Chất độn ảnh hưởng như thế nào trong công thức sơn?

Chất độn là các hạt rắn được sử dụng trong hệ thống sơn và chất phủ nhằm:

• Cải thiện thuộc tính
• Giảm giá thành sản xuất

Do đó, có một số khía cạnh cần được xem xét khi lựa chọn chất độn cho sơn của mình. Bởi vì, các thuộc tính chính của công thức sơn bị chi phối bởi các đặc tính của các hạt rắn được sử dụng trong công thức:

Bây giờ, chúng ta cùng xem xét về một số thuộc tính quan trọng trong cống thức sơn và hiểu các thuộc tính đó bị ảnh hưởng như thế nào bởi các chất độn trong sơn được sử dụng. Hệ thống sơn và chất phủ được chia thành ba loại chính:

1. Sơn nước

2. Sơn dung môi:

• Sơn lót, là lớp sơn trực tiếp lên bề mặt vật liệu.
• Sơn phủ, tiếp xúc trực tiếp với môi trường xung quanh.

Chọn chất độn cho sơn nước

Chất độn có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính chính của sơn. Ảnh hưởng của chúng rất quan trọng trong quá trình sản xuất, bảo quản và sử dụng. Dưới đây là các yếu tố chính bị ảnh hưởng bởi chất độn:

Độ pH của sơn nước

pH của sơn nước rất quan trọng , ví dụ đối với độ ổn định của keo.

Một số chất độn có thể ảnh hưởng mạnh đến pH trong khi những chất khác chỉ ảnh hưởng nhỏ đến pH. Thành phần bề mặt cũng như độ ổn định hóa học của các hạt chất độn chi phối ảnh hưởng của các hạt đến độ pH.

Tốc độ lắng trong sơn

Ảnh hưởng của tốc độ lắng trong việc lựa chọn chất độn – Tốc độ lắng trong sơn chủ yếu bị chi phối bởi 3 yếu tố:

• Độ nhớt
• Tỉ trọng
• Kích thước của các hạt rắn

Các hạt lớn có mật độ cao sẽ chìm nhanh hơn các hạt nhỏ có mật độ thấp

Khi xem xét kích thước của các hạt chất độn, người ta thường đưa ra đường kính trung bình của các hạt sơ cấp riêng lẻ, được gọi là d-50. Kích thước hạt có thể được tính bằng micromet (mm) hoặc nanomet (nm).

Tính ổn định của sơn

Các loại độ ổn định khác nhau của các hạt rắn trong hệ chất lỏng là rất quan trọng:

• Lắng (tách lớp)
• Chết sơn
• Ổn định hóa học
• Keo tụ – Nó là sự kết dính tự phát của các hạt rắn tách rời nhau trong hệ thống chất lỏng. Quá trình không mong muốn này có thể diễn ra trong quá trình sản xuất, lưu trữ, sử dụng và  trong quá trình hình thành màng. Sự keo tụ có thể được ngăn chặn bằng cách bố trí lực đẩy giữa các hạt bằng cách hấp phụ các chất phụ gia cụ thể, được gọi là chất phân tán, lên bề mặt của các hạt rắn, xem hình dưới đây.

Việc chất phân tán có thể hấp thụ lên bề mặt của các hạt chất độn hay không phụ thuộc vào:

• Thành phần hóa học và hình thái học của các phân tử chất phân tán, và
• Thành phần bề mặt của các hạt rắn

Hầu hết các chất độn đều ưa nước. Một ngoại lệ là talc, là chất độn có bề mặt tương đối kỵ nước. Các hạt ưa nước dễ dàng ổn định vì các phân tử phân tán có thể hấp phụ mạnh vào các nhóm phân cực có trên bề mặt của các hạt ưa nước.

Sự hòa tan, cũng như các phản ứng hóa học có thể xảy ra, của chất độn chủ yếu diễn ra trong quá trình bảo quản và nó phụ thuộc vào thành phần hóa học của chất độn. Điều quan trọng là chọn chất độn có khả năng kháng hóa chất đối với môi trường lỏng, nghĩa là: chất độn phải có đủ độ bền (trơ).

Một số chất độn không trơ, có nghĩa là các hạt rắn có thể bị tấn công bởi một số hóa chất, dung môi, axit, kiềm hoặc bức xạ cực tím. Ví dụ:

Canxi cacbonat (CaCO3) là chất độn tan chậm trong môi trường axit. Điều này ngụ ý rằng người ta nên cẩn thận khi sử dụng canxi cacbonat trong các hệ thống dựa trên nước có độ pH thấp, hoặc khi hệ thống sẽ được áp dụng trên chất nền có tính axit.

Ảnh hưởng của việc mài mòn thiết bị

– Thiết bị có thể bị hỏng cả trong quá trình sản xuất và trong quá trình sơn. Chất độn có độ cứng cao và các cạnh sắc (hình dạng) có thể làm hỏng thiết bị do mài mòn.

Độ cứng của chất độn cho biết mức độ dễ hoặc khó làm hỏng cơ học của chất rắn. Đối với chất màu và chất độn , thang đo độ cứng Moh được sử dụng để định lượng độ cứng. Khoáng chất cứng nhất, là kim cương, có độ cứng Moh là 10, trong khi talc, là chất độn mềm, có độ cứng Moh là 1.

Chất độn cứng, như thạch anh, có thể gây mòn thiết bị sản xuất, đặc biệt khi các hạt có cạnh sắc.

Ảnh hưởng đến độ nhớt của sơn

– Độ nhớt của hệ chất lỏng chịu ảnh hưởng của chất độn, nó phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và thành phần bề mặt của các hạt chất độn.

• Các hạt có hình dạng không đều sẽ làm tăng độ nhớt của hệ thống
• Các hạt nhỏ hoặc xốp hấp thụ một lượng lớn vật liệu nhựa dẫn đến độ nhớt cao.

Chúng ta hãy xem tác động của các chất độn khác nhau lên các đặc tính chính của sơn nước: