Thiết kế chế tạo mô hình máy sơn gỗ tự động

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH MÁY PHUN
SƠN TỰ ĐỘNG

Người hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

ThS. TRẦN MINH CHÍNH
TRỊNH THANH TÙNG
TRƯƠNG XN HỒNG

Đà Nẵng, 2017


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Chƣơng 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CÔNG
NGHIỆP SƠN

1.1 Q trình phát triển của cơng nghiệp sơn
Sơn là hợp chất hóa học bao gồm nhựa hoặc dầu chƣng luyện, có chất màu hoặc
khơng có chất màu. Khi sơn lên bề mặt sản phẩm ta đƣợc lớp màng mỏng bám trên bề
mặt, có tác dụng cách li với mơi trƣờng khí quyển bảo vệ và làm đẹp sản phẩm.
Từ lâu đời, con ngƣời đã sản xuất và sử dụng sơn. Loại nguyên liệu sử dụng lâu

đời nhất là sản vật của thiên nhiên, từ nhựa cây chế tạo sơn, ép hạt rồi chƣng luyện
thành dầu, sau đó cho thêm hoặc không cho bột màu thiên nhiên. Trƣớc kia, công
nghiệp sơn chủ yếu là sơn dầu.
Sự phát triển của xã hội, các ngành kinh tế quốc dân đòi hỏi những yêu cầu mới
về chất lƣợng, số lƣợng chủng loại về sơn, những loại sơn cũ không đáp ứng đƣợc yêu
cầu sản xuất.
.Ngày nay từ khâu sản xuất đến khâu sử dụng đang đƣợc cơ giới hóa và tự động
hóa, tạo ra năng suất lao động cao, giá thành hạ, cải thiện điều kiện làm việc. Ngày nay
nhiều loại sơn mới ít độc ra đời nhƣ sơn bột, sơn tan trong nƣớc…, nhiều loại thiết bị
mới đã đƣợc đƣa vào sử dụng nhƣ thiết bị phun sơn nóng, thiết bị phun sơn tĩnh điện,
thiết bị sơn điện phân, thiết bị sấy khô bằng tia tử ngoại, hồng ngoại…
Do sự tiến bộ không ngừng của khoa học kỹ thuật hiện đại, công nghiệp sơn trở
thành ngành cơng nghiệp sản xuất tự động hóa, chất lƣợng sản phẩm cao.

C
C

R
L
T.

DU

Đặc điểm của sơn
1.1.1 Ƣu điểm
Sơn là nguyên liệu cao cấp, màng sơn là lớp bảo vệ, trang trí, vì thế sơn có
những ƣu điểm sau:
 Màng sơn khô từ từ, sử dụng thuật lợi
Sơn là loại chất có dung mơi bay hơi nhanh, màng sơn khơ từ từ, thơng thƣờng
10 phút sau có thể khơ bề mặt, một tiếng sau khơ hồn tồn, có thể phun lớp thứ hai,

bốn giờ sau có thể mài, đánh bóng.
Tốc độ khơ của sơn tổng hợp gấp 5-10 lần sơn dầu, vì thế có thể tiết kiệm thời
gian và diện tích mặt bằng gia cơng, thích hợp với q trình sản xuất hiện đại.
 Màng sơn cứng, chịu ma sát

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

1


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Màng sơn tổng hợp cứng, bóng, chịu ma sát, sau khi sấy khơng có bụi, dính,
nhăn… Sơn dầu khơng có đặc điểm trên.Vì vậy màn sơn đánh bóng có thể mài, đánh
bóng, trang trí bề mặt đẹp.
 Chịu đƣợc ăn mịn hóa học
Sau khi sơn xong, sản phẩm có thể chịu đƣợc nƣớc, chịu axit, chịu kiềm, chịu
xăng dầu, rƣợu…, bảo vệ đƣợc sản phẩm khơng chịu ăn mịn.
 Chế tạo sơn dễ dàng
Khi chế tạo sơn đều dùng các loại hóa chất, vì vậy khi chế tạo dễ dàng pha chế
và khống chế các điều kiện kỹ thuật. Thiết kế máy móc khơng đắt, theo quy trình cơng
nghệ dễ điều khiển.
1.1.2 Nhƣợc điểm
Ngồi những ƣu điểm trên, sơn có những nhƣợc điểm sau:
 Màng sơn tƣơng đối mỏng
Màng sơn sau khi khơ rất mỏng, vì vậy khi gia cơng phải phun hai, ba lần thậm

C

C

R
L
T.

chí tám, chín lần, sau đó đánh bóng màng sơn. Nguyên nhân chủ yếu là màng sơn có
lƣợng khơng bay hơi rất nhỏ, thƣờng chiếm dƣới 30% thành phần sơn, đặc biệt khi
phun, cần phải pha thêm dung mơi vào sơn, mới có thể phun đƣợc, cần phải pha thêm
dung mơi vào sơn, mới có thể phun đƣợc, các loại sơn dầu lƣợng không bay hơi chiếm
tới 70-80%.

DU

 Khó gia cơng bằng phƣơng pháp qt
Gia công sơn tổng hợp thƣờng bằng phƣơng phát phun, bởi vì sơn có dung mơi,
độ hịa tan rất lớn, phá hủy lớp sơn nền, đồng thời bay hơi nhanh, khó quét. Trái lại
sơn dầu khi sấy khô, vẫn ở trạng thái lỏng, dó đó dễ dàng quét mà lớp sơn vẫn bằng
phẳng. Sơn tổng hợp có cơng dụng đặc biệt, có thể thấm trong bơng, vải để qt, xoa.
 Sơn có mùi kích thích khó chịu
Dung mơi trong sơn có tính kích thích mạnh, nếu gia cơng sơn trong mơi trƣờng
khơng lƣu thơng khí rất dễ đau đầu, hơn mê. Vì vậy phải chú ý an tồn lao động.
 Sơn chịu ánh sáng mặt trời yếu
Màng sơn tổng hợp chịu ánh sáng kém, lớp sơn trong suốt chịu ánh sáng tia tử
ngoại càng yếu, màng sơn có màu dễ biến màu. Hiện nay sơn tổng hợp có thể khắc
phục khuyết điểm này, nhƣng cần phải đầu tƣ nghiên cứu cải tiến.
1.2 Vị trí tác dụng của sơn
Sơn là vật liệu rất quan trọng trong đời sống hằng ngày. Các công trình kiến
trúc, thiêt bị máy móc, các phƣơng tiện giao thông vận tải nhƣ ô tô, máy bay, tàu
thuyền, xe máy, xe đạp… các vật liệu trong gia đình, đồ chơi trẻ em đều dùng đến sơn.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

2


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Sơn đƣợc dùng rộng rãi để bảo vệ và trang trí bề mặt của kim loại, gỗ, giày da, vải, cao
su, chất dẻo… Sơn chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.
Có rất nhiều loại sơn, tác dụng cũng khác nhau, nhƣng tác dụng chủ yếu của
sơn là:
1.2.1 Trang trí bề mặt
Khi bề mặt sản phẩm đƣợc phủ lớp sơn, đặc biệt là sơn mỹ thuật thì màng sơn
rất bóng, đẹp, có thể tạo ra nhiều màu tùy ý, làm thay đổi cảnh quan, đẹp, dễ chịu,
thoải mái.
1.2.2 Bảo vệ bề mặt
Điều quan trọng nhất của sơn là bảo vệ bề mặt sản phẩm (đặc biệt là kim loại).
Màng sơn mỏng hình thành trên bề mặt chi tiết cách li với mơi trƣờng nhƣ nƣớc,
khơng khí, ánh sáng mặt trời và mơi trƣờng ăn mịn (nhƣ axit, kiềm, muối, SO2…) bảo
vệ đƣợc sản phẩm không bị ăn mịn. Nếu nhƣ bề mặt có lớp màn cứng, có thể làm
giảm sự va đập, ma sát do đó sơn cịn tác dụng bảo vệ cơ khí..

C
C

R
L
T.

