CÔNG NGHỆ THI
CÔNG SƠN
PGS.TS. La Thế Vinh

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC – TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Mục lục
Khái niệm cơ bản về công nghiệp sơn
1
Các loại sơn và đặc điểm của chúng
2
Xử lý bề mặt trước khi sơn
3
Thiết bị và phương pháp thi công sơn
4
Công nghệ sơn
6
Tạo màng và sấy màng sơn
5
Đánh giá chất lượng lớp sơn
7
Khái niệm cơ bản về công
nghiệp sơn
Sơn là gi?
Công dụng của sơn
Sơn là hợp chất hóa học bao gồm: Nhựa hoặc dầu chưng luyện, có chất màu
hoặc không có chất màu. Khi sơn lên bề mặt sản phẩm ta được lớp màng
mỏng bám trên bề mặt có tác dụng cách ly với môi trường, bảo vệ và làm đẹp
sản phẩm
Tác dụng bảo vệ
Kim loại và hợp kim
Phi kim loại, gỗ

Sơn gốc amin, sơn acrylat,
sơn epoxi, sơn điện di
anốt, sơn bột
Sơn tĩnh điện, sơn điện
di anốt, gia công sơn
bột
An toàn, hiệu suất
cao, ít ô nhiễm

80 thế kỷ XX

Sơn không dung môi, sơn
có lượng chất rắn cao,
sơn điện di catốt, sơn
nhúng nước
Sơn điện di catốt, sơn
tự động, sơn sấy quang,
sơn cuộn

Tốt, an toàn, hiệu
suất cao, ít ô
nhiễm
90 thế kỷ XX

Sơn lớp trung gian, sơn
lót tính nước và sơn
quang tính nước, sơn

sản xuất nhiều ở Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Đồng Nai, Bình
Dương và một số các tỉnh miền trung khác như Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa. Số
lượng nhà sản xuất sơn bắt đầu tăng trưởng mạnh trong những năm gần đây, bảng 2. Số lượng doanh nghiệp sơn phân theo thành phần kinh tế Doanh nghiệp 2008 2009 2010 2011 2012
1 Doanh nghiệp Nhà nước 1 3 3 3 -
2 Công ty cổ phần 64 84 89 102 -
3 Công ty TNHH 158 168 202 249 -
4 Doanh nghiệp tư nhân 18 23 18 17 -
5 Công ty liên doanh nước ngoài 4 3 4 7 -
6 Công ty 100% vốn nước ngoài 53 57 55 64 -
Theo số liệu của tổng cục thống kê, tổng lượng sơn được sản xuất ở nước ta
kể từ năm 2002 đến năm 2011 đã tăng từ 99.751 tấn/năm lên 810.547
tấn/năm, trong đó sơn trang trí chiếm 66%, sơn công nghiệp chiếm 27%, sơn
tàu biển và các loại sơn khác chiếm 7%.
Thành phần cơ bản của sơn
Thành phần cơ bản của sơn gồm: Chất tạo màng, dung môi, chất màu, phụ gia
Chất tạo màng: Bao gồm dầu khô hoặc bán khô, nhựa thiên nhiên,
nhựa tổng hợp. Nó là thành phần chủ yếu trong sơn, quyết định tính
chất màng sơn, thường được gọi là sơn gốc. Nhựa tổng hợp có rất
nhiều loại, có quy mô sản xuất lớn, tính năng tốt, là cơ sở của sơn hiện
đại. Các nhựa tổng hợp bao gồm: Nhựa phenol formaldehit, nhựa
ankyd, nhựa epoxi, nhựa gốc amin, nhựa acrylat, nhựa polieste, nhựa
poliurethan, nhựa gốc vinylclo, nhựa gốc vinyl… Những loại nhựa trên
được pha chế thành sơn để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong mọi lĩnh
vực như: Chống gỉ, chịu khí hậu, sơn cao cấp, sơn thường…

sơn, ngoài ra màu còn ảnh hưởng tới một số tính chất của màng sơn như: độ bóng,
độ bền, khả năng chịu nhiệt, chịu ăn mòn, khả năng phát quang, phản quang…Màu
gồm 2 loại: Màu vô cơ và màu hữu cơ

Màu vô cơ (Màu tự nhiên): Các chất màu vô cơ có đặc điểm tông màu thường xỉn,
tối (trừ dioxid Titan), cho độ phủ cao, độ bền màu tốt, có khả năng chịu nhiệt tốt.

