40 µm ( tiêu chun quc t)
40 ÷ 50 µm (tiêu chun Vit Nam)
Sn ph: 5 ÷ 10 µm (tiêu chun quc t)
20 ÷ 40 µm(tiêu chun Vit Nam).
i vi sn lót trong mt s trng hp có th duy trì 60 ÷ 70 µm to cho màng có
nhám nht nh.
- ngm du:
Là lng du (Polymer) tính bng gam cn dùng ngm vi 100g bt màu to thành bt
nhão.
ngm du càng bé càng tt vì tn ít du nhng không c bé quá do lúc ó bt màu
khó b thm t bi cht kt dính làm màng kém cht ch, do vy màng s kém bn và thm m.
Cn c vào ngm du xác nh lng du cn dùng khi sn xut sn màu.
Thc t lng du cn dùng gp ôi ngm du.
ngm du ph thuc vào bn cht bt màu và cht to màng.
- Kh nng che ph:
Là lng bt màu cn thit (tính bng gam) ph lên 1m2 b mt sn.
Kh nng ph ln thì s cn ít bt màu. Mun vy bt màu không nên mn quá.
- Cng màu: là lng màu cn thit t n tông màu.
- bn màu: theo thi hoc di tác dng ánh sáng, các yu t môi trng.
*. Mt s bt màu vô c thng dùng:
Tên gi T.Phn ch yu Trng lng
riêng g/cm3
Tác dng và
phm vi s dng
1. Bt màu trng
- Litopon
- Cacbonat chì
- Oxid km
- Sulfat Bary
- Oxid Titan
ZnS + BaSO
4
nPbCO
3
.Pb(OH)
2
ZnO
BaSO
4
TiO
2
4,18 - 4,20
6,7 - 6,86
5,66
4,35 - 4,49
3,85 - 3.9
Bt màu ph bin cho các loi sn
gy dùng trong nhà
Dùng cho sn bn thi tit
Bt màu ph bin
Dùng ph bin vi nhiu loi sn
2. Bt màu xám
- Bt nhôm
- Bt km
Al
Zn
2,64
7,06
3. Bt màu en
- Mui than
- Bt chì
94% C
Pb
1,6 - 2
11,344
Dùng cho nhiu loi sn
Làm sn nn chng g
18
4. Bt màu vàng
- Cromat chì
- Bt Cromo km
PbCrO
4
m.ZnOn.CrO
3
pK
2
Oq.H
2
O
6 - 6,12
Dùng cho nhiu loi sn
Làm sn nn chóng g tr
ên nhôm và các
kim loi khác
5. Bt màu , da cam
- Qung st Mumia
- Xuric st
- Xuric chì
Qung Fe2O3
Qung Oxid st
Pb
3
O
4
8.3
Dùng ph bin. R, bn và sáng
Dùng php bin, r và bn
Bt màu chng g tt nht
6. Bt màu nâu
- Oxid mangan Mn
2
O
3
n.H
2
O 4,2 - 4,4 (n=1) Dùng cho sn ngoài tri
7. Bt màu tím
- Ph phm Pyrite Fe
2
O
3
4,95
II/ Bt màu trng.
Bt màu trng là hp phn quan trng trong các loi sn trng và sn màu sang (kem, ghi
nht, cm thch ). c dùng rng rãi nht là oxit titan, oxit km, litopon, sunpopon, cacbonat
chì.
- Các bt màu cng khác nhau nhiu v tính cht vt lý và hoá hc. Do vy ngi lp n
pha ch cn nm rõ c s khác nhau ó.
Bng: Mt s tính cht vt lý ca các bt màu trng tiêu biu
Bt màu Gal/100lb hp ph du* Ch s khúc x Lc ph**
Basic carbonate white lead
Basic sulfate white lead
Basic silicate white lead
Oxit chì
Sunfit km
Litopon
TiO
2
(A)
TiO
2
(R)
1,78
1,9
3
2,14
3
2,79
3,08
2,86
8 - 15
10 - 14
15
12 - 25
22
12 - 18
20 - 25
18 - 22
1.94 - 2,09
1,93 - 2,02
2,08
2,37
2,55
2,76
15 - 25
13 - 16
12
20
58
27
115
147
* s g du d thm t 100g bt màu
** n v là feet vuông trên 1 puond bt màu. Nó ch có giá tr tng i vì lc ph bnh hng bi nng (kích
thc) ca bt màu
1 gallon = 4,55 lit, 1 pound = 450 gam, 1 feet = 0,3048 met.