1.3 Các phƣơng thức tạo thành màng sơn, các loại sơn
1.3.1 Phƣơng thức tạo màng sơn
Phƣơng thức tạo thành màng sơn gồm 2 loại:

DU

 Tác dụng vật lý: Nhờ sợ bay hơi của dung môi, màng sơn khô. Phƣơng thức tạo
màng sơn nhƣ vậy có sơn Nitroxenlulo, sơn Clovinyl…
 Tác dụng hóa học:
- Loại trùng hợp oxi hóa: Q trình tạo thành màng sơn của loại này phân làm hai
bƣớc: Bƣớc 1 dung môi bay hơi, bƣớc hai phải ứng trùng hợp oxi hóa tạo thành
màng sơn rắn chắc, bền.
- Loại trùng hợp sấy: Quá trình tạo thành màng sơn của loại này phải qua sấy mới
tạo thành sản phẩm trùng hợp.
- Loại đóng rắn nhờ vào chất lỏng rắn: Sự tạo thành màng sơn của loại này nhờ
vào chất đóng rắn.
Các loại sơn
Sơn có rất nhiều loại, tính chất khác nhau. Các nhà máy chế tạo sơn căn cứ vào
yêu cầu sử dụng và điều kiện kinh tế mà chọn nguyên vật liệu pha chế hợp lý.
Căn cứ vào yêu cầu sử dụng mà chọn loại sơn thích hợp. Thí dụ khi ở ngồi
trời, chọn loại sơn chịu khí hậu tốt nhƣ sơn ô tô, khi ở trong nhà chọn loại sơn rẻ và
đẹp nhƣ sơn cơng nghiệp, khi cần trang trí đẹp dùng sơn mĩ thuật nhƣ sơn nhát búa,
sơn chun, sơn nứt… khi thể hiện hoa văn thì dùng sơn gỗ… nếu căn cứ vào yêu cầu sử
dụng rồi đối chiếu với cơng dụng, tính chất, quy cách của từng loại sơn mà chọn loại
thích hợp.
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

3


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Phân loại các loại sơn nên lấy chất tạo màng làm cơ sở. Nếu nhƣ chất tạo màng
là hỗn hợp nhựa, lấy một loại nhựa quyết định tạo thành màng làm cơ sở, có thể phân
chia ra 16 loại sơn, ƣu khuyết điểm của từng loại nhƣ sau:
Số thứ tự

Loại sơn

1

Sơn dầu

2

Sơn thiên nhiên

3

Ƣu điểm

Khuyết điểm
Khơ chậm, tính
Chịu khí hậu tốt,
năng cơ khí thấp,
dùng trong nhà,
khơng thể mài,

ngồi trời
đánh bóng.
Khơ nhanh, sơn
Sơn gày, chịu khí
gày cứng dễ đánh
hậu kém, sơn béo
bóng, sơn béo
khơng thể đánh
dẻo, chịu khí hậu
bóng.
tốt.
Màng cứng, chịu
nƣớc, chịu ăn Dễ biến màu.
mịn hóa học và Màng sơn dịn.
cánh điện.
Màu đen, khơng
Chịu nƣớc, chịu thể chế tạo các
axit cách điện.
loại sơn màu, chịu
ánh sáng yếu.
Chịu khí hậu tốt, Màng sơn mềm
bóng, bền.
chịu kiềm yếu.
Độ cứng cao,
Ở nhiệt độ cao
bóng chịu nhiệt,
đóng rắn, màng
chịu kiềm, bám
sơn sấy dịn.
chắc tốt.

Dễ cháy, không
Khô nhanh, chịu
chịu ánh sáng tia
dầu, chịu mài
tử ngoại, khơng
mịn, chịu khí hậu
chịu nhiệt độ trên
tốt.
60oC.
Chịu khí hậu tốt,
chịu ánh sáng tia Bám chắc yếu
tử ngoại, có loại chịu ẩm ƣớt yếu.
chịu kiềm.
Chịu khí hậu tốt, Bám chắc yếu,

C
C

R
L
T.

Sơn phenolfocm-aldehit

DU

4

Sơn bitum

5

Sơn ankyl

6

Sơn gốc amin

7

Sơn gốc nitro

8

Sơn Nitroxenlulo

9

Sơn clevinyl

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

4


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

10

Sơn vinyl

11

Sơn acrila

chịu ăn mịn hóa khơng thể đánh
học chịu nƣớc, bóng, mài, khơng
chịu dầu.
chịu ở nhiệt độ
trên 80oC.
Đàn hồi tốt, màu Chịu dung mơi,
trắng chịu mịn, chịu nhiệt kém,
chịu ăn mịn hóa khơng chịu ánh
học.
sáng.
Màng sơn khơng
màu chịu nhiệt,
chịu khí hậu tốt, Chịu dung mơi
bền màu chịu ánh kém.
sáng, chịu ăn mịn
hóa học.
Lƣợng chất rắn
cao, chịu nhiệt,
Độ bám chắc yếu.
chịu mài mòn,
cách điện.
Bám chắc tốt, Chịu ánh sáng
chịu kiềm, dai, yếu, để ngồi trời

cách điện.
dễ tạo bột.
Chịu mài mịn tốt,
Khi phun gặp ẩm
chịu nƣớc, chịu
dễ nổi bọt, màng
ăn mòn hóa học,
sơn dễ tạo bột,
cách điện chịu
biến vàng.
nhiệt.
Chịu nhiệt, bền
trong khơng khí,
khơng biến màu, Chịu xăng kém,
cách điện, chịu có loại địn.
nƣớc, khó lão
hóa.
Chịu axit, chịu
Dễ biến màu,
kiềm, chịu ăn
khơng chịu ánh
mòn, chịu nƣớc,
sáng.
chịu mài mòn.
Các loại sơn

C
C

R

L
T.

12

Sơn polieste

13

Sơn epoxi

14

Sơn poliamineste

15

Sơn silicon

16

Sơn cao su

DU

Bảng 1.1

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

5


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

1.4 Thành phần chủ yếu của màng sơn
Sơn là một loại dung dịch keo, phủ lên trên bề mặt sản phẩm, sau một thời gian,
tạo thành màng rắn bám chắc trên bề mặt, bảo vệ và trang trí cho sản phẩm. Vì vậy
màng sơn bám chắc trên bề mặt, bảo vệ và trang trí cho sản phẩm. Vì vậy màng sơn
phải có độ bám dính tốt, có độ cứng nhất định, chịu ma sát, bền, chịu khí hậu tốt, chịu
nhiệt độ và độ ẩm, tính đàn hồi tốt, khơ nhanh, có độ bóng, năng lực che phủ tốt.
Hiện nay sơn có rất nhiều loại, thành phần khác nhau, về cơ bản gồm có ba bộ
phận tạo thành.
1.4.1 Chất tạo màng chủ yếu
Chất này là cơ sở tạo thành màng, là chất chủ yếu tạo màng bám trên bề mặt,
sản phẩm.trong nguyên liệu sơn có hai loại tạo màng là đầu và nhựa. Sơn dùng chất
tạo màng chủ yếu là dầu gọi là dầu sơn, sơn dùng chất tạo màng chủ yếu là dầu và
nhựa thiên nhiên gọi là sơn gốc dầu.

C
C

1.4.2 Chất tạo màng thứ yếu
Chất này cũng tạo thành màng sơn.Nhƣng nó khác với chất tạo màng chủ yếu ở
chỗ, không thể đơn độc tạo thành màng nếu không có chất tạo màng chủ yếu.Tuy
nhiên sơn nếu khơng có chất tạo màng thứ yếu cũng tạo màng, nhƣng nếu có nó màng
sơn mới có nhiều tính năng tốt, có nhiều loại sơn, thỏa mãn nhu cầu.Chất tạo màng thứ
yếu này là bột màu.

R
L
T.

DU

1.4.3 Chất phụ trợ tạo màng
Chất này khơng thể tạo màng.Những chất này có tác dụng phụ trợ trong q
trình gia cơng sơn từ ngun liệu sơn biến thành màng sơn. Chất này gồm hai loại:
Chất phụ trợ và dung môi.
Trạng thái tồn tại của màng sơn gồm có chất rắn và chất bay hơi.Chất rắn là
thành phần cuối cùng tồn tại trong màng sơn.
Chất rắn là dầu, nhựa, bột màu, chất phụ trợ. Phần bay hơi chỉ tồn tại trong
dung dịch sơn, sẽ bị bay hơi khi dung dịch sơn biến thành màng, không tồn tại trong
màng sơn. Phần bay hơi đó là dung mơi.
Thành phần chủ yếu của sơn tổng hợp gồm có nitroxenlulo, nhựa tổng hợp hoặc
nhựa thiên nhiên, chất làm dẻo, dung môi và chất pha lỗng sau đó cho thêm bột màu
hoặc chất nhuộm, qua mài nghiền, khuấy, lọc mà thành.
Chất lƣợng sơn tốt, ngồi việc chọn ngun liệu tốt, cịn phải thiết bị tốt và thao
tác pha chế đúng kỹ thuật.
Thành phần chủ yếu của sơn tổng hợp gồm sáu loại sau đây:
- Nitro xenlulo: Thành phần chủ yếu tạo thành màng sơn.
- Nhựa: Tăng độ bóng và độ bám chắc của màng sơn.
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

6

Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

-

Chất làm dẻo: Tăng tính đàn hồi màng sơn.
Dung mơi và chất trợ dung môi: Thành phần chủ yếu để hịa tan Nitro Xenlulo.

