Nhựa Alkyd là loại Ester phân tử lượng thấp, đuợc tạo thành khi các rượu (Alcohol) đa chức phản ứng với các axít đơn chức hoặc đa chức. Tên gọi Alkyd là ghép của 2 chất Alcohol (rượu) và nhóm chức axít
Trên thực tế, nhựa Alkyd chỉ có ứng dụng trong ngành sơn khi sử dụng một hỗn hợp các chất phản ứng là axit béo đơn chức của dầu béo cùng với axít hữu cơ đa chức và rươu đa chức. Nhựa Alkyd này được gọi chính xác là Alkyd – biến tính dầu, được sử dụng trong sơn từ năm 1972. Nhựa Alkyd được ứng dụng rộng rãi trong ngành sơn từ những năm 1920 và rất nhiều năm sau đó, nhựa Alkyd chiếm địa vị độc tôn trong ngành sơn công nghiệp.
Trong bài này sẽ giới thiệu các nội dung sau về nhựa alkyd:
Phân loại nhựa alkyd
Sản suất nhựa alkyd
Tính chất ứng dụng của các loại nhựa alkyd
Cơ chế khô cụ thể của nhựa Alkyd – Dầu béo
Những hiểu biết cần thiết về ALKYD dùng trong công nghiệp sơn
1. Phân loại nhựa ALKYD
– Có 3 cách phân loại các loại nhựa Alkyd mà người sử dụng cần phải biết để chọn dùng cho thích hợp với mục đích chế tạo sơn Alkyd, cụ thể như sau:
Phân loại theo kiểu rượu đa chức và axit (hoặc Anhydride ) đa chức dùng tổng hợp nhựa Alkyd. Có 2 loại nhựa chính là :
Gọi là nhựa GLYPHTAL: dùng Glycerine và Phtalic Anhydride. Nhựa Glyphtal có tính chất hòa tan rất tốt trong dung môi nhưng tạo màng sơn không cứng lắm và kém bền nước.
Gọi là nhựa PENTAPHTALIC: dùng trong Pentaerythriol và Phtalic Anhydride, nhựa PentaPhtalic có tính chất khô tạo màng sơn cứng, bền với ánh sáng.
Phân loại theo hàm lượng % dầu béo có trong nhựa Alkyd, có 3 loại là:
Nhựa Alkyd gầy (SHORT-OIL ALKYD) có 30 – 45% dầu béo (hoặc axít béo). Alkyd gầy lại chia thành phần loại khô được (DRYING) và loại không khô (NON-DRYING) được sử dụng khác nhau trong công nghiệp sơn.
Nhựa Alkyd trung bình (MEDIUM-OIL ALKYDS) có 46 – 55% dầu béo (hoặc axit béo) là loại Alkyd có nhiều ứng dụng nhất trong các loại nhựa Alkyd dầu béo.
Nhựa Alkyd béo (LONG-OIL ALKYD) có chứa 56 – 70% dầu béo (hoặc axít béo) thường được sử dụng làm lớp sơn phủ ngoài (Topcoat hoặc Finish ) trang trí cho các bề mặt kim loại, gỗ, v.v… bền với thời tiết mưa nắng. Sơn Alkyd dầu béo là thành phần chủ lực trong hệ thống kiến trúc xây dựng.
Phân loại theo loại dầu béo, axít béo hoặc chất biến tính khác, gồm các loại chủ yếu là:
Alkyd biến tính với các loại dầu béo khô được, dầu béo bán khô có 3 nối đôi dể sản xuất nhựa Alkyd trung bình, nhựa Alkyd gầy khô được dùng làm sơn lót và sơn lót nhanh khô (ví dụ: dầu lanh, dầu trẫu, dầu hột cao su, v.v…)
Alkyd biến tính từ dầu béo bán khô có 2 nối đôi để sản xuất nhựa alkyd béo dùng cho sơn trang trí với màng sơn ít bị vàng hóa ( biến màu) ngoài khí quyển (ví dụ: dầu đậu nành).
Alkyd biến tính từ dầu béo là dầu thầu dầu khử nước có 2 nối đôi, hoặc từ các a xít béo tổng hợp để sản xuất nhựa Alkyd gầy không khô dùng kết hợp với một số nhựa tạo màng khác làm sơn sấy, sơn đồ gỗ NC… có chất lượng cao hơn alkyd thông thường.
Alkyd biến tính từ dầu béo cùng với nhựa thông để sản xuất nhựa Alkyd Glyphtal và Pentaphtalic làm sơn dầu và sơn sấy AlkydAmino, v.v…
– Dựa trên cơ sở của 3 cách phân loại nhựa Alkyd nói trên, nhà sản xuất sơn có thể kết hợp lại để chọn dùng loại Alkyd thích hợp với mục đích sản xuất sơn Alkyd của mình.
Để sản xuất sơn phủ Alkyd, có thể chọn loại nhựa Alkyd béo (LONG OIL ALKYD RESIN) gốc PENTAPHTALIC đi từ dầu đậu nành (SOYABEAN OIL).
Để sản xuất sơn lót (chống gỉ) Alkyd có thể chọn loại nhựa Alkyd trung bình (MEDIUM OIL ALKYD RESIN) gốc PENTAPHTALIC đi từ dầu lanh hoặc axít béo không no, hoặc nhựa Alkyd gầy (SHORT OIL ALKYD RESIN) loại khô nhanh gốc GLYPHTAL đi từ dầu lanh hoặc axít béo dầu đậu nành, v.v…
Để sản xuất các loại sơn sấy Alkyd-Amino Resin hoặc sơn NC 2 thành phần cho đồ gỗ, đóng rắn bằng axít (ACID-CURING), có thể chọn loại nhựa Alkyd gầy không khô gốc GLYPHTAL đi từ dầu lanh hoặc axít béo tổng hợp hoặc dầu thầu dầu khử nước (DCO)…
2. Sản xuất nhựa ALKYD
Nguyên liệu và nguồn cung ứng
a/ Dầu béo
Dầu lanh (LINSEED OIL)
Dầu đậu nành (SOYABEAN OIL)
Dầu hột cao su (RUBBER SEED OIL)
Dầu trẫu (tương đương TUNG OIL)
Dầu thầu dầu (chưa khử nước)
Các axít béo khác
b/ Axít đa chức:
P.A (Phtalic Anhydride)
MA (Maleic Anhydride)
c/ Rượu đa chức :
Glycerol (Glycerin)
P.E (Penta Erythriol)
d/ Dung môi:
Xylene
White Spirit
Thiết bị sản xuất nhựa Alkyd
Thiết bị chính là nồi phản ứng (REACTOR) có thể sử dụng đa năng để sản xuất hầu hết các loại nhựa CTM kiểu trùng ngưng, trùng hợp. Thể tích hồi phản ứng có thể lớn nhỏ khác nhau tùy theo nhu cầu sản xuất. Đối với các nhà sản chuyên nghiệp các chất tạo màng cung ứng làm nguyên liệu cho ngành sơn thường lắp đặc các nồi phản ứng thể tích lớn 10 – 80m3. Đối với các nhà sản xuất nhỏ hơn thường lắp đặt nồi phản ứng có thể tích phổ biến 5m3. Một số các hãng sơn sản xuất nhiều loại sơn dầu thường lắp đặt các nồi phản ứng có thể tích 3 – 5m3, cũng có thể lắp đặt các nồi phản ứng có thể tích >= 1m3.