1/ Titan ioxit (TiO2):
TIO2 có hai dng thù hình: anataz và rutin. ây là loi bt màu trng có cng màu và
lc ph ln nht, trong ó dng rutin có ch s khúc x ln hn, ht mn hn nên lc ph cao
hn nên nó c dùng nhiu hn.
Trong vùng có ánh sáng nhìn thy c hai dng u có kh nng phn x cao nên trng
cao. Tuy vy trong vùng sóng ngn (tím và t ngoi gn) kh nng phn x gim. dng rutin
gim nhiu (nên không chng tia t ngoi tt) do ó dng rutin vàng hn.
TIO2 có hot tính quang hoá cao. Di tác dng ca ánh sáng, c bit là vùng sóng ngn
b mt b tách oxi làm màng sn b hoá phn và có th làm bc màu các cht hu c khi tip xúc
vi chúng. Do vy TIO2 cao cp thng có các ph gia hn ch thp nht kh nng quang
hoá này.
Tp cht kim loi (Fe, Mn ) làm TIO2 có th thay i màu khi chu tác ng ca ánh
sáng, nhit , không khí Hin tng “vàng hoá “ này dng rutin nhy hn dng anataz. Ph
gia chng li hin tng này là các cht hunh quang hay có kh nng ty trng quang
hc(tím mangan, xanh bin).
19
TiO2 bn hoá hc: Không tan trong nc, chu c kim loãng, axit c, ch hoà tan
hoàn toàn trong hn hp sunfat amon và H2SO4 m dc, chu nhit cao (1840 + 100C mi
nóng chy) không b i màu di tác dng ca khói công nghip.
TiO2 c dùng nhiu trong hu ht các loi sn màu sn men dng dung môi và tan
trong nc. TiO2 loi có mn cao và tinh khit c dùng trong mc in.
2/ Chì trng:
Có 3 loi c dùng nhiu nht hin nay là:
Basic cacbonat white lead ( B. C. W. L), Basic sunfate white lead ( B. S. W. L) và basic
silicate white lead ( B. S. W. L)
a/ Basic carbonate white lead (carbonate chì trng):
Có hai dng:
- Dng hn hp:
+ 4PbCO
3
.2Pb(OH)
2
.PbO
+ 2PbCO
3
.Pb(OH)
2
- Carbonate chì PbCO3:
Carbonate chì có các hot tính hoá hc vi axit trong cht to màng và màng sn bé hn
carbonate chì kim do ó bn màng sn khi dùng carbonate chì kim bé hn khi dùng d
carbonate chì thng.
b/ Basic sunfat white lead (sunfat chì trng):
có 5 dng:
- Tetrabasic chì sunfat (PbSO4.4PbO).
- Tribasic chì sunfat ngm nc (PbSO4.3PbOnH2O)
- Monoobasic chì sunfat (PbSO4.PbO)
- Chì sunfat bình thng (PbSO4)
Sunfat chì kim cho màng sn có tính cht tt hn sunfat chì thng do oxit chì trong bt
màu chì có vai trò quan trng quyt ng tính cht ca màng sn.
c/ Basic silicate white lead (silicate chì trng)
Quá trình tng hp c tin hành nh sau:
4PbO.SO
3
+ SiO
2
= 2PbO.SO
3
+ 2PbO.SiO
2
Thành phn sn phm thay i tu theo t l nguyên liu u. thng thành phn ca nó
nh sau:
HO Pb O Pb O O O O O Pb OH
HO Pb O Pb O O O O O Pb O Pb OH
C C C C
__
_
_
_
_
_ _
_
_ __
_
_
HO Pb O O O
HO Pb O O O
C C Pb
_
_
_
_
4PbO + H
2
SO
4
4PbO.SO
3
H
2
O
+
20
PbO : 47,9%
SiO
2
: 47,9%
SO
3
: 4,2%
3/ Oxit km:
Bt màu oxit km có loi cha và không cha chì. Nu oxit km cha > 5% sunfat chì thì
c xem là oxit km - chì.