-

Chất pha lỗng: Giảm giá thành, hịa tan nhựa.
Bột màu và chất phụ trợ đƣợc màu sắc khác nhau nếu dùng bột màu khác nhau.
Sơ đồ tạo thành màng sơn xem bảng 1-3.
Tỷ lệ pha chế các thành phần màng sơn xem bảng 1-2.
Phần không bay hơi

Nitro
xenlulo
10%

Chất làm Nhựa 10%
dẻo 5%

Phần bay hơi
Bột
5%

màu Dung mơi Chất pha
38%
lỗng 32%

Bảng 1.2Tỷ lệ pha chế các thành phần màng sơn

n

Độ nhớt 1/4gy
Độ nhớt 5gy
Độ nhớt 35 gy

C
C

R
L
T.
Nhựa

Nitro xenlulo

Chất làm dẻo

Nhựa thiên nhiên

DU

Nhựa nhân tạo và nhựa
thiên nhiên
-

Nhựa este
Nhựa maleve

Nhựa ankyl
Nhựa amin
Nhựa phenol
Phomaldehit
Nhựa epoxy

Dầu thực vật
Dầu thầu dầu oxi hóa
Các loại este tổng
hợp
C 6 H4
(COOC4H9)2
(C6H4CH3)3PO4

Tạo thành màng
(Phần không bay hơi)

Bảng 1.3Sơ đồ tạo thành màng sơn
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

7


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Chƣơng 2: NGUYÊN LIỆU CHẾ TẠO SƠN

2.1 Chất tạo màng chủ yếu

2.1.1 Dầu sơn
2.1.1.1 Tính năng tạo màng
Dầu là nguyên liệu tạo màng sử dụng sớm nhất trong công nghiệp, là nguyên
liệu chủ yếu để tạo thành sơn dầu. Khi pha chế một số loại nhựa dùng dầu.
Dầu sử dụng trong sơn chủ yếu là dầu thực vật, có nơi dùng dầu động vật,
nhƣng tính năng khơng tốt, nên sử dụng không nhiều.
Dầu thực vật tạo thành lớp màng mỏng trên bề mặt sản phẩm, có loại tạo thành
màn khơ nhanh, có loại tạo thành màng khơ chậm, có loại khơng tạo thành màng. Do
sự hình thành màng, có thể phân làm ba loại: Loại dầu tạo màng nhanh là dầu khô, dầu
tạo màng chậm gọi là dầu bán khô, dầu không thể tạo thành màng gọi là dầu không
khô.

C
C

R
L
T.

2.1.1.2 Các loại dầu thƣờng dùng
- Dầu chẩu là loại dầu khô tốt, là loại dầu để chế tạo sơn tốt. Dầu chầu chƣng
luyện dùng làm sơn có thể sơn chống nƣớc, chống ẩm, sơn đồ gỗ, tàu thuyền…
- Dầu đay. Sơn có dầu đay làm màng sơn có độ khơ kém hơn dầu chầu, nhƣng
tính dẻo, tính đàn hồi, độ bền tốt hơn dầu chẩu, chịu ánh sáng kém, màng sơn
dễ biến vàng, không thể làm sơn trắng. Khi dùng dầu đay cần phải chƣng luyện.
- Dầu đậu. Số nối đơi trong dầu đậu nhỏ, do đó tính khơ kém, là loại dầu bán khơ.
Màng sơn có dầu đậu khó biến vàng, dùng để chế tạo sơn trắng. Khi chế tạo sơn
thƣờng dùng nó với dầu chẩu.
- Dầu thầu dầu. Dầu thầu dầu là loại dầu không khô. Axit béo tạo thành dầu có
nhóm (-OH), khi làm mất nƣớc ở nhiệt độ cao, biến nó thành axit béo, khơng

no, vì vậy dầu thầu dầu mất nƣớc. Độ khơ của nó nhanh hơn dầu đay, màng sơn
khó biến vàng.

DU

2.1.2 Nhựa
Nhựa là hợp chất hữu cơ có phân từ lƣợng lớn. Nhựa có thể hịa tan trong dung
mơi hữu cơ, khơng hịa tan trong nƣớc. Khi hịa tan nhựa trong dung mơi hữu cơ, quét
lên bề mặt sản phẩm, dung môi bay hơi sẽ hình thành màng cứng, trong suốt.
Dầu cũng tạo thành màng nhƣng màng sơn do dầu tạo nên, độ cứng, độ bóng,
chịu nƣớc, chịu kiềm… của nó khơng thỏa mãn đƣợc nhu cầu phát triển của công
nghiệp.
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

8


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Lúc đầu nhựa dùng trong công nghiệp sơn dầu là nhựa thiên nhiên để nâng cao
độ cứng, độ bóng màng sơn nhƣng cũng không đáp ứng đƣợc nhu cầu sản xuất.
Ngày nay do sự phát triển không ngừng của công nghiệp hóa học đã chế tạo
đƣợc rất nhiều nhựa tổng hợp, tính năng, cơng dụng, sản lƣợng của các loại nhựa tổng
hợp vƣợt rất xa nhựa tự nhiên. Nhựa tổng hợp trở thành nguyên liệu chủ yếu trong sơn.
Nhựa chia làm 3 loại: Nhựa thiên nhiên, nhựa nhân tạo đƣợc chế biến từ hợp chất cao
phân tử thiên nhiên và nhựa tổng hợp chế biến từ nguyên liệu công nghiệp hóa học.
2.1.2.1 Nhựa thiên nhiên
Nhựa thiên nhiên có nhiều loại khác nhau, tính chất khác nhau, thƣờng lấy độ

axit, điểm sôi, độ cứng, màu sắc làm tiêu chuẩn.Nhựa thiên nhiên có loại cứng, loại
mềm, loại cứng hổ phách, loại mềm nhƣ cánh kiến.
 Hổ phách: Là loại nhựa cổ màu vàng hoặc nâu có thể hịa tan dầu thơng. Hổ
phách dùng để chế tạo sơn dầu, màng sơn bóng, cứng, đàn hồi.

C
C

 Cánh kiến: Là mủ một loại côn trùng qua q trình gia cơng tinh luyện mà
thành.

R
L
T.

 Tùng hƣơng: Tùng hƣơng là loại nhựa thiên nhiên sử dụng lớn nhất và lâu đời
nhất. Tùng hƣơng thu đƣợc từ mủ cây thơng sau khi chƣng cất dầu thơng. Tùng
hƣơng có màu vàng nhạt hoặc màu đen, khơng hịa tan trong nƣớc nhƣng có thể
hịa tan trong dầu, kiềm và dung môi hữu cơ.
2.1.2.2 Nhựa nhân tạo
-

-

DU

 Nhựa chế biến từ tùng hƣơng
Este tùng hƣơng tạo thành bởi tùng hƣơng thiên nhiên và glixerin. Este tùng
hƣơng đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sơn.
Redinat canxi đƣợc tạo thành từ tùng hƣơng. Redinat canxi nhiệt độ nóng chảy

cao hơn tùng hƣơng (120-170oC), trị số axit thấp (60-65) làm cho màng sơn bột
dính và tăng thêm độ cứng của màng sơn.
Nhựa malic hóa đƣợc chế tạo bởi anhidrit maleic, glixerin và tùng hƣơng. Nhựa
malic hóa có màu nhạt, dùng để chế tạo sơn trắng, sơn gỗ… Dùng kết hợp với
nitroxenlulozo độ bám dính tốt, độ cứng cao hơn nhiều so với este tùng hƣơng.
Nhựa malic hóa, độ nhớt thấp, chịu nƣớc, chịu kiềm tốt, nhƣng độ axit cao khoảng
15-30.

