tiểu luận sơn nano cho ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

MỤC LỤC
I. Lịch sử hình thành...............................................................2
II. Công dụng của sơn nano....................................................4
III. Quy trình thi công sơn......................................................7
IV. Quy trình sản xuất..........................................................10
V. Tham khảo thị trường......................................................12

1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

I.

Lịch sử hình thành

Vào những năm 1980, Các nhà khoa học đã s ử d ụng các thi ết b ị hi ện đ ại đ ầu tiên đ ể
chế tạo thành công dạng vật chất ở kích thước của phân tử, những vật chất này có kích
thước khoảng một phần tỷ mét và được gọi là "nano". Trong th ực t ế, m ột s ợi tóc ng ưới
có độ lớn gấp 50.000 lần so với hạt nano này.

Minh chứng đầu tiên cho việc ứng dụng công nghệ nano vào nghành công nghiệp ô tô là
vào năm 2004, Mercedes-Benz đã giới thiệu công nghệ sơn nano, ch ứa nh ững hạt s ứ
với kích thước chỉ vài nm. Sau khi được xử lý và sấy khô, loại s ơn này t ạo nên m ột l ớp
sứ mỏng gấp 100 lần sợi tóc con người trên bề mặt sơn.

2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Để kiểm tra khả năng bảo vệ của lớp sơn nano, các chuyên gia c ủa Mercedes-Benz đã
rửa xe dưới vòi nước áp lực lớn. Kết quả thật bất ngờ! sơn nano cho kh ả năng gi ữ màu
và độ bóng cao hơn đến 40% so với các loại sơn thông thường.
Một chuyên gia khác đến từ hãng Volkswagen, Ông Stefan Langenfeld cũng cho
biết: Volkswagen đang nghiên cứu loại sơn nano mới với khả năng đem l ại độ tr ơn
bóng đến mức nước và bụi bẩn có thể trượt trên bề mặt và không đ ể l ại b ất kỳ m ột
dấu vết gì. Đặc biệt hơn nữa, các nhà khoa học tại đây còn ti ết l ộ m ột loại s ơn nano có
khả năng tự “làm lành” vết xước và tự đổi màu. Khi đỗ xe ngoài trời, lớp sơn nano phủ
trên kính sẽ có khả năng “lọc” nhiệt và phản xạ các tia cực tím còn kính chi ếu h ậu sẽ t ự
động tối đi khi có đèn pha phía sau xe chiếu vào.
Công nghệ sơn nano còn có thể giúp tạo ra các vật liệu có kh ả năng tri ệt tiêu ma sát
xuất hiện giữa các bộ phận của động cơ, giảm tiêu hao d ầu nhờn và tăng kh ả năng v ận
hành của động cơ. Theo Stefan Langenfeld: nâng cao độ an toàn, cải thiện hiệu suất của
động cơ và tìm ra những giải pháp công nghệ mới ứng dụng trong ngành công nghiệp ô
tô là lý do mà Volkswagen tập trung nghiên cứu và phát triển công nghệ nano.
Một hãng xe khác là General Motors cũng đã có những sản ph ẩm tiên phong ứng d ụng
công nghệ nano. Hai dòng xe GMC Safari và Chevrolet Astro là nh ững con bài chi ến l ược
đầu tiên của hãng được sử dụng vật liệu nanocomposite.
Các kỹ sư của General Motors không chế tạo một loại nano độc lập mà chỉ thêm chúng
vào loại vật liệu nhựa truyền thống để làm tăng độ bền và khả năng chịu nhiệt.
Công nghệ nano đã tạo nên một xu hướng mới trong cuộc cạnh tranh gi ữa các các hãng
xe hàng đầu. Một viên nghiên cứu có uy tín tại Hoa Kỳ đã t ừng ví công ngh ệ nano là
"sáng tạo mang tính bước ngoặt tạo ra những hướng đi mới trong các sản ph ẩm công
nghiệp và dịch vụ”. Trên thế giới hiện nay có khoảng h ơn 1.700 công ty thu ộc 34 qu ốc
gia đang nghiên cứu để từng bước đưa công nghệ nano vào những ứng dụng thực tế.
Theo dự đoán, khi các bộ luật về môi trường, khả năng tái sinh trong s ản xu ất và đ ộ an
toàn của sản phẩm càng lúc càng chặt chẽ hơn thì cũng là lúc công ngh ệ nano sẽ chi ếm
lĩnh và giữ vai trò tiên phong. Nhiều khoản tiền l ớn đã được đầu t ư vào vi ệc nghiên

cứu công nghệ mang nhiều triển vọng và có tính chiến lược này.

3


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Tổ chức NSF thuộc Hoa Kỳ dự đoán, công nghệ nano sẽ tạo ra hàng nghìn t ỷ USD kinh
doanh thương mại trong những năm sắp tới. Từ những năm 2005, Các n ước đã chi g ần
3 tỷ USD cho việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ nano. Nhìn vào b ức tranh toàn
cảnh mới thấy được triển vọng lớn lao của nano. Không những trong ngành công
nghiệp ô tô, việc ứng dụng công nghệ nano trong lĩnh vực y t ế, công ngh ệ thông tin,
công nghệ môi trường cũng đang là xu hướng tất yếu đang diễn ra hiện nay.