Oxit km có dng bt màu trng, cu trúc tinh th, kích thc ht 0,1 ÷ 0,5µm
Kích thc ht ti u lc ph ln nht t 0,2 ÷ 0,3µm.
Khi ht càng mn thì ph càng cao nhng càng nhy vi tác nhân khí quyn, quang
hoá, hoá hc.
ZnO là bt màu có tính kim yu phn ng c vi axit béo t do trong du hay sn
phm phân hu ca cht to màng. Khi lng axit t do này thp thì hin tng này làm tt tính
thm t ca bt màu, gim sa lng bt màu trong sn, tng chút ít tính chu m ca màng. Nu
lng axit t do ln s làm keo t, màng sn m và kém bám dính.
- Nu lâu ngoài không khí s b carbonat hoá làm tng mui tan trong nc và gim
lc ph.
- So vi TiO2, ZnO kém v nhiu mt nhng nh có trng khá cao và giá thành thp
nên c dùng nhiu trong các loi sn, màu, sn men cht lng trung bình dùng sn trong
nhà.
4/ Litopon (ZnS + BaSO
4
):
Là bt màu trng kt tinh (thu c bng cách ng kt ta ZnS và BaSO4 theo ng
lng) có ch s khúc x 2,0
Khi tng Zn thì lc ph tng
Bn kim, kém bn axit. ZnS b axit loãng phân hu y H2S ra. Tuy vy nó bn vi
axit béo t do trong du hay cht to màng, bn vi khí công nghip hn ZnO.
- c dùng trong sn c có dung môi và sn pha nc làm vic trong nhà, ngoài tri,
ni có khí hu không khc nghit.(Trong sn loãng litopon d b sa lng)
- Giá thp hn ZnO.
III/ Bt màu en:
T ngi ã dùng than xng và mui t các ám cháy có khói làm nguyên liu màu
en. Hin nay ngi ta vn dùng than xng và mui làm bt màu en trong sn và trong mc
in. Ngoài ra mt s hp cht khác cng c dùng làm bt màu en.
21
Mt s loi bt màu en:
1/ Than mui:
Mui nh dn khói, mui lò thuc loi than mui.
Mui ng dn khói có màu en m.
Mui lò có màu en xám.
Than mui c dùng rng rãi làm bt màu en trong cơng nghip sn, mc in. Cơng
nnghip cao su dùng khon 90% sn lng than mui. Nó dóng vai trò là tác nhân gia cng và
n hn là to màu.
- Kích thc càng bé thì càng en và lc ph càng ln. Ngc li thì có màu en xám.
- Thành phn C t 83 ÷ 95 % tp cht là mt lng nh khống
- Than mui có dng ht cu rt nh (bt cc mn) 0,01 ÷ 0,6µm b mt riêng ln 5 ÷ 30
m2/g, thm du cao 50 ÷ 250g du 100g mui. T trng thc 1,75 ÷ 2 g/cm3, t trng biu
kin 0,1 ÷ 0,4 g/cm3 (do xp).
- Mui than hp ph cht làm khơ trong sn cha du TV làm gim hiu lc khơ.
2/ Mui èn:
Màu và kích thc ht ging mui lò nhng mm hn và d phân tán trong sn hn. Nó
c to thành khi t nhiên liu t du m vi khi lng khơng khí khơng t cháy
hồn tồn, khi thay i lng khơng khí thì kích thc ht cng thay i. Nu lng khí tng thì
sn lng bt màu gim nhng ht mn hn và màu en hn.
Kích thc ht: 0,06 ÷ 0,1µm
hp ph du: 50 ÷ 150gam du / 100gam mui
T trng: 1,75 ÷ 1,83
Cng màu và lc ph ln do kích thc ht bé và gn nh hp ph hồn tồn ánh
sáng nhìn thy.