-

Nitroxenlulozo
Nitroxenlulozo là nguyên liệu chủ yếu tạo thành màng sơn. Nitroxenlulozo có
màu trắng, tỷ trọng 1.6, khơng hịa tan và nở ra trong nƣớc, nhƣng có thể hịa tan trong
dung mơi hữu cơ nhƣ axeton, các loại este… nếu phủ lên bề mặt sản phẩm dung dịch

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

9


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

này, tạo thành lớp màng mỏng, đóng rắn nhanh, bền, chịu ánh sáng, chống ẩm ƣớt và
ăn mịn hóa học..
2.1.2.2 Nhựa tổng hợp
Hiện nay công nghiệp sơn dùng rất nhiều nhựa tổng hợp để chế tạo sơn.
 Nhựa phenolflomaldehit
Nhựa phenol fomaldehit đƣợc sử dụng trong sơn gồm có 3 loại:

- Nhựa phenol fomaldehit hòa tan trong rƣợu.
- Nhựa phenol fomaldehit hòa tan trong dầu.
- Nhựa phenol fomaldehit tùng hƣơng.
 Nhựa ankyl
Nhựa ankyl có độ bóng cao, độ bám chắc tốt, chịu ánh sáng, đàn hồi tốt, bền khi
dùng ngoài trời. Nhựa ankyl có thể phối hợp sử dụng với các loại nhựa khác, cải thiện
đƣợc tính năng của chúng, nhựa ankyl có thể phối hợp sử dụng với gốc amin, nhựa
ankyl có thể phối hợp sử dụng với nhựa gốc amin, nhựa policlovinyl, cao su clo hóa,
nhựa hữu cơ silic… Vì thế sơn ankyl là loại sơn có số lƣợng nhiều nhất, phạm vi sử
dụng rộng rãi.
Nhựa ankyl đƣợc tạo thành do phản ứng este hóa giữa nhiều bậc, với axit nhiều
bậc. Rƣợu nhiều bậc là loại loại rƣợu có hai nhóm (-OH) trở lên, nhƣ glycol,
glixerin…
Đây là loại chủ yếu của sơn anky.Còn một loại nhựa ankyl đƣợc chế tạo từ axit
béo no (nhƣ dầu bán khơ), nó khơng thể tạo màng, vì vậy nó đƣợc dùng để phối hợp
với các loại nhựa khác nhau nhƣ nhựa gốc amin để tạo sơn hoặc làm chất hóa dẻo
trong sơn bay hơi.

C
C

R
L
T.

DU

 Nhựa amin
Nhựa amin đƣợc tạo thành do cacbamit hoặc izoxianat trong dung dịch rƣợu tiến
hành phản ứng với fomaldehit, có thể hịa tan trong rƣợu, dung mơi các chất thơm.

Nhựa amin có màu sắc nhạt. Cần phải gia nhiệt mới tạo thành màng, màng bóng,
cứng, chịu nƣớc, chịu kiềm, nhƣng màng sơn dịn, vì thế khơng sử dụng đợn độc,
thơng thƣờng phải pha chế nó với các loại nhựa khác nhau nhƣ nhựa ankyl, nitro
xenlulozo… thành sơn sấy có tính năng bảo vệ trang sức tốt.
 Nhựa epoxy
Nhựa epoxy có tính bền hóa học rất tốt, tính bám dính tốt, có thể gắn chắc bề
mặt giữa các vật liệu, ngồi ra cịn tính năng chịu mài mịn và cách điện tốt. Nhựa
epoxy là loại nhựa chố ăn mịn hóa học tốt, đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
sơn.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

10


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

 Nhựa silicon
Nhựa silicon là loại polime tổng hợp, trong thành phần cấu tạo một bộ phận
nguyên tử cacbon hoạc nguyên tử hidro đƣợc thay thế bằng nguyên tử silic.
Nhựa silicon chịu nhiệt rất cao (250oC), cách điện tốt, chống nƣớc, chống ẩm ƣớt, chịu
ăn mịn hóa học, chịu khí hậu tốt, dùng để chế tạo sơn chịu nhiệt, sơn cách điện.
2.2 Những nguyên liệu khác của sơn
2.2.1 Chất làm dẻo
Cho chất làm dẻo vào trong sơn làm tăng tính dẻo, độ bám chắc, chịu nhiệt, chịu
lạnh tốt, đề phòng màng sơn bong nứt, giảm sự bốc cháy. Khi cho chất làm dẻo vào
sơn, vẫn đảm bảo sự lƣu động của dung dịch.
Chất làm dẻo là chất thấm ƣớt của bột màu nhƣng lƣợng dùng không quá nhiều,

thƣờng bằng một phần hai lƣợng nitroxenlulozo, nếu không màng sơn dễ bị dính.
Căn cứ việc sử dụng và tác dụng chất làm dẻo có thể phân ra 3 loại:

C
C

 Loại dầu thực vật
Loại dầu thực vật khơng thể hịa tan nitroxenlulozo nhƣng có thể hỗn hợp với
sơn tạo thành trạng thái hỗn hợp có tác dụng làm dẻo.
Dầu thầu đầu là loại chất dẻo tốt, là dầu khơng khơ, hịa tan trong rƣợu, để làm tăng độ
nhớt thầu dầu, oxi hóa dầu trong nhiều giờ, ở nhiệt độ nhỏ hơn 130oC.

R
L
T.

DU

 Loại Este tổng hợp
Este tổng hợp đa số là dung môi có điểm sơi cao, nhƣng khơng bốc hơi ở nhiệt
độ thƣờng, có thể hịa tan nitroxenlulozo, tạo thành dạng keo, lƣu lại giữa màng sơn,
tăng tính đàn hồi, độ bám chắc.
 Các loại nhựa lỏng
Thí dụ nhƣ este metyl tùng hƣơng, nhựa ankyl… là loại nhựa dẻo; có thể hỗn
hợp với nitroxenlulozo, tăng tính dẻo của màng.
Este metyl tùng hƣơng tạo thành do tác dụng tùng hƣơng với rƣợu metilic. Đặc
điểm của nó khơng hịa tan trong nƣớc, khơng biến đổi khi có nhiệt, ở ẩm 40oC khơng
ngƣng hết, có thể hòa tan nitroxenlulozo, hòa tan trong các loại dung môi.
Lƣợng chất làm dẻo bằng 50% -100% lƣợng nitroxenlulozo, căn cứ vào tính chất của
sơn mà dùng tỉ lệ khác nhau. Nếu nhƣ dùng chất làm dẻo nhiều, màng sơn dính, dùng

ít, màng sơn dịn.
2.2.1 Dung mơi
Dung mơi là chất lỏng bay hơi, có tác dụng hịa tan màng. Sauk hi màng đóng
rắn tồn bộ dung mơi bay hơi, khơng lƣu lại trên màng.
Dung môi thƣờng dùng là các loại este, xeton…

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

11


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Dung mơi có thể chia làm 3 loại:
 Dung mơi điểm sôi thấp
Dung môi điểm sôi dƣới 100oC, làm giảm độ nhớt của sơn, bay hơi từ từ, dễ
khơ, hịa tan mạnh. Nhƣng dung môi điểm sôi thấp không đƣợc sử dụng rộng rãi vì dễ
biến trắng, tính lƣu động kém, màng sơn chƣa tốt. Dung môi điểm sôi thấp là axeton
etyl axetat…
 Dung mơi điểm sơi trung bình
Dung mơi điểm sơi trung bình, có điểm sơi ở nhiệt độ 110 – 145oC, tính lƣu
động cao, khơ chậm, màng sơn phân bổ đều, chống biến trắng, độ nhớt cao, có mùi.
Dung môi điểm sôi thấp là Butyl axetat, xilen rƣợu buttilic…
 Dung mơi có điểm sơi cao
Điểm sơi ở nhiệt độ trên 145oC, độ hịa tan mạnh, khơ chậm, có thể điều chỉnh
độ nhớt sơn.Lƣợng dùng ít có thể làm cho màng sơn bóng, đề phịng màng sơn biến
trắng khi gia cơng nơi ẩm ƣớt và đề phịng Nitroxenlulozo kết tủa.Dung môi điểm sôi

C
C

R
L
T.

cao giá thành đắt, chỉ dùng trong trƣờng hợp đặc biệt (nhƣ quét sơn nitroxenlulozo), ít
đƣợc sử dụng.
Dung môi loại mới là loại hidro cacbon gốc nitro nhƣ nitrometan, nitroetan,
nitropropan… Dùng những loại này để chế tạo sơn có thể nâng cao độ hịa tan, độ
bằng phẳng, tốc độ khơ nhanh, ngồi ra cịn làm giảm độ bắt lửa.
Tốc độ làm loãng mạnh hay yếu: Lấy các dung mơi hịa tan trong 10%
nitroxenlulozo làm thí nghiệm tính ra lƣợng cần thiết của toluen. Dung môi dầu mỏ
làm cho nitroxenlulozo kết tủa.
Nguyên lý và tốc độ bay hơi của dung mơi trong sơn
Q trình bay hơi của dung môi trong sơn chia làm 4 giai đoạn:
- Khi bắt đầu phun sơn, dung môi bay hơi chiếm khoảng 25-35%.
- Khi màng sơn ở trạng thái hoàn toàn lƣu động, tốc độ bay hơi của dung môi
dùng với lúc đầu chiếm khoảng 35-75%. Tốc độ bay hơi của giai đoạn này có
quan hệ mật thiết tính lƣu động, tính biến trắng của màng sơn, nếu làm giảm tốc
độ bay hơi giai đoạn này thì cải thiện đƣợc tính lƣu động và tính biến trắng.
- Khi màng sơn có xu hƣớng ổn định nhƣng chƣa khơ hồn tồn, tổng lƣợng bay
hơi của dung môi chiếm khoảng 75-90%. Nếu làm giảm đƣợc tốc độ bay hơi ở
giai đoạn này làm tăng khả năng chống biến trắng và tăng độ bóng bề mặt.
- Khi màng sơn đã khơ hồn tồn sự bay hơi cuối cùng chiếm khoảng 10%. Tốc
độ bay hơi nhanh chậm chậm của giai đoạn này có quan hệ rất lớn đến độ cứng
kết của màng sơn.