II.

Công dụng của sơn nano

Ưu điểm của dung dịch sơn phủ Nano


Chống bụi bẩn, chống nhòe, nấm mốc, chống rỉ sét, oxi hóa, chống tác d ụng c ủa
tia UV, hóa chất, chống xước, chịu mài mòn cao; tăng c ường đ ộ bóng, b ảo v ệ
màu sắc của bề mặt



Độ bền từ 3-5 năm. Dễ dàng chồng, phủ lớp nano mới.
4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM



Đối tượng áp dụng: hầu hết mọi chất liệu bề mặt như màn hình thi ết bị đi ện
tử, kính gương, nhựa , kim loại, gỗ, đá, vải... ô tô, xe máy, tivi máy tính, đi ện
thoại, kính mắt, camera, máy ảnh, đồ trang sức mỹ nghệ...



Màng nano siêu mỏng & trong suốt không làm ảnh hưởng đến màu s ắc c ủa s ản
phẩm, không làm ảnh hưởng tới độ nhạy của màn hình cảm ứng, không ảnh
hưởng khúc xạ quang học trong camera, máy ảnh, thấu kính, kính cận, kính vi ễn
thị



Lớp màng nano sẽ bị ăn mòn theo thời gian, nên phủ mới sau 1-3 năm sử dụng.

So sánh với phương pháp khác
So sánh với phương pháp sơn phủ nano với phương pháp dán dacan người dùng có thể
dễ dàng nhận thấy sản phẩm dán decan không thể áp dụng cho nhi ều đ ồ dùng, nhi ều
thiết bị khác nhau, điển hình như không thể dán lên gỗ hay đá...Không nh ững v ậy khi
sử dụng dán decan lên đồ dùng không thể có cứng chống x ướt gi ống nh ư khi s ơn ph ủ
Nano Và giá thành để dán decan cũng không hề rẻ.

5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

So sánh với phương pháp phủ sơn lên đồ gỗ: Việc công nhân phủ sơn lên đồ gỗ để tạo
cho sản phẩm rất bắt mắt nhưng thường thì sơn trên đồ gỗ đó không gi ữ đ ược lâu và
theo thời gian sẽ làm mất thẩm mỹ bởi bong tróc và đặc bi ệt là khá v ất v ả trong lau
chùi. Khi sơn phủ Nano lên sản phẩm là đồ gỗ sẽ làm cho b ề m ặt s ản ph ẩm tr ở nên
bóng và rất dễ lau chùi bởi đặc tính không bám bụi của lớp màng Nano.


Bảo vệ bề mặt sơn và tăng độ bóng: Độ siêu bóng được nhìn thấy trên bề
mặt xe chứng minh khả năng chống bụi bẩn của lớp nano bảo vệ. Đ ặc tính này
giúp bạn có thể giữ cho bề mặt xe luôn sáng bóng ít nhất là 3 năm ch ỉ b ằng m ột
phương pháp thật đơn giản là rửa với nước.



Chống thấm nước: Đặc tính chống thấp nước của nano giúp bạn dễ dàng t ẩy
rửa những vết bẩn trên bề mặt xe ngay cả những vết bẩn do d ầu gây ra. Tăng
khả năng giữ sạch xe lên đến 60%.



Tăng độ bền, chống tia cực tím: Lớp phủ nano bảo vệ xe của bạn chống lại tia
cực tím, hơi ẩm/hơi nóng và giữ cho xe luôn sạch sẽ, bóng loáng su ốt th ời gian
dài.



Chống ăn mòn axit: Đặc tính này bảo vệ bề mặt ngoài của xe không bị tác hại
bởi sự ăn mòn từ muối, nước mưa có hòa lẫn axit. V ới chi ếc xe đã đ ược ph ủ

nano, bạn luôn cảm nhận được sự khác biệt và đẳng cấp thời th ượng trong b ất
kỳ hoàn cảnh nào.



Giảm trầy xước: Đặc tính giảm trầy xước của nano giúp giảm nguy cơ xước xe
cao hơn rất nhiều so với các loại sơn truyền thống, bảo vệ bề m ặt xe không b ị
tác động bất ngờ bởi những vật nhỏ, sắt nhọn hoặc các thi ết bị vô hình khác
mang lại sự an toàn tuyệt đối cho chủ xe.