2/ Than chì (graphic):
Là loi bt màu en xám, có ánh kim.
- Graphic thiên nhiên loi cht lng cao cha 80 ÷ 85 % cacbon còn li là hp cht silic
và oxit st. Graphic tng hp t 98% cacbon.
Loải Thnh pháưn
-Müi tỉì äúng khọi 83 ÷ 95 % C
-Müi l 99 ÷ 99,5 % C
-Müi ân 95 ÷ 99,9 % C
-Graphic (Natural or synthetic) 80 ÷ 98 % C
-Than gäø 50 ÷ 70 % C; 30÷50%CaCO
3,
K
2
CO
3
-Than âạ Fe
2
O
3
, SiO
2
, MgSiO
3
-Oxit sàõt (tỉû nhiãn) Fe
2
O
3
, SiO
2
, âáút sẹt
-Oxit sàõt (täøng håüp) 99% Fe
3
O
4
-Antimon (tỉû nhiãn) khon 65% Sb
2
S
3
-Antimon (täøng håüp) háưu hãút l Sb S
22
- Trong thiên nhiên than chì tn ti 3 dng: vãy mng, gân lá và vô nh hình.
- Cu trúc tinh th lc giác, các tinh th này sp xp thành lp nguyên t. Các lp cách
nhau xa nên d tách lp.
- Rt bn nhit , bn hoá cht và nhiu môi trng xâm thc, dn nhit, nhit tt.
4/ Than nung:
Là sn phm t không tip xúc vi không khí các loi có ngun gc t ng vt, thc
vt.
Chng V CHT TO MÀNG.
Là thành phn quan trng quyt nh nhng tính cht ca sn và màng sn.
i vi nhng loi sn và quá trình to màng do hin tng vt lý (bay hi dung môi) thì
cht to màng c gi là “không chuyn hoá”, loi này gm: các polimer nhit do, nha thiên
nhiên Còn các polimer nhit rn, sn phm cha du béo thuc loi cht to màng “ chuyn
hoá” nh s tham gia các phn ng hoá hc to mng không gian làm cho màng bn vng vi
nhng iu kin khc nghit.
Có th phân bit các cht to màng nh sau:
+ Cht to màng thiên nhiên: du thc vt (du béo),nha thiên nhiên, bitum thiên
nhiên
+ Cht to màng bán tng hp: các dn xut hoá hc ca polimer thiên nhiên (cao su )
+ cht to màng tng hp.
§ 1. DU THC VT VÀ DU CÁ.
Du và du cá thuc loi du thiên nhiên, nó c dùng trong sn, vecni, nha bin tính
và làm cht hoá do trong sn nitro xellulo. Du c ly t cây, ht, qu hoc mt s loài cá.
Nói chung là có th có ngun gc t ng vt hoc thc vt. S dng nhiu nht là du thc vt
hay còn gi là du tho mc.
I/ Du tho mc:
1/ Công thc chung:
Du tho mc là este ca glixeri vi axit béo và thuc loi triglixeric, có cha thêm lng
rt ít cht không béo.
- Công thc chung ca du:
V cu trúc có th biu din nh sau:
CH OCOR
CH OCOR
CH OCOR
_
_
_
"
'
2
2
C
C
C
1
2
3
23
Các ng 1, 2, 3 tng trng cho các gc axit béo.
Nu 1 nm trên t giy, 2 hng ra xa ngi c thì 3 hng v phía ngi c.
- Thành phn ca du bin i tu theo phng pháp sn xut, iu kin và thi thi gian
bo qun du trc khi s dng.
- Các axit béo ch yu có trong du là nhng axit mch cacbon có cu to thng no hoc
không no.
