Nhựa Alkyd biến tính nhanh khô.

Nhựa Alkyd thông thường khi được biến tính với các loại polyme khác thì cải thiện được cả về tính chất vật lý và tính chất hóa học. Với việc biến tính nhựa Alkyd thì các tính năng như độ bền uốn, độ cứng, độ bám dính... được tăng lên đáng kể.

Biến tính nhựa có hai loại là biến tính vật lý và biến tính hóa học. Biến tính vật lý là sự phối trộn các loại nhựa với nhau và trong công nghiệp sơn hiện đại thì nó có ứng dụng hết sức rộng rãi. Ta thấy sự kết hợp của nhựa Alkyd với Urea/formaldehyde và Melamin/Formaldehyde (sơn khô sấy) là cơ sở ứng dụng cho các loại sơn cao cấp (cho sơn ô tô, xe máy). Sự cải tiến của vecny Nitrocellulose bằng cách biến tính với nhựa Alkyd đã tạo lên sự cạnh tranh mạnh mẽ của các loại polyme cũ với các loại polyme mới. Sự phối trộn của Alkyd với các sản phẩm clo hóa (parafin clo hóa, cao su clo hóa) cho ta các loại sơn có thể chịu được những điều kiện khắc nghiệt.

Đối với các hệ sơn sử dụng nhựa phối trộn (biến tính vật lý) thì việc tính toán quá trình chỉ đơn giản là mối quan hệ giữa các nhựa. Công thức nhựa được tính là phần trăm hàm lượng Alkyd trong hỗn hợp nhựa với qui ước là hệ biến tính trong điều kiện tốt nhất và hỗn hợp nhựa cho kết quả đáp ứng được yêu cầu.

Dù là biến tính vật lý hay biến tính hóa học thì tính chất và hiệu quả của hệ sau khi biến tính vẫn mang những tính chất của các nhựa ban đầu. Ví dụ như một nhựa sẽ có tính chất của Styren nếu nó có chứa một lượng styren hoặc nó có tính chất của nhựa Silicon nếu có chứa một lượng Silicon trong đó.

Đối với sơn Alkyd đặc biệt mau khô thường sử dụng nhựa Alkyd biến tính Styren hoặc nhựa Alkyd biến tính Phenol.

Biến tính nhựa Alkyd với Styren

Có thể biến tính nhựa Alkyd với styren bằng 2 cách:

- Cách 1: Styren hóa các nguyên liệu ban đầu trước khi đưa vào phản ứng tạo mạch Alkyd chính.

- Cách 2: Cho nhựa Alkyd phản ứng với Styren sau khi phản ứng tạo mạch Alkyd chính đã xong.

Trong cả hai cách trên thì cách thứ 2 hay được dùng hơn cả vì ta có thể điều khiển quá trình phản ứng dễ dàng hơn và cho sản phẩm cuối cùng có tính chất ưu việt hơn.

Nhựa Alkyd dùng để Styren hóa theo cách 2 phải có các đặc tính phù hợp để polyme hóa các Monome Styren. Ít nhất có 3 cách khác nhau để biến tính nhựa Alkyd bằng Styren.

• Sử dụng các axít béo có nối đôi liên hợp.
• Sử dụng đi axít (không dùng Maleic Anhydric) có phản ứng ở nối đôi, đặc biệt là Maleic cộng hợp với Xyclopentadien.
• Sử dụng Maleic Anhydric (với 1 lượng nhỏ) như là một đi axít cùng với các axít béo không liên hợp

Trong (a) phản ứng của axit liên hợp với Monome Styren là phản ứng cộng hợp kiểu Diels - Alder.

Trong (b) và (c) phản ứng là Copolyme hóa cộng hợp.

Do Polystyren không tương hợp với các loại dầu khô và alkyd, nên trong quá trình Styren hóa phải có ít nhất một lượng Styren phản ứng với Alkyd trước khi các Monome Styren tự trùng hợp tạo thành dạng polyme đồng nhất không tương hợp.

Nếu nhựa Alkyd trước khi Styren hóa có khối lượng phân tử lớn (có thể thấy rõ qua chỉ số axit rất thấp), thì gần như chắc chắn sẽ dẫn đến sự gel hóa hoặc sản phẩm không ổn định. Quá trình Styren hóa cũng cần chú ý đến việc tăng khối lượng phân tử Polyme (tăng độ nhớt) dẫn đến không kiểm soát được quá trình.

Điều chế nhựa Alkyd styren bằng phương pháp biến tính axit béo

Ảnh minh họa: Điều chế nhựa ALKYD.

>> Nhận tư vấn các giải pháp kỹ thuật trong quá trình thi công sản phẩm  <<

Dầu thầu dầu khử nước (DCO), dầu chẩu... là các dầu rất giàu các axit béo liên hợp, do đó đây chính là các dầu được sử dụng chính trong quá trình styren hóa Alkyd. Trong công thức này Maleic Anhydric không thể sử dụng được, vì các đi axit không no sẽ chiếm phần lớn phản ứng với các dầu liên hợp trong suốt phản ứng tạo Alkyd, và phần chưa phản ứng của điaxit sẽ dùng để Styren hóa sau.