Các đặc tính của và ưu điểm của Nano Sơn
1. Bảo vệ và giữ vẻ sáng bóng cho sơn :Giúp độ bóng tăng 70% - 100% so với
lúc xuất sưởng. độ bóng sau khi phủ thể hiện khả năng chống bụi b ẩn c ủa
Nano, đặc tính này giúp xe giữ độ bóng trong thời gian lâu dài. B ạn không c ần
phải đánh bóng vài lần mỗi năm nữa. Khả năng bảo vệ mặt sơn này là do
lớpmàng (SiH2NH) Perhydropolysilazane, dung môi hữu cơ và một vài chất xúc
6


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

tác khác. Nhờ phản ứng của SiH2NH với điều kiện môit rường (nhiệt độ và hơi
ẩm)
2. Chống ăn mòn axít : Giúp chống lại nước mưa có chứa axít, không khí ẩm ch ứa
muối miền biển,v.v. là tác nhân ăn mòn và làm rỗ bề mặt sơn.
3. Chống tia UV : Độ cứng bề mặt tạo ra bởi quá trình Sol- Gel (chuy ển t ừ lỏng sang
thể rắn) giúp bảo vệ bề mặt sơn khỏi các và quẹt nhẹ thông thường, đồng th ời ngăn
tia UV tác động làm phai màu sơn.
4. Chống thấm nước nhờ hiệu ứng lá sen : Giúp dễ dàng lau sạch các chất lỏng bám
bẩn như dầu mỡ. Tăng khả năng giữ sạch xe.

5. Độ bền cao : Do ở cấu trúc Nano, lớp bảo vệ lấp đầy và bám chặt vào trong b ề m ặt
sơn, mang lại độ bền cao không như các sản phẩm thu ộc d ạng khác ch ỉ n ằm trên b ề
mặt.
6. Đối với kính :
- Tạo "hiệu ứng lá sen", giúp nước mưa chảy nhanh xuống khỏi kính lái
- Giúp kính trong hơn, giảm chói khi pha đèn vào ban đêm. - Ch ống v ết ố do n ước bám
trên kính lái.
- Khi chạy xe trên 50km/h không cần dùng cần gạt nước khi mưa nhỏ.
- Chống bám bụi, dễ dàng vệ sinh kính lái.
- Không bị mất đi khi rửa xe bằng xà bông thông dụng
7. Thân thiện môi trường : Không gây hại cho da tay, hay ảnh hưởng đến các vật liệu
khác trên xe

7


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

III.

Quy trình thi công sơn

Đầu tiên cần rửa sạch hoàn toàn chiếc xe một cách cẩn thận, đây là m ột khâu quan
trọng bởi lẽ nếu không sạch chất bẩn thì việc đánh bóng cũng nh ư ph ủ Nano sẽ không
có tác dụng trực tiếp lên bề mặt sơn, thậm chí còn làm trầy x ước mặt s ơn trong quá
trình thực hiện.
Việc tiếp theo là dùng một loại hóa chất dạng kem và máy đánh bóng xe đ ể đánh đ ều
lên tất cả các vị trí trên bề mặt xe, việc đánh bóng này cũng đ ược th ực hi ện kỹ l ưỡng
từng chi tiết cho thật đều độ bóng để không làm chênh l ệch độ sáng đ ẹp khi đã hoàn
tất các công đoạn còn lại.

8


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Sau các công đoạn trên, nước sơn xe đã phần nào hồi sinh l ại nh ư th ời đ ầu tiên và
trông có vẻ đẹp hơn hẳn sau bao nhiêu thời gian chống chọi với thiên nhiên, k ế đ ến
phải dùng một loại dung dịch đặc thù tác động tr ực ti ếp lên b ề m ặt s ơn đ ể t ạo đ ộ
bóng mượt và sáng cho màu xe. Công đoạn này được làm bằng tay và thực hiện rất
chậm rãi để đảm bảo rằng tất cả bề mặt được hoàn chỉnh ở từng centimet.
Và công đoạn quan trọng nhất cho việc làm mới xe theo phương thức này đúng theo tên
gọi của nó là phủ Nano lên bề mặt sơn, đây là giai đoạn rất quan tr ọng và dành cho
những thợ có tay nghề cao bởi nó quyết định độ bền cho sự bóng loáng c ủa màu s ơn,
cũng như các phần khác thì việc thực hiện từng centimet vẫn đ ược duy trì m ột cách
triệt để. Đây là bước cốt lõi để xác định chất lượng của từng n ơi th ực hi ện ph ủ Nano
này do độ đẹp của nước sơn phụ thuộc vào độ pha chế của các hóa chất với nhau.

9


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

Bước cuối cùng là lau thật sạch và kỹ bằng vải mút m ềm để t ạo s ự liên k ết cao cho các
phân tử nhỏ để có thể bảo vệ nước sơn lâu hơn và sức chịu đựng chống tr ầy x ước
cũng cao hơn.
Tất cả các công đoạn trên được thực hiện như vậy nên sẽ mất khoảng th ời gian dài,
dao động từ 5 – 7 giờ cho việc thực hiện một chiếc ôtô

10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

IV.

Quy trình sản xuất

Muối ủ:
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, ch ất t ạo b ọt v.v), m ột
phần chất tạo màng là nhựa latex (vinyl-acrylic, styreneacrylic) và n ước 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.
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
11


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

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.
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.
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 n ặng 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 nghi ền. 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

12


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

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 t ụ
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.

V.

Tham khảo thị trường

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều nơi cung cấp dịch vụ sau đây là b ảng giá c ủa m ột
số cơ sở để các bạn tham khảo

13


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

14


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

15


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM

16