Màu hữu cơ (Màu tổng hợp): Các chất màu hữu cơ thường có màu tươi sáng, độ
phủ thấp, độ bền màu thấp hơn màu vô cơ, khả năng chịu nhiệt kém.
Dung môi:
Dung môi là chất phân tán bột màu, hòa tan chất tạo màng, có tác dụng điều chỉnh
một số tính chất vật lý, hóa học của màng sơn. Thông thường lượng dung môi sử
dụng trong sơn chiếm từ 40 - 50% khối lượng sản phẩm. Tùy theo chủng loại sơn
mà có thể sử dụng các dung môi khác nhau. Các nhóm dung môi thường được
dùng bao gồm:
- Dung môi có chứa nhân thơm (toluene, xylen ) 30%
- Dung môi dạng mạch thẳng 27%
- Dung môi gốc xeton (methyl ethyl xeton-MEK, MIBK) 17%
- Dung môi gốc alcohol (butyl alcohol, ethyl alcohol ) 17%
- Dung môi khác 14%

Dung môi hữu cơ dùng cho sơn là loại dễ cháy, hơi của
chúng khi bốc lên kết hợp với không khí tạo thành hỗn
hợp khí dễ bắt cháy khi có nguồn nhiệt hoặc hoặc các
tác nhân kích thích khác như tia lửa điện, hồ quang
điện… Đa số các loại dung môi hữu cơ đều độc đối với
con người, hơi của chúng có tác hại cho đường hô hấp,
đường máu và tác dụng vào da gây bệnh ngoài da.

Phụ gia dạng bột:

1 Sơn dầu Chịu khí hậu tốt, dùng trong
nhà, ngoài trời
Khô chậm, độ bền cơ thấp,
không thể mài, đánh bóng
2 Sơn thiên nhiên Khô nhanh. Sơn gầy: cứng, dễ
đánh bóng; Sơn bóng dẻo, chịu
khí hậu tốt
Sơn gầy chịu khí hậu kém,
sơn béo không thể đánh
bóng
3 Sơn
Phenolformaldehit
Cứng, chịu nước, chịu ăn mòn
hóa học và cách điện
Dễ biến màu, màng sơn giòn
4 Sơn bi tum Chịu nước, chịu axit, cách điện Màu đen, không thể chế tạo
các loại sơn màu, chịu ánh
sáng kém
5 Sơn ankyd Chịu khí hậu tốt, bóng, bền Màng sơn mềm, chịu kiềm
kém
STT Loại sơn Ưu điểm Nhược điểm
6 Sơn gốc amin Độ cứng cao, bóng, chịu nhiệt, chịu
kiềm, bám chắc tốt
Đóng rắn ở nhiệt độ cao,
màng sơn sấy giòn
7 Sơn gốc nitro Khô nhanh, chịu dầu, chịu mài
mòn, chịu khí hậu tốt
Dễ cháy, không chịu ánh
sáng, tia tử ngoại, không
chịu nhiệt độ trên 60

