Bột sơn tĩnh điện là gì? Lợi ích của sơn tĩnh điện?

Khái niệm về sơn bột (Sơn tĩnh điện hay sơn khô) – Powder Coating
Bột sơn tĩnh điện là nguyên liệu dùng trong công nghệ sơn tĩnh điện, bao gồm 3 thành phần chính là nhựa, bột màu và chất phụ gia.
Sơn tĩnh điện còn được gọi là sơn khô vì tính chất phủ ở dạng bột và khi sử dụng nó sẽ được tích một điện tích (+) khi đi qua một thiết bị được gọi là súng sơn tĩnh điện, đồng thời vật sơn cũng sẽ được tích một điện tích (-) để tạo ra hiệu ứng giữa bột sơn và vật sơn.

Lịch sử hình thành sơn bột tĩnh điện (Powder Coating):
Nguyên lý phủ sơn bằng hợp chất hữu cơ (organic polymer) dạng bột được gia nhiệt và phủ lên bề mặt kim loại được nghiên cứu và đưa vào áp dụng thử tại Châu Âu bởi nhà khoa học Tiến sĩ Dr. Erwin Gemmer vào đầu thập niên 1950, nhưng mãi đến khoảng năm 1964 thì qui trình sơn tĩnh điện ( Electrostatic Powder Sray) mới thành công và được thương mại hóa rồi được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay.

Qua nhiều thập niên được đóng góp, cải tiến bởi các nhà khoa học và các nhà sản xuất về cách chế biến bột sơn đã giúp cho công nghệ sơn tĩnh điện ngày càng hoàn chỉnh về chất lượng và mẫu mã tốt hơn.
Đây là phần tóm tắt qua nhiều thập niên của Sơn Tĩnh Điện cũng như ảnh hưởng rộng rãi của nó:

• 1966 – 1973 bốn loại hóa học khởi điểm – Epoxy, Hybrid, Polyurethane, và TGIC – được giới thiệu trên thị trường. Một vài loại Melamin và Acrylic vẫn chưa thành công.
• Đầu thập niên 1970 Sơn Tĩnh Điện phát triển nhanh và được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu.
• Đầu thập niên 1980 phát triển nhanh và được sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ và Nhật.
• Giữa thập niên 1980 phát triển nhanh và được sử dụng rộng rãi ở Viễn Đông ( Thềm lục địa Thái Bình Dương).
• 1985 – 1993 những loại bột sơn mới được giới thiệu trên thị trường. Có đủ loại Acrylic và hỗn hợp của các loại bột sơn được tung ra.

Công nghệ sơn tĩnh điện:
Công nghệ sơn tĩnh điện là công nghệ hiện đại được phát minh bởi TS. Erwin Gemmer vào đầu thập niên 1950. Qua nhiều cải tiến bởi các nhà khoa học, các nhà sản xuất chế tạo về thiết bị và bột sơn đã giúp cho công nghệ sơn tĩnh điện ngày càng hoàn chỉnh về chất lượng và mẫu mã tốt hơn.
Có 2 loại công nghệ sơn tĩnh điện:
– Công nghệ sơn tĩnh điện khô (sơn bột): Ứng dụng để sơn các sản phẩm bằng kim loại: sắt, thép, nhôm, inox,…
– Công nghệ sơn tĩnh điện ướt ( sử dụng dung môi): Ứng dụng để sơn các sản phẩm bằng kim loại, nhựa gỗ,…

Mỗi công nghệ đều có những ưu khuyết điểm khác nhau:
– Đối với công nghệ sơn ướt thì có khả năng sơn được trên nhiều loại vật liệu hơn nhưng lượng dung môi không bám vào vật sơn sẽ không thu hồi được để tái sử dụng, có gây ô nhiễm môi trường do lượng dung môi dư, chi phí sơn cao.
– Đối với công nghệ sơn khô chỉ sơn được các loại vật liệu bằng kim loại, nhưng bột sơn không bám vào vật sơn sẽ được thu hồi ( trên 95%) để tái sử dụng, chi phí sơn thấp, ít gây ô nhiễm môi trường.

Qui trình công nghệ sơn tĩnh điện:
+ Hệ thống thiết bị ứng dụng trong công nghệ sơn tĩnh điện:
– Xử lý bề mặt bao gồm 4 bể hóa chất: bể chứa hóa chất tẩy dầu mỡ, bể chứa axit tẩy gỉ sét, bể chứa hóa chất định hình bề mặt, bể chứa hóa chất photphat hóa bề mặt và 3 bể nước dùng để xử lý bề mặt vật liệu được sơn trước khi đưa vào phun sơn, nhằm mục đích tạo hiệu quả bám dính thật cao cho bột sơn.
– Thiết bị phun sơn: gồm súng sơn và bộ điều khiển súng sơn.