+ Các axit béo no:
a. capric C
10
H
20
O
2
a. Lauric C
12
H
24
O
2
a. Myristic C
14
H
28
O
2
a. Palmitic C
16
H
32
O
2
a. Stearic C
18
H
36
O
2
a. Arachidic C
20
H
40
O
2
a. Behenic C
22
H
44
O
2
+ Axit béo không no:
a. oleic: CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7COOH (có nhiu trong du lc)
a. linoleic: CH
3
(CH
2
)
4
CH = CH - CH
2
- CH = CH - (CH
2
)
7
COOH
a. linolenic: C
2
H
5
CH = CH - CH
2
- CH = CH - CH
2
- CH = CH(CH
2
)
7
COOH
a. rixinobic:CH3(CH2)5CH - CH2 - CH = CH(CH2)7COOH (có nhiu trong du ve)
OH
a. oleostearic:
CH3 -(CH2)3- CH = CH -CH = CH -CH = CH - (CH2 )7COOH (có nhiu trong du
tru >80%).
Nhìn vào các công thc cu to ta thy gia nhóm cacboxyl và các ni ôi ca axit không
no u có 7 nhóm -CH2 Tm quan trng ca các nhóm không hot ng này c xem nh là
hoá do ni.
- Các axit béo phân b trong du theo quy lut phân b ng u:
Nu du có cha % axit béo A Toàn b triglixeric là s gc axit béo A
100 3
>
60 2 ÷ 3
33 ÷ 66 1 ÷ 2
<
33 0 ÷ 1
Tuy nhiên mt s nhà nghiên cu khác thì cho rng s phân b axit béo trong du không
tuân theo quy lut phân b ng u mà nó phân b mt cách hn n.
- Ngoài axit béo, trong du còn có các thành phn không béo ( chim khon 0,1 ÷ 1 %
trng lng ) nh sáp, photphatic, cht màu.
+ Sáp: là este ca axit béo vi ru cao phân t.
Ví du: ru xerilic C26H53OH.
24
+ Photphatic: là este ca glixerin trong ó ngoài axit béo còn có c gc photphatic, trong
gc này có mt nguyên t H c thay th bng mt baz có N.
Ví d: kephalin
2/ Phân loi du tho mc:
Ngi ta phân loi du tho mc da vào kh nng khô ca chúng, kh nng khô do tính
không no ca axit béo trong du quyt nh. không no c ánh giá bng ch s Iod CI (CI
là s gam iot phn ng vi 100 g du). Da vào ch s này ngi ta phân loi du nh sau:
a/ Du khô:
Có CI > 130 cha nhiu axit béo không no có 2 n 3 ni ôi nên khô nhanh. Ví d: du
tru, du lanh.
b/ Du bán khô: CI = 95 ÷ 130
Màng sn chm khô, d nóng chy, d hoà tan do ó dùng kt hp vi du khô.
Ví d: Du u nành, du hng dng, du ngô
c/ Du không khô: CI< 95 , không dùng sn xut sn c.
Ví d: du ve, du da
3/ Sn xut du:
Du có th c sn xut bng hai phng pháp: chic di áp lc và chic bng dung
môi.
Chic di áp sut:
Ví d: dùng tách du lanh t ht cây lanh:
Sau khi ht c làm sch khi tp cht l, v và thân bng phng pháp thi hoc sàng
c a vào nghin trong máy nghin ng (3 ÷ 5 trc). Sau ó chuyn sang ni nu hình tr
có các a nm ngang và các dao gt quay quanh trc nm trên a. Các ht ã nghin c cho
vào giá trên ni ri nh dao gt y chúng xung các a thp hn. Ni có trang b v bc un
nóng bng hi nc và mt phn hi nc c cho vào trc tip làm m n hàm m yêu
cu, khi i n l thoát áy ni nhit ca “bt” lanh t 190 ÷ 2000F.
Trng thái vt lý và hàm m thích hp là nhng yu t rt quan trng quyt ng hiu qu
ca quá trình chic di áp sut. Ra khi ni nu, bt c chuyn sang thit b chic loi thu
lc hoc loi expeller
Vi loi thu lc, bt phi c to thành ming, sau ó bc trong tm c bn bng
lông lc à trc khi c gia các a ca thit b ép thu lc (mi thit b trên 20 a). Khi tng
áp lc, lc nén tác dng lên báng bt tng, lúc u tng chm sau ó t n cc i (khong
4000 PSi). Thi gian ép 1 gi. Du chy qua b phn lc thô ri vào thùng lng. Bánh bt c
nghin làm thc n gia súc.