Trong dầu DCO có chứa rất nhiều nối đôi, điều này là không cần thiết trong quá trình Styren hóa nhựa Alkyd. Người ta thường trộn hợp 3 phần khối lượng dầu đậu nành với một phần khối lượng dầu DCO khi sản xuất nhựa Alkyd. Sau đó mới dùng nhựa Alkyd này để biến tính với styren. Lưu ý là quá trình sản xuất nhựa Alkyd để biến tính styren phải chú ý đến chỉ số axit (khoảng 15) để tránh sự tăng độ nhớt trong quá trình Styren hóa sau này.

Điều chế nhựa Alkyd Styren bằng điaxit có phản ứng ở nối đôi (không dùng Maleic Anhydric)

Có nhiều Điaxit có nối đôi hoạt tính đã được tính toán trong công thức biến tính Alkyd bằng Styren nhưng chỉ vài đi axit là phù hợp. Trong số đó Maleic cộng hợp với Cyclopentadience được biết đến nhiều hơn cả. Tuy nhiên vì các nguyên nhân như nguyên liệu và giá thành nên chất này không được sử dụng rộng rãi, hơn nữa việc xem xét dùng nguyên liệu này chưa được xem xét kỹ.

Điều chế nhựa alkyd styren bằng Maleic anhydric

Ảnh: Minh họa

Trong phần (a) ta có nhấn mạnh rằng phương pháp axit béo có nối đôi liên hợp không dùng được Maleic Anhydric. Ngược lại Maleic Anhydric chính là cơ sở của việc biến tính Alkyd bằng Styren, nó được dùng với vai trò axit không liên hợp.

Vai trò của Maleic Anhydric là hoàn toàn khác nhau trong phản ứng tạo alkyd và phản ứng Styren hóa. Trong phản ứng este hóa mạch alkyd chức năng chính của Maleic Anhydric là một đi axít, còn trong phản ứng styren hóa thì chức năng của nó là một chất không no.

Phần trăm của Maleic Anhydric trong công thức Alkyd là rất quan trọng. Nếu quá thấp thì sẽ không cung cấp đủ các nối đôi phản ứng với Monome Styren, dẫn đến hỗn hợp có màu đục hoặc tệ hơn là một hỗn hợp không đồng nhất. Nếu có quá nhiều nối đôi thì dẫn tới quá Polyme hóa hoặc tạo gel với nhiều liên kết ngang.

Biến tính nhựa Alkyd với nhựa Phenolic

Thành phần chính của nhựa Phenolic là sản phẩm ngưng tụ của các dẫn xuất Phenol và Aldehit. Phenolic ngưng tụ tạo thành ở dạng không tương hợp với dầu. Vì thế người ta phải biến tính nhựa Phenolic.

Nhựa Phenolic biến tính tạo ra bằng phản ứng của Phenolic ngưng tụ ở trên với Alcohol và nhựa thông. Rất nhiều dạng nhựa được tạo thành ứng với các tỷ lệ khác nhau của 3 thành phần này.

Khi các dẫn xuất của phenol có nhóm Alkyd đính vào vị trí ortho hoặc para tham gia vào phản ứng ngưng tụ thì các sản phẩm tạo thành không có cấu trúc không gian ba chiều. Với cấu trúc hai chiều, cùng với sự có mặt của các nhóm Alkyd cho ta loại nhựa có khả năng hòa tan tốt dầu.

Nhựa Phenolic biến tính phản ứng với các axit béo chưa no có mặt trong thành phần của nhựa Alkyd, và có cả những phản ứng tạo nên những liên kết hóa học cuối cùng trong mạch Alkyd.

Việc biến tính nhựa Alkyd với Phenolic cho ta loại nhựa có khả năng bền nước, bền axit, bền kiềm …

Hiện Mega Việt Nam chúng tôi đã và đang cung cấp trên thị trường các loại nguyên liệu cho nhựa Alkyd biến tính Styrene cho sơn Alkyd đặc biệt nhanh khô.

>> Xem ngay các sản phẩm nhựa Alkyd trên thị trường chúng tôi cung cấp  <<

Mọi thông tin vui lòng liên hệ:

Ban Biên tập Mega Việt Nam

Địa chỉ: Tầng 2-A2-IA20, KĐT Nam Thăng Long, đường Phạm Văn Đồng,

P. Đông Ngạc, Q. Bắc Từ Liêm, TP. Hà Nội, Việt Nam.

Email: contact@megavietnam.vn

Tel: (+84) 24 375 89089; Fax: (+84) 24 375 89098

Website: megavietnam.vn

Hotline: 1800.577.728; Zalo: 0971.023.523