DU

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

12


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

- Kết luận: Xét về mặt chống biến trắng, tính lƣu động, độ cứng kết màng sơn, tốc
độ bay hơi của hỗn hợp dung môi ở phần 75% trƣớc càng chậm càng tốt, ở phần
25% sau tốc độ bay hơi càng nhanh càng tốt.
2.2.2 Chất pha lỗng
Chất pha lỗng khơng thể hịa tan nitroxenlulozo, chủ yếu làm lỗng thể tích của
sơn, đạt đến độ nhớt sử dụng, có tác dụng hịa tan nhựa. Ngun nhân chủ yếu dùng
chất pha lỗng vì giá thành rẻ hơn dung mơi nhiều, do đó nếu khơng làm trở ngại sự
hịa tan của màng, đảm bảo chất lƣợng sơn thƣờng dùng chất pha loãng thay dung mơi,
để giảm giá thành sơn. Chất pha lỗng ngồi việc làm sơn loãng đạt đến độ nhớt nhất
định, tốc độ bay hơi của nó phải nhanh hơn dung mơi, nếu nhƣ tốc độ bay hơi chậm
hơn dung môi, chất tạo màng sẽ tách ra, tạo nên màng sơn đóng cục, biến trắng… do
nitroxenlulozo khơng hịa tan trong chất pha loãng.
Những chất pha loãng thƣờng dùng nhƣ sau:

C
C

 Chất pha loãng sơn gốc nitro
Chất pha loãng sơn gốc nitro là hỗn hợp: Etyl axetat, butyl axetat, butilic,
benzene, toluene, axeton… dùng để pha loãng các loại sơn gốc Nitro.

R
L
T.

 Chất pha loãng sơn clovinyl.
Chất pha loãng sơn clovinyl là hỗn hợp butyl axetat, toluene, xilen axeton dùng
để pha loãng sơn clovinyl.

DU

 Chất pha loãng sơn gốc amin
Chất pha loãng sơn gốc amin là hỗn hợp xilen, bulitic, dùng để pha loãng sơn
gốc amin.
 Chất pha loãng sơn acrylat
Chất pha loãng sơn acrylat là hỗn hợp este rƣợu, benzene dùng cho sơn acrylat
cũng có thể dùng cho sơn gốc nitro.
 Chất pha loãng nhựa ankyl
Chất pha loãng nhựa ankyl là hỗn hợp dầu thơng, xăng, xilen dùng cho sơn
ankyl, cũng có thể dùng cho sơn dầu.
 Chất pha loãng sơn epoxy
Chất pha loãng sơn epoxy là hỗn hợp butyl axetat, butyl, xilen dùng để pha
loãng sơn epoxy.
2.2.3 Bột màu
2.2.3.1 Khái niệm bột màu
Bột màu là thành phần quan trọng tạo màu cho màng sơn.Bột màu là chất rắn có
độ hạt rất nhỏ, khơng hịa tan trong dầu hoặc dung mơi. Bột màu đƣợc mài nghiền
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

13


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

đồng đều với chất làm dẻo, có tác dụng che phủ bề mặt, chống xuyên thấy của tia tử
ngoại làm cho màng sơn có màu, chịu nƣớc, chịu khí hậu, nâng cao độ cứng, độ mài
mòn, kéo dài tuổi thọ của màng sơn…
Bột màu dùng trong sơn thƣờng là các chất vơ cơ khơng hịa tan trong nƣớc,
bao gồm một số kim loại, phi kim loại, chất oxi hóa, chất lƣu huỳnh và muối, có khi là
chất hữu cơ khơng hòa tan trong nƣớc, chất nhuộm hữu cơ hòa tan trong nƣớc hoặc
trong rƣợu.
2.2.3.2 Tính chất bột màu
 Năng lực thể hiện màu. Năng lực thể hiện màu mạnh hay yếu của chất màu khi
nó hỗn hợp với các chất màu khác. Ví dụ bột màu đen cacbon cùng với bột màu
trắng thành hỗn hợp màu tro, nếu nhƣ bột màu đen cacbon ít năng lực thể hiện
màu mạnh, bột màu đen cacbon nhiều thì năng lực thể hiện màu yếu.
 Độ che phủ. Độ che phủ của chất màu là khả năng che phủ lớp nền, làm cho lớp

C
C

nền khơng bị lộ ra, qua màng sơn.

R
L
T.

 Tính chống gỉ. Lớp sơn lót cần có tính chống gỉ. Những kim loại nhƣ bột nhơm,

bột kẽm có tác dụng bảo vệ điện hóa một số kim loại, ZnCrO4 có tác dụng thụ
động hóa, đề phịng kim loại bị ăn mịn.

DU

 Bột hóa. Một số chất màu, đặc biệt là chất màu trăng trong màng sơn, qua thời
gian nhất định, trên bề mặt hình thành lớp bột, có thể xoa đi đƣợc để lại vết.
Hiện tƣợng nhƣ trên là sự bột hóa của sơn.
Ngồi những tính chất trên cịn có các tính chất khác nhƣ độ phân tán, độ hòa tan
chịu nhiệt, chịu mốc, chịu ăn mịn hóa học…
2.2.3.3 Phân loại bột màu
Bột màu trang sức. Bột màu trang sức cho màu sắc đẹp, che phủ bề mặt tốt,
nâng cao độ chịu bền, chịu khí hậu, chịu mài mịn của màng sơn.
 Bột độn. Bột độn là chất màu trắng hoặc không có màu, khơng thể hiện màu, độ
che phủ kém. Bột độn là nguyên liệu rẻ, dễ kiếm.
 Bột chống gỉ. Bột chống gỉ không thể hiện màu trang sức, nhƣng có màu và độ che
phủ tốt, có tính năng chống gỉ tốt, đề phòng kim loại bị ăn mòn, kéo dài thời gian
sử dụng đƣợc sử dụng rộng rãi.
2.2.5 Những chất phụ trợ khác
Những chất phụ trợ khác trong sơn, không phải là chất tạo màng chủ yếu, nhƣng
chọn và sử dụng chính xác chất phụ trợ có ảnh hƣởng rất lớn đến chất lƣợng màng
sơn.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

14

Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Có rất nhiều loại chất phụ trợ, tùy theo tác dụng của nó mà phân ra các loại:
Chất làm khơ, chất đóng rắn, chất chống ẩm ƣớt, chất huyền phù, chất chống lão
hóa… Trong đó chất làm khơ, chất đóng rắn đƣợc sử dụng nhiều nhất.
2.2.3.4 Chất làm khô
Chất làm khô là chất làm tăng tốc độ khô của màng sơn. Chất làm khơ thƣờng
dùng là chất oxi hóa và muối kim loại nhƣ cơban, mangan, chì… và các chất hữu cơ có
thể xà phịng hóa của chúng.
 Chất làm khô côban. Chất làm khô côban là chất làm khô rất mạnh, q trình làm
khơ tiến hành nhanh ở bề mặt màng sơn, nhƣng nếu sử dụng đơn độc, màng sơn ở
bên trong khó khơ, dễ sinh ra bong…
 Chất làm khô mangan. Chất làm khô mangan kém hơn chất làm khơ coban, q
trình làm khơ tiến hành ở bề mặt, sau đó làm khơ ở bên trong màng sơn, nhƣng
màng sơn cứng và dòn, thể hiện màu rất mạnh, nên việc sử dụng bị hạn chế.