Khi phun gặp ẩm dễ tạo
bọt, màng sơn dễ tạo bột,
biến vàng
15 Sơn silicon Chịu nhiệt, bền trong không khí,
không biến màu, cách điện, chịu
nước, khó lão hóa
Chịu xăng kém, có loại
giòn
16 Sơn caosu Chịu axit, kiềm, chịu ăn mòn, chịu
nước và chịu mài mòn
Dễ biến màu, không chịu
ánh sáng
Một số loại sơn đặc chủng:
Sơn chống cháy: Khi gặp nhiệt độ cao, một số chất có trong sơn sẽ phản ứng,
tạo khí và làm lớp màng sơn phồng lên tăng thể tích từ 80 – 90 lần so với ban đầu
và tạo ra lớp cách ly làm cho bề mặt chất nền không bị nung nóng nhanh. Lớp
màng này chỉ cháy hoàn toàn khi nhiệt độ cao hơn 700
o
C và để lại một lớp gốm.
Sơn chịu nhiệt: Sơn chịu nhiệt là loại sơn đặc biệt, chịu được nhiệt độ cao
thường dùng để sơn ống khói, lò đốt, tủ sấy, các thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao.
Có sơn chịu nhiệt gốc hữu cơ như các loại sơn chịu nhiệt silicon, sơn chịu nhiệt
epoxi hoặc sơn chịu nhiệt gốc vô cơ như sơn silicat, sơn phốt phát… Các sơn chịu
nhiệt hữu cơ thường chỉ chịu đến nhiệt độ 600
o
C, còn các loại sơn chịu nhiệt vô cơ
có thể chịu đến 1000
o
C hoặc hơn nữa.
Sơn cách điện: Sơn cách điện là loại sơn đặc biệt, đây là loại nguyên liệu quan

trong suốt, độ bóng, độ bám chắc được nâng cao.
- Ứng dụng: Dùng làm sơn ô tô, sơn chất dẻo và gỗ, máy cơ khí, đồng hồ điện, sản phẩm
công nghiệp nhẹ, da, vải, đồ dùng trong nhà, sơn lớp thứ hai và sơn bề mặt
- Lưu ý khi thi công: Sơn gốc nitroxenlulo thường dùng chất pha loãng để gia công phun,
khi độ ẩm cao phải ngừng gia công để tránh sinh ra màng sơn trắng, mất bóng. Do hàm
lượng chất rắn trong sơn thấp nên phải gia công nhiều lần mới đạt độ dày quy định, thời
gian giữa hai lần phun là 10 phút.
Một số ứng dụng của sơn gốc Nitroxenlulo
Sơn Alkyt
-Nguyên liệu: Nhựa Alkyt khô, dầu béo hoặc dầu trung bình, bột màu, chất làm khô, chất
chống đông kết, xăng hoặc nước tùng hương
-Ưu điểm: Màng sơn bám chắc tốt, chịu khí hậu, bóng, cường độ cơ khí tốt
-Nhược điềm: màng sơn mềm (độ cứng là 0,3-0,4), chịu nước, chịu kiềm yếu, khô chậm
-Biện pháp khắc phục nhược điểm: Dùng phối hợp với các loại nhựa cứng khác dễ hòa tan như
nhựa tùng hương, nhựa phenol fomandehyt có thể nâng cao độ cứng, chịu nước, chịu các chất
hóa học đồng thời nâng cao độ bám chắc, độ bền chống gỉ. Dùng nhựa Acrylat biến tính, nhựa
isoxianat biến tính, nhựa silic hữu cơ biến tính, nhựa stiren biến tínhđể nâng cao tính chịu
nước, chịu khí hậu và tính bền hóa học
-Ứng dụng: Sơn alkyt có nhều loại, giá thành rẻ nên chúng là loại sơn có sản lượng lớn được
dùng rộng rãi để trang trí máy cơ khí, phương tiện giao thông vận tải, máy nông nghiệp, đồng
hồ đo, công nghiệp nhẹ, sơn kiến trúc, gỗ…
-Lưu ý khi thi công:
+ Sơn alkyt khô chậm, khii bề mặt bên trong thật khô mới tiến hành sơn lại
+ Sơn alkyt ngoài sơn lót chống gỉ alkyt, còn các loại sơn khác không thể phối hợp với sơn
nitroxenlulo bởi vì dễ sinh ra hiện tượng làm lộ nền
Một số ứng dụng của sơn Alkyt
Sơn sấy gốc amin
-Nguyên liệu: Nhựa gốc amin, nhựa alkyt độ dầu gầy, bột màu butylic và xilencaanf phải
sấy ở nhiệt độ trung bình
-Ưu điểm: Màng sơn bóng, cứng, dễ đánh bóng, chịu khí hậu tốt, tính năng cơ khí cao, chịu