Trước đây để sơn lên các sản phẩm gỗ công nghiệp hoặc tấm nhựa, tấm thủy tinh thì thông thường hay sử dụng loại sơn dung môi Polyurethan. Những năm gần đây loại sơn UV được sử dụng ngày một nhiều. Vậy loại sơn UV hay sơn UV cure thực chất là gì?  Thì thực chất:

Sơn UV Cure là loại sơn sử dụng năng lượng từ tia UV để kích thích năng lượng hoạt hóa của chất xúc tác từ đó tạo ra các gốc tự do khơi mào cho phản ứng khâu mạch, do vậy người ta hay gọi loại sơn này là Sơn UV. Hay đơn giản hơn sơn UV là loại sơn sử dụng năng lượng đèn UV để chuyển từ thể lỏng sang thể rắn, tạo ra lớp phủ polymer để bảo vệ vật liệu nền.

Cơ chế đóng mạch.

Figure 1: Cơ chế đóng mạch của sơn UV cure.

Lịch sử Sơn UV Cure:

Sơn UV lần đầu được phát triển và ứng dụng vào những năm 1965, ứng dụng ban đầu chủ yếu trên vật liệu gỗ ván ép. Thời gian đầu, loại sơn này không được đánh giá cao về hiệu quả sử dụng và cả tính kinh tế do cần phải đầu tư dây chuyền và bóng đèn UV công suất lớn.

 Tuy nhiên, theo thời gian hiệu quả lâu dài và đặc tính của sơn đã làm thay đổi suy nghĩ đó bằng các ưu điểm thực tế:

+ Sơn UV cure hiệu quả về kinh tế.

+ Hàm rắn 100% giúp tiết kiệm sơn.

+ Tiết kiệm nhân công.

+ Chất lượng ổn định.

+ Thân thiện môi trường.

+ Có thể đóng gói tại cuối dây chuyền sản xuất.

+ Có thể kết hợp với nhiều hệ sơn khách như NC, PU

+ Thời gian sống, potlife dài nếu không tiếp xúc với tia UV.

+ Tiết kiệm không gian nhà xưởng.

Với các ưu điểm trên sơn UV-Cure dần được ứng dụng rộng rãi làm lớp phủ cho ngành giấy (bìa tạp chí, tờ quảng cáo) hay trong công nghệ điện tử, sơn UV cure được phủ lên các bản mạch điện tử.

Thị trường sơn UV

Với sự phát triển của công nghệ sơn UV đã góp phần cho sự phát triển vượt bậc của nghành gỗ trong những năm gần đây đặc biệt là ngành nhựa tấm đang phát triển mạnh. Theo dự toán phát triển thì thị trường sơn UV-Cure toàn cầu dự kiến đạt tốc độ tăng trưởng 7.2% trong giai đoạn 2018-2023. Các loại sơn sử dụng nhựa Epoxy acrylated sẽ chiếm phần lớn thị trường sơn phủ trong khu vực Châu Á Thái Bình Dương, đây là khu vực ước tính có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất do mức độ tăng trong tiêu dùng, tăng trưởng về kinh tế, hoạt động đầu tư mở rộng công nghiệp.

   Việc các quy định về bảo vệ môi trường, thuế bảo vệ môi trường ngày một cao thì việc sử dụng các loại vật liệu thân thiện thay thế các loại vật liệu truyền thồng (sơn dung môi) là điều tất yếu. Các nhà sản xuất, cung cấp cũng tích cực nghiên cứu về vật liệu thân thiện hơn do vậy người sử dụng cũng đa dạng trong lựa chọn loại sơn hơn, đây sẽ là điều kiện cần và đủ để thị trường sơn UV-cure phát triển theo dự toán.

    Do cả tính chất cơ học và hóa học vượt trội của sơn UV gốc Epoxy acrylated nên nhu cầu về loại sơn này ước tính rất cao. Với nhu cầu ngày càng tăng của nghành ô-tô và sơn công nghiệp thì thị trường sơn UV-cure sẽ tăng nhanh.

    Loại sơn UV Etercure 655-3 gồm nhiều mã sơn khác nhau được công ty Hóa chất Mega Việt Nam nhập khẩu và phát triển ở thị trường Miền Bắc Việt Nam đã được đón nhận tuyệt vời từ khách hàng và có thể thay thế các loại sơn cũ đang sử dụng bởi các đặc tính rất phù hợp với điều kiện làm việc tại các công ty sản xuất và gia công.

    Đặc tính của sơn Etercure UV655-3G

Phân loại sơn UV.

Sản phẩm sơn UV cure được phân loại khác nhau ứng với các loại nhựa khác nhau:

+ Epoxy acrylates,

+ Urethane acrylates.

+ Acrylated Silicones

+  Acrylic acrylates,

+ Polybranched polyester acrylates

Nhằm cung cấp các đặc tính khác nhau như là khả năng chống ăn mòn, độ cứng, khả năng kháng hóa chất và khả năng mềm dẻo cho lớp phủ tùy thuộc vào nhu cầu và điều kiện sử dụng sản phẩm phù hợp.

So sánh các loại nhựa Oligomer dùng cho sơn UV.