C
C

 Chất làm khô chì. Chất làm khơ chì tốc độ làm khơ chậm, q trình khơ đồng đều,

R
L
T.

có thể làm khơ bên trong màng sơn, đƣợc màng sơn dẻo, đàn hồi, chịu khí hậu tốt,
khơng biến màu, vì vậy chất màng khơ chì là loại tƣơng đối tốt.
 Chất làm khô hỗn hợp. Chất làm khô hỗn hợp là hỗn hợp các chất làm khô. Chất
làm khô hỗn hợp đƣợc màng sơn tốt, khi sử dụng đơn độc một chất làm khô không
thể có đƣợc, vì vậy đƣợc dùng rộng rãi.

DU

2.2.3.5 Chất đóng rắn
Sơn tổng hợp có thể khơ ở nhiệt độ thƣờng, hoặc khi sấy, nhƣng có trƣờng hợp
cho vào các chất oxi hóa, amin… phản ứng với nhựa, làm cho màng sơn đóng
rắn.Những chất này đƣợc gọi là chất đóng rắn.
Chất đóng rắn amin là nguyên liệu quan trọng của sơn epoxy, bởi vì sơn epoxy
khơng thể đóng rắn tạo màng, nếu khơng có chất đóng rắn. Sauk hi cho chất đóng rắn
vào đƣợc lớp sơn chắc, chịu ăn mịn hóa học, cách điện tốt, tính năng cơ khí tốt. Chất
đóng rắn thƣờng dùng là C2H4(NH2)2.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

15


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Chƣơng 3: CÔNG NGHỆ SƠN TRÊN GỖ

3.1 Khái niệm về gỗ
Gỗ là nguyên liệu rất quan trọng, có rất nhiều ƣu điểm: Tính đàn hồi, cách điện
tốt, vân hoa đẹp, dễ gia cơng, vì vậy đƣợc sử dụng rộng rãi. Nhƣng gỗ có nhiều khuyết
điểm, hấp thụ nƣớc, dễ cháy, dễ mốc, bẩn, khơng chịu các chất hóa học…
Để khắc phục những khuyết điểm này có nhiều phƣơng pháp, sơn là một trong
những phƣơng pháp chủ yếu để khắc phục gỗ.Gỗ sau khi sơn không những kéo dài
thời gian sử dụng, mà cịn làm cho bề mặt trang trí đẹp.Chất lƣợng sơn trên gỗ quyết

định bởi xử lý bề mặt trƣớc khi sơn, chọn nguyên liệu sơn, tính hợp lý của quy trình
cơng nghệ và phƣơng pháp thao tác hợp lý, chính xác.
Sơn trên gỗ gồm có 2 loại:
- Sơn trang trí che lấp gỗ.
- Sơn trang trí vẫn đảm bảo lớp vân.

C
C

R
L
T.

3.2 Gia công sơn che lấp vân gỗ
Sơn đƣợc sử dụng để che lấp vân gỗ là các loại sơn: Sơn dầu các màu, sơn
phenolfocmaldehit các màu, sơn ankyl… Thông thƣờng dùng để sơn các loại gỗ mềm,
sơn loại gỗ trong nhà và ngồi trời.Mục đích tạo đƣợc lớp sơn cứng bóng, che lấp vân
gỗ, mà cịn che lấp những khiếm khuyết của gỗ.
Dƣới đây ta thí dụ gia cơng loại sơn ta.

DU

3.2.1 Tính năng và cơng dụng sơn ta
Sơn ta lấy từ mủ của cây sơn, qua tinh luyện cho thêm dầu chấu luyện và một số
nguyên vật liệu khác.
Đặc điểm sơn ta: Có màu vàng, chịu axit, chịu kiềm, chịu ăn mòn rất cao, chịu
mài mòn tốt, độ bóng cao, khơng thay đổi theo thời gian. Sơn đƣợc sử dụng trong nhà
và ngoài trời. Nhƣng sơn có khuyết điểm là: Sơn khơng thể phun, sử dụng các màu bị
hạn chế, chỉ có màu đỏ, màu vàng và màu đen. Ngồi ra khơng thể sử dụng phối hợp
các loại sơn khác.

3.2.2 Phƣơng pháp gia công
 Chuẩn bị bề mặt
Tẩy sạch bề mặt dầu mỡ, nƣớc, tạp chất keo… Nếu nhƣ có dầu thơng dùng cồn
để lau sạch, hoặc dùng sơn cánh kiến để bịt kín.
Sau khi xử lý bề mặt, quét lớp màu (nhuộm gỗ).Múc đích quét lớp màu để giữ màu
khơng bị phai. Hịa tan màu vào trong nƣớc, màu sắc có thể chọn tùy ý: Màu đỏ, vàng, đen…
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

16


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

 Trát mattit
Mục đích trát mattit để làm bằng phẳng những chỗ lồi lõm trên bề mặt. Quá trình
trát mattit nhƣ sau:
- Trát lỗ lớn.
- Quét một lớp trên toàn bộ bề mặt.
- Sửa chỗ còn khuyết điểm.
- Sauk hi mattit khô, dùng giấy nháp số 0 hoặc số 1 để mài bóng và khử bụi bặm.
- Pha chế mattit nhƣ sau: Sơn 4%, bột thạch cao 56%, nƣớc 4%. Trát lớp mattit thứ
hai so với lớp thứ nhất hơi lỗng một chút để gia cơng thuận lợi.
 Qt lớp màu
Màu sắc lựa chọn tùy ý, hòa tan bột màu trong nƣớc nóng, sau đó cho thêm keo
nƣớc, khuấy đều, sau đó lọc qua rây đồng.
Khi qt thì qt theo vân gỗ, không quét lung tung, nếu không sẽ ảnh hƣởng bề mặt
vân gỗ, không đẹp.

C
C

R
L
T.

 Quét lớp sơn
Trƣớc khi quét sơn cần dùng vải trắng lau sạch bụi bặm, sau đó dùng chổi sơn
quyét lên bề mặt. Sau khi quét xong dùng chổi sơn quét nhẹ một lần theo đƣờng vân
gỗ, làm cho bề mặt sơn phủ đồng đều.
Số lần quét thƣờng 1-2 lần.Nếu quét lần thứ hai, lớp thứ nhất cần khô, dùng giấy
ráp số 0 mài một lƣợt để khử đi bụi bặm mới quét lớp thứ hai. Khi quét lớp thứ nhất
cần cho 5-10% dầu thông để pha loãng để sơn thâm nhập vào vân gỗ, tăng tốc độ bám
chắc.

DU

-

 Đặc điểm gia công
Khi quét sơn ta dùng chổi sơn cứng, nếu dùng chổi mềm, lớp sơn không đồng đều,
lớp sơn bị lộ ra.
Sơn ta khác với các loại sơn khác, độ ẩm càng lớn, khô càng nhanh. Vì vậy khơng
gia cơng sơn lúc trời tối, mƣa hoặc ẩm ƣớt. Lúc nhiệt độ, ánh sáng mặt trời chiếu
vào không nên gia công sơn nếu không ảnh hƣởng chất lƣợng sơn hoặc khó khơ.

3.3 Gia cơng sơn vẫn đảm bảo lớp vân gỗ
Gia công sơn vẫn đảm bảo lớp vân dùng cho sản phẩm các loại gỗ cứng, gỗ cao
cấp nhƣ: Đồ dùng trong nhà, nhạc cụ…

3.3.1 Sơn cánh kiến
Sơn cánh kiến đƣợc điều chế bằng cách hòa tan cánh kiến trong cồn etilic (cánh
kiến 25-35%, rƣợu etilic 65-75%, ngâm trong 2-3 ngày).

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

17


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

 Đặc điểm và công dụng:
Ƣu điểm sơn cánh kiến là gia cơng thuận tiện, khơ nhanh, màng sơn bóng, bóng
trong suốt, tùy theo yêu cầu mà xoa quét các màu khác nhau. Khuyết điểm là không
chịu axit, kiềm, không chịu ánh sáng mặt trời, chịu nƣớc kém, dễ hút ẩm biến trắng…
Sơn cánh kiến dùng để sơn các loại gỗ, dụng cụ gia đình, nhạc cụ… Sơn cánh
kiến cịn tính cách điện và chịu dung mơi dùng làm lớp sơn cách li dụng cụ điện.
 Phƣơng pháp gia công (dùng đối với dụng cụ gia đình)
 Chuẩn bị bề mặt: Yêu cầu bề mặt bóng, bằng phẳng, màu sắc hoa văn đồng đều.
Nếu có dầu thơng cần phải dùng cồn etilic để làm sạch đảm bảo chất lƣợng sơn.
 Trát mattit: Mục đích trát mattit để làm phẳng những chỗ lồi lõm, vết đinh,
nứt… làm cho bề mặt bóng, bằng phẳng. Khi trát mattit phải trát cao hơn bề
mặt một chút, để sau khi mattit khô, không co dãn, ảnh hƣởng đến bề mặt.
 Quét lớp bột keo: Tác dụng quét lớp bột keo để làm bằng phẳng bề mặt và có tác
dụng nhuộm màu.