Thit b xpeller khác thit b trên là có vít xon hoc thit b iu hoà c ép di áp lc
áng k qua thùng tròn (xi lanh) nh trc vít du c chy ra qua l nh c lc và chy vào
thùng lng. Bt cha khon 4% du c tháo ra dng ming vn.
CH
2
OCOR
CH OCOR
CH O P CH
2
CH
2
NH
2
1
2
_
_
__
__ _
II
I
O
OH
25
Nhit ca du c tách ra bng phng pháp trên t 170 ÷ 180oF. khi làm lnh trong
thùng cha, mt vài hp cht c tách ra (sterin, photphatic ) dng kt ta. Cho thêm vào
cht tr lc ri tin hành lc tách tp cht, sau ó cho vào thùng cha. Du này c bán
dng du “thô, lc hai ln” có th dùng làm sn ngoi tht, kho, sn xut linoleum (vi sn) và
nhng ng dng khác.
Chic bng dung môi:
u im ln nht ca phng pháp này là hiu sut thu hi du t ht cao (99 ÷ 99,5%).
u im na là công nhân lao ng ít (hin nay tt c các nhà máy u dùng thit b liên tc,
iu khin t ng). Du u nành rt d chic bng phng pháp này:
u c làm sch, cán nt, trn vi hi nc, to mnh và c a vào h thng chic
dung môi. Nhng mãnh u nành c cán mng khon 0,008 ÷ 0,01 inch và vn bn khi
qua x lí trong h thông chic. Nh vy s tách c du nhiu mà không to nhng ht mn do
s b, gãy ca các phin mng này (s b, gy này làm cn tr tc lc ca du).
Vi các loi ht không to phin mng bn nh ht lanh, bông thì kt hp vi phng
pháp chic bng áp lc hiu sut chic cao nht và loi b nhng vn do ht mn gây nên.
Quá trình chic c thc hin theo phng pháp ngc dòng vi dung môi nóng, hn
hp dung môi và du sau ó c tách bng cách cho bay hi và chng ct. Dung môi còn li
trong nhng ming này c tách ra nh nhit và hi nc trc tip.
Dung môi là hexan hoc tricloruaetylen.
Yêu cu ca dung môi:
+ Giá thành thp.
+ Gii hn sôi hp
+ n nhit hoá hi bé
+ Không gây c hi
+ Không cháy n
Tricloruaetylen ít cháy n hn so vi hexan.
4/ Làm sch du:
Là quá trình tách các hp cht không béo dng huyn phù hay dng hoà tan, các acid
béo t do, các cht màu.
• Tác hi ca các hp cht cn tách i vi màng sn:
- Hp cht không béo dng huyn phù: làm màng sn kém ng nht, kém óng ánh, d
hút nc và gây khó khn trong quá trình sn xut nh làm bn thit b hoá du.
- Hp cht không béo dng hoà tan có tính keo nh photphatic, cht nhn làm màng sn
d hút nc do chúng là nhng cht a nc, d trng trong iu kin thng nên d làm cho
màng sn b rn nt.
- Các acid béo t do và sn phm phân hu ca chúng là các acid, andehyd phân t thp
làm gim tc khô ca màng sn, d tác dng vi bt màu ( to xà phàng) gây ra hin tng
keo hoá, làm gim tính cht ca màng sn.
- Các cht màu: làm cho du có màu thm, do ó không dùng sn xut các loi sn có
màu sáng c.
Vì vy cn phi làm sch du trc khi s dng
a/ Phng pháp lng:
lng trong thi gian nm ngày hoc hn, các tp cht c hc s lng xung.
Phng pháp này n gin nhng tn kém thi gian nên ít dùng.Mun rút ngn thi gian
có th:
+ Nâng nhit lên 35 ÷ 405 C
+ Thêm vào các cht rn hot ng b mt nh t hot tính.
+ Lc qua màng lc.