• Epoxy acrylate: Loại nhựa cơ bản và phổ biến nhất của sơn UV bởi tính chất như độ bám dính tốt, không bị vàng, độ cứng cao, khả năng kháng hóa chất tốt, chịu mài mòn. Tuy nhiên, do mật độ các liên kết chéo lớn làm cho màng sơn dòn dễ vỡ (thêm dầu bóng thực vật hoặc hóa dẻo cao su để làm mềm màng sơn sơn). Cả hai loại Epoxy aromatic và Epoxy aliphatic đều được sử dụng. Loại Acrylate và methacylated epoxy phổ biến nhất đều dựa trên diglycidyl ether của bisphenol A và các dẫn xuất của nó.

 Các loại oligomer epoxy acrylate có độ nhớt cao nên được pha loãng bằng các monomer hoạt tính có độ nhớt thấp, các loại phã loãng có lượng bay hơi lớn.

• Acrylated polyesters: Được sản xuất với khoảng rộng về khả năng phản ứng và độ nhớt, ứng dụng chủ yếu trong mực in, gỗ và lớp phủ giấy. Là loại nhựa rất hấp dẫn bởi giá đối thấp và số lượng lớn các este trong phân tử cho phép thay đổi nhiều tính chất cơ lý của lớp phủ. Có cả hai loại este bão hòa và không bão.

Loại nhựa cho sơn UV này thường có hiệu quả toàn diện nhưng có tính chất chỉ ở trung bình khi so sánh với các loại nhựa khác. Chúng thường có độ nhớt thấp hơn nhựa epoxy nhưng linh hoạt hơn vì chúng kết hợp được với nhiều loại nhựa khác  do đó có thể được sử dụng trong nhiều công thức hơn.

• Acethlated Urethanes:

 Một trong những loại nhựa đóng rắn bằng  UV quan trọng nhất dựa trên urethan được biến đổi với các nhóm acrylate. Các loại điển hình của lớp nhựa này được tạo ra bằng cách phản ứng bởi các phân tử polyeste hoặc polyetediols có trọng lượng phân tử thấp với các diisocyanat béo hoặc thơm. Các nhóm diisocyanate còn lại được giới hạn phản ứng đóng mạch với một monomer diacrylate kết quả tạo ra các monomer acrylic. Chất pha loãng hoạt tính có một hoặc nhiều nhóm vinyl thường được thêm vào để giảm độ nhớt của loại nhựa oligomers này.

Loại nhựa đóng rắn UV urethane acrylated có hiệu năng cao trên nhiều bề mặt vật liệu. Chúng được sử dụng nhiều bởi đọ cứng tốt, độ đàn hồi và tốc độ đóng rắn phụ thuộc bởi loại oligomer. Vì độ bền và độ linh hoạt cao của chúng, nên loại nhựa này thường được sử dụng làm lớp phủ sàn đàn hồi và làm lớp phủ để cho các bao bì đóng gói linh hoạt. Các ứng dụng khác bao gồm mực in, giấy và bìa các tông.

• Acrylated Silicones

Silicones nổi tiếng với tính chất phân hủy tuyệt vời cũng như khả năng chịu nhiệt, thời tiết và kháng hóa chất tốt của chúng. Đây là loại nhựa cũng có độ bám dính tốt với nhiều vật liệu nền bao gồm kim loại và nhựa. Có dải nhiệt độ sử dụng rất rộng khoảng -60 ° F đến 500 ° F (-50 ° F - 250 ° F). Các tính chất quan trọng khác bao gồm khả năng chống trầy xước và mài mòn tốt, không vàng, độ trong suốt tuyệt vời và các tính chất cách điện tốt.

Loại nhựa UV này thường được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ cho sợi quang và phủ ngoài của chi tiết điện tử như cảm biến, đầu nối, tụ điện, cuộn cảm, công tắc và rơ le. Do lớp chất kết dính này thường có độ bền liên kết làm hạn chế về mặt tính ứng dụng của chúng cho  việc phủ lên các vật liệu đòi hỏi sự linh hoạt cao, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn

Cải tiến về loại nhựa:

Dung dịch các loại sơn UV này thường rất trong, khiến cho rất khó xác định độ dày của lớp sơn đã phun hoặc phân biệt giữa các diện tích đã đóng rắn hay chưa đóng rắn trên bề mặt. Do vậy, phương án sử dụng phụ gia tạo màu và khi chịu tác động tia UV chúng sẽ trong suốt. Tuy nhiên, đôi khi phụ gia mầu này trong loại sơn lỏng thì động đồng đều bị hạn chế làm hỏng thẩm mỹ của vật liệu. Giải pháp tốt nhất vấn đề trên là sử dụng loại nhựa màu (đã kết hợp chất chỉ thị trong cấu trúc mạch nhựa) của sơn UV. Một số công ty cung cấp nhựa đã đưa ra thị trường loại nhựa màu xanh.

Khi sử dụng loại nhựa trên, lúc đầu sơn sẽ có màu xanh, nhưng sau đó lại trở thành không màu khi chịu tác động của tia UV. Nhờ đó, có thể dễ dàng bảo đảm toàn bộ bề mặt sẽ được sơn đều mà không có những sai lệch lớn về độ dày lớp sơn. Đồng thời, đây cũng trở thành phương pháp trực quan để xác định những phần diện tích sơn đã đóng rắn..

Người thực hiện: Hoàng Văn Đông

Ban Biên tập Hóa chất Mega

Phòng 703 - Nhà OCT3A - Khu ĐTM Resco - Đường Phạm Văn Đồng
Phường Xuân Đỉnh - Quận Bắc Từ Liêm - Thành phố Hà Nội
Tel: (+84) 24 375 89089; Fax: (+84) 24 375 89098
Email: contact@megavietnam.vn; Website: http://megavietnam.vn