C
C

R
L
T.

Bột keo có hai loại: Bột nƣớc gia công thuận lợi, nhƣng màu sắc không bền; bột
màu bền nhƣng gia cơng khó.
 Qt lớp màu: Quét lớp màu lên gỗ là công nghệ quan trọng. Màu sắc tốt hay
xấu quyết định bởi công nghệ này.

DU

 Xoa lớp sơn cánh kiến: Dùng vải trắng bao bông thấm sơn cánh kiến xoa đi xoa
lại hàng chục lần, cho đên khi bề mặt thật bóng.
 Đặc điểm gia công
 Công nghệ gia công nhƣ trên, căn cứ vào tình hình cụ thể, chất lƣợng bề mặt mà
tăng giảm.
 Khi nhiệt độ thấp, độ ẩm lớn, sơn dễ biến trắng, vì vậy gia cơng khơng thuận lợi.
Thơng thƣờng gia công ở nhiệt độ 12-35oC.
 Khi quét sơn cánh kiến, nếu có hiện tƣợng chảy vết, có thể dùng cồn etilic để rửa
sạch. Sơn cánh kiến chứa trong thùng sứ, để đề phịng hiện tƣợng biến đen. Sau
khi gia cơng cần phải đậy nắp kín, tránh bay hơi lãng phí.
3.3.2 Sơn gốc nitro
3.3.2.1 Đặc điểm và công dụng
Sơn gốc nitro là loại sơn trong suốt, khô nhanh, độ cứng cao, độ bóng tốt, chống
ăn mịn tốt, có thể đánh bóng đƣợc. Khuyết điểm là: Chịu khí hậu, chịu nhiệt kém, nếu
nhiệt độ thay đổi hoạc môi trƣờng khắc nghiệt, màng sơn nứt, vì vậy khơng dùng sơn
ngồi trời.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

18


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Sơn gốc nitro là loại sơn cao cấp, dùng cho sản phẩm cao cấp, dụng cụ gia đình,
máy thu thanh…
3.3.2.2 Phƣơng pháp gia công
 Chuẩn bị bề mặt: Sơn gốc nitro dùng sơn cánh kiến làm sơn lót.
 Quét sơn gốc nitro: Trên bề mặt lớp sơn cánh kiến, quét lớp sơn gốc nitro. Đầu
tiên dùng chổi sơn thâm sơn qt 1-2 lần sau đó dùng vải bao bơng thấm sơn
gốc nitro xoa đi xoa lại hàng chục lần, làm cho bề mặt hồn tồn bóng. Mỗi lần
qt, dùng giấy ráp cũ số 0 mài nhẹ lên bề mặt.
 Đánh bóng: Đánh bóng gồm có hai bƣớc: Mài bóng và đánh bóng. Giai đoạn đầu
dùng vải màn thấm thuốc mài bóng xoa lên bề mặt, xoa đi xoa lại nhiều lần, sau đó
dùng vải màn sạch lau sạch bề mặt. Giai đoạn hai dùng vải màn thấm thuốc đánh
bóng xoa lên bề mặt, xoa đi xoa lại nhiều lần đến khi bề mặt bóng nhƣ gƣơng.
3.4 Gia cơng sơn có vân nhƣ gỗ
Gia cơng sơn có vân nhƣ gỗ để làm giả lớp vân giống nhƣ gỗ trền bề mặt gỗ bề

C
C

R
L
T.

ngồi khơng đẹp hoặc trên bề mặt kim loại. Phƣơng pháp gia công nhƣ sau:
 Chuẩn bị bề mặt
Trƣớc tiên làm sạch dầu mỡ, tạp chất keo trên bề mặt sản phẩm, nếu bề mặt có
dầu thơng, dùng cồn etylic để làm sạch, để khỏi ảnh hƣởng đến màng sơn, sau
đó quét lên lớp sơn lót trắng.

DU

 Trát mattit
Căn cứ vào tình trạng bề mặt mà trát mattit cục bộ, sau khi khô dùng giấy ráp số
1 để làm sạch, sau đó trát mattit tồn bộ bề mặt dùng giấy ráp mài bóng, rồi trát
mattit cục bộ, cuối cùng dùng giấy nháp số 0 để mài bóng, làm sạch bề mặt
phẳng, bóng.
 Làm giả vân gỗ
Phƣơng pháp làm giả vân gỗ nhƣ sau: Dùng chổi long thấm sơn quét trên bề mặt sau
đó lại dùng chổi long (khơng thấm sơn), quét trên bề mặt giống nhƣ vân gỗ.
Phải để lớp sơn thứ nhất khô, mới sơn lớp sơn Phenolmaldehit lần thứ hai.
-

 Đặc điểm gia công
Khi làm sơn giả vân gỗ, phải để lớp sơn lót hồn tồn khơ mới vẽ giả vân, để đề
phòng lớp sơn bong ra.
Khi làm giả vân gỗ diện tích gia cơng lần đầu không quá lớn để tránh dung môi bay
hơi làm khô khơng vẽ đƣợc.
Kích thƣớc của miêng cao su là 5 x 20 x 100 (mm), đẻ tiện vẽ hoa, một đầu miếng
cao su cắt thành hình răng cƣa.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

19


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Chƣơng 4: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHUN SƠN TỰ ĐỘNG

4.1 Khái niệm hệ thống phun sơn tự động
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ đặc biệt là trong các lĩnh vực
nhƣ điện, điện tử, tự động hóa và cơng nghệ thơng tin thì khả năng tự động hóa của
các máy móc thiết bị ngày càng trở nên linh hoạt hơn, đáp ứng nhu cầu của cuộc sống
hiện đại. Trong ngành công nghiệp sơn cũng không ngoại lệ.
Hệ thống phun sơn tự động là một hệ thống làm việc độc lập với con ngƣời để
thực hiện nhiệm vụ tạo ra sản phẩm sơn thơng qua các chƣơng trình đƣợc lập trình sẵn
và hoạt động một cách hồn tồn tự động.
4.2 Nhu cầu phát triển của hệ thống phun sơn tự động
Trƣớc đây khi lĩnh vực tự động hóa chƣa phát triển hầu hết các công việc sơn
các loại sản phẩm đều đƣợc tiến hành bằng tay. Tuy nhiên điều đó gây nhiều khó khăn
cho cơng tác sản xuất cả về năng suất lẫn chất lƣợng của sản phẩm.Đó là chƣa kể đến
tính chất độc hại của các loại sơn gây ô nhiễm nghiêm trọng đến ngƣời công nhân gia
công sơn lẫn những ngƣời xung quanh. Thực tế đấy đặt ra nhu cầu phát triển một loại
máy móc thiết bị có thể tăng năng suất và chất lƣợng sản phẩm đồng thời giảm thiểu
sự ô nhiễm và tác hại của sơn đối với con ngƣời.
 Đặc điểm của phƣơng pháp sơn truyền thống:
- Năng suất thấp.
- Chất lƣợng bề mặt lớp sơn kém, không đảm bảo đƣợc các yêu cầu kỹ thuật.
- Tốn nhiều thời gian gia công bề mặt sơn.
- Chi phí cao do tốn nhiều sơn.
- Độc hại cho ngƣời lao động do phải làm việc trực tiếp với sơn.

- Dụng cụ gia công sơn đơn giản, dễ thực hiện

C
C

R
L
T.

DU

Hình 4.1Phương pháp sơn truyền thống
SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

20


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

-

 Đặc điểm của phƣơng pháp sơn hiện đại:
Năng suất cao do tiến hành bằng máy.

-

Chất lƣợng bề mặt lớp sơn tốt, đồng đều đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Thời gian gia cơng bề mặt lớp sơn nhanh.

Chi phí thấp do tốn ít sơn.
Đảm bảo an tồn cho ngƣời lao động do không tiếp xúc trực tiếp với sơn.
Cần đầu tƣ chi phí cao cho trang thiết bị hiện đại.

C
C

R
L
T.

Hình 4.2Phương pháp sơn hiện đại

DU

4.3 Tổng quan về hệ thống điều khiển tự động
4.3.1 Khái niệm về hệ thống điều khiển tự động
Trong những năm gần đây, điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng trong
việc phát triển và tiến bộ của kỹ thuật, đặc biệt trong các lĩnh vực nhƣ chế biến thực
phẩm, thiết bị công nghiệp (máy công cụ, Robot công nghiệp, các dây chuyền tự
động), kỹ thuật hàng không vũ trụ, giao thông vận tải, công nghệ thông tin… điều
khiển tự động đã đạt đƣợc trình độ kỹ thuật cao. Theo quan điểm điều khiển học, thực
tế mỗi khía cạnh của các hoạt động hằng ngày đều bị chi phối bởi một vài hình thức
điều khiển và xung quanh chúng ta có rất nhiều hệ thống điều khiển. Trong các hệ
thống đó đối tƣợng điều khiển có thể là các hệ thống vật lý, các trang bị kỹ thuật, hệ
thống quản lý kinh tế, cơ chế sinh vật… phạm vi nghiên cứu đối tƣợng là các trang bị
kỹ thuật, các hệ thống vật lý đƣợc gọi là điều khiển học kỹ thuật.
Ví dụ:
Xét một ơ tơ điều khiển hành trình, là một thiết bị đƣợc thiết kế để duy trì ở tốc
độ khơng đổi; tốc độ mong muốn hoặc đặt trƣớc, đƣợc cung cấp bởi trình điều

khiển. Hệ thốngtrong trƣờng hợp này là chiếc xe. Đầu ra hệ thống là tốc độ, và các
biến điều khiển là vị trí bộ điều tiết của động cơ, ảnh hƣởng đến mô-men xoắn của
động cơ ở đầu ra.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

21


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Cách sơ khai nhất để thực hiện điều khiển hành trình chỉ đơn giản là giữ ngun
vị trí của bộ điều tiết ga của trình điều khiển. Tuy nhiên, trên địa hình miền núi, chiếc
xe sẽ bị hãm lại khi leo dốc và đƣợc tăng tốc khi xuống dốc. Trong thực tế, bất kỳ
tham số nào khác với những gì đã đƣợc giả định trong thời gian thiết kế sẽ trở thành
một sai số tỷ lệ ở tốc độ đầu ra, bao gồm cả khối lƣợng chính xác của chiếc xe, độ cản
của gió, và áp lực của lốp xe. Bộ điều khiển loại này đƣợc gọi là bộ điều khiển vịng
hở vì khơng có kết nối trực tiếp nào giữa đầu ra của hệ thống (tốc độ xe) và các điều
kiện thực tế gặp phải, do đó, hệ thống không và không thể bù lại đƣợc các lực không
mong muốn.
Trong một hệ thống điều khiển vịng kín, một cảm biến giám sát đầu ra (tốc độ
xe) và cung cấp dữ liệu đó về một máy tính để điều chỉnh một cách liên tục tín hiệu
điều khiển đầu vào (điều tiết ga)khi cần thiết để giữ cho sai số điều khiển trong mức
độ tối thiểu (đó là, để duy trì tốc độ mong muốn). tín hiệu phản hồi về hệ thống cho
phép bộ điều khiển(máy tính bên trong xe) bù một cách linh động cho những thay đổi
trong hệ thống, chẳng hạn nhƣ sự thay đổi độ dốc của mặt đất hoặc tốc độ gió. Một hệ
thống điều khiển phản hồi lý tƣởng loại bỏ tất cả những sai số, có tác dụng giảm thiểu
tác động của bất kỳ lực nào có thể hoặc khơng thể phát sinh trong suốt quá trình làm

việc và tạo ra một phản ứng trong hệ thống mà phù hợp hoàn hảo với mong muốn của
ngƣời dùng. Trong thực tế, điều này không thể thực hiện đƣợc do sai số đo lƣờng trong
các cảm biến, độ trễ trong các bộ điều khiển, và sự không hồn hảo trong điều khiển
đầu vào.
Mỗi hệ thống đều có tác động vào và đáp ứng ra hay gọi là tín hiệu vào và tín
hiệu ra. Trong mỗi hệ thống có thể có một hoặc nhiều tín hiệu vào hoặc nhiều tín hiệu
ra.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 4.3Sơ đồ chức năng của hệ điều khiển tự động

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xuân Hoàng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

22


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Tóm lại ta có thể phát biểu:
Hệ thống điều khiển tự động là tập hợp các thành phần vật lý có mối liên quan

và tác động qua lại lẫn nhau, để chỉ huy, hiệu chỉnh bản thân hoặc điều khiển hệ thống.
4.3.2 Các phần tử cơ bản của hệ thống điều khiển tự động
Hệ thống điều khiển tự động có thể quy về 3 phần tử cơ bản là:
- Thiết bị điều khiển (Controler);
- Đối tƣợng điều khiển (Object);
- Thiết bị đo lƣờng (Measuring device).

C
C

R
L
T.

Hình 4.4Sơ đồ khối các bộ phận của hệ ĐKTĐ
Trong đó:
- r(t): Tín hiệu vào
- c(t): Tín hiệu ra
- e(t): Tín hiệu so sánh
- u(t): Tín hiệu tác động vào đối tƣợng điều khiển
- cht(t): Tín hiệu phản hồi

DU

4.3.3 Phân loại hệ thống điều khiển tự động
Phân loại hệ thống điều khiển tự động có nhiều hình thức khác nhau. Nếu dựa
vào hình thức tác động của các tín hiệu vào và ra, có thể phân thành hai loại là: Hệ
thống hở và hệ thống kín.
4.3.3.1 Hệ thống hở
Là hệ thống mà các tín hiệu vào và ra có tính chất độc lập với nhau.

Hệ thống hở có các đặc điểm chính là:
- Độ chính xác phụ thuộc vào khả năng điều chỉnh và độ tin cậy điều chỉnh của thiết
bị.
- Bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố tác động từ bên ngoài nhƣ sự thay đổi về nhiệt độ, áp
suất, dao động xung quanh, dao động của tải trọng…
-

Tín hiệu ra đáp ứng chậm khi thay đổi tín hiệu vào.

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

23


Thiết kế chế tạo mơ hình máy sơn gỗ tự động

Hình 4.5Sơ đồ khối hệ hở
4.3.3.2 Hệ thống kín
Hệ mà các tín hiệu vào và ra phụ thuộc vào nhau, tín hiệu vào phụ thuộc vào tín
hiệu ra thơng qua bộ phận phản hồi.Hệ thống kín cũng thƣờng đƣợc gọi là hệ điều
khiển có phản hồi.
Hệ thống kín có những đặc điểm chính sau:
- Đạt độ chính xác điều khiển cao
- Tốc độ đáp ứng nhanh
- Giảm đƣợc tính phi tuyến và nhiễu

C
C

Tăng đƣợc bề rộng dải tần, mà tại dải tầng này hệ có đáp ứng tốt nhất
Tuy nhiên với hệ thống kín tín hiệu ra có khuynh hƣớng dao động do qn tính của
sự so sánh tín hiệu.
Ngồi hình thức phân loại nhƣ trên hiện nay ngƣời ta cịn phân thành:
- Hệ thống điều khiển tuyến tính
- Hệ thống điều khiển phi tuyến
- Hệ thống điều khiển liên tục: Các tín hiệu tác động trong hệ là các tín hiệu tƣơng
tự, tức là các hàm liên tục theo thời gian.
- Hệ thống điều khiển số hay còn gọi là hệ điều khiển xung số, tín hiệu điều khiển là
các tín hiệu rời rạc.
- Hệ thống tiền định: Là hệ khơng có tín hiệu ngẫu nhiên.
- Hệ thống ngẫu nhiên: Là hệ có các tín hiệu ngẫu nhiên tác động.
- Hệ thống điều khiển tối ƣu: Hệ mà trong đó các thiết bị điều khiển có chức năng
tổng hợp để đạt đƣợc độ chính xác điều khiển cao nhất hoặc đạt đƣợc thời gian
truyền đạt tín hiệu ngắn nhất.
- Hệ thống điều khiển thích nghi: Là hệ thống tự chỉnh, có khả năng thích ứng một
cách tự động với những biến đổi, tác động của bên ngoài (nhƣ điều kiện của mơi
trƣờng, đặc tính của đối tƣợng). Hệ có khả năng thay đổi các tham số và cấu trúc
một cách tự động để thích nghi với những điều kiện thay đổi từ bên ngoài. Kỹ thuật
này ứng dụng các bộ vi xử lý từ máy tính.
-

R
L
T.

DU

SVTH: Trịnh Thanh Tùng – Trương Xn Hồng

Hướng dẫn: ThS. Trần Minh Chính

24