• Súng sơn: có 2 loại: súng sơn cầm tay và súng sơn tự động.
• Bộ điều khiển súng sơn: Lò sấy, buồng phun sơn, thiết bị thu hồi, máy rây bột.

+ Quá trình phun sơn: Qui trình công nghệ hệ thống sơn tĩnh điện gồm 4 bước cơ bản sau:
Xử lý bề mặt
Làm khô
Phun sơn
Sấy

Các bước chi tiết của qui trình:
– Bước 1: Xử lý bề mặt sản phẩm trước khi sơn: Sản phẩm kim loại trước khi sơn tĩnh điện phải được xử lý bề mặt. Thông thường sản phẩm được sơn tĩnh điện là kim loại. Ta xét trên bề mặt sắt: Việc xử lý bề mặt sản phẩm nhằm mang lại các yêu cầu sau: Sản phẩm sạch dầu mỡ công nghiệp (do việc gia công cơ khí) Sản phẩm sạch rỉ sét. Sản phẩm không rỉ sét trở lại trong thời gian chưa sơn. Tạo lớp bao phủ tốt cho việc bám dính giữa lớp màng sơn và kim loại. Do các yêu cầu trên mà việc xử lý bề mặt kim loại trước khi sơn thường được xử lý theo phương pháp nhúng sản phẩm vào các bể hóa chất. Hệ thống các bể hóa chất bao gồm các bể sau: Bể chứa hóa chất tẩy dầu mỡ. Bể rửa nước Bể chứa axit tẩy rỉ sét, thông thường là H2SO4 hoặc HCl. Bể rửa nước. Bể chứa hóa chất định hình bề mặt. Bể chứa hóa chất Photphat hóa bề mặt. Bể rửa nước. Các bể này được xây và phủ nhựa Composite, hay làm bằng thép không rỉ. Vật sơn được đựng trong các rọ làm bằng lưới thép không rỉ, di chuyển nhờ hệ thống balang điện qua các bể theo thứ tự trên.

– Bước 2: Sấy khô bề mặt sản phẩm trước khi sơn. Sản phẩm sau khi xử lý hóa chất phải được làm khô trước khi sơn, lò sấy khô sản phẩm có chức năng sấy khô hơi nước để nhanh chóng đưa sản phẩm vào sơn. Thông thường lò sấy có dạng hình khối. Sản phẩm được treo trên xe gòng và đẩy vào lò. Lò có nguồn nhiệt chính bằng bếp hồng ngoại tuyến hoặc Burner, nguyên liệu đốt là Gas.

– Bước 3: Sơn sản phẩm: Sản phẩm sau khi xử lý hóa chất và sấy khô được đưa vào buồng phun và thu hồi sơn. Do đặc tính của sơn tĩnh điện bột là dạng sơn bột, nên khả năng bám dính của sơ lên bề mặt kim loại là nhờ lực tĩnh điện, chính vì vậy mà buồng phun sơn còn đóng một vai trò quan trọng là thu hồi lượng bột sơn dư, bột sơn thu hồi được trộn thêm vào bột sơn mới để tái sử dụng. Phần thu hồi này là đặc tính kinh tế ưu việt của sơn tĩnh điện. Buồng phun sơn có 2 loại:

• Loại 1 súng phun: Sử dụng 1 súng phun, vật sơn được treo, móc bằng tay vào buồng phun.
• Loại 2 súng phun: Vật sơn di chuyển trên băng tải vào buồng phun, 2 súng phun ở 2 phía đối diện phun vào 2 mặt sản phẩm. Để sơn và thu hồi bột sơn, ta cần có thiết bị phun sơn tĩnh điện, và một hệ thống cấp khí gồm máy nén khí và máy tách ẩm.

Bước 4: Sấy định hình và hoàn tất sản phẩm: Sau khi phun sơn, sản phẩm được đưa vào lò sấy. Nhiệt độ sấy: 180oC – 200oC trong 10 phút. Lò có nguồn nhiệt chính bằng bếp hồng ngoại tuyến hoặc Burner, nguyên liệu đốt là Gas.

+ Thu hồi bột sau khi sơn:
– Hệ thống thu hồi: Dùng Filter hoặc cyclone.
– Cách sử dụng lại bột thu hồi: Để có thể sử dụng bột thu hồi một cách hiệu quả nhất ta phải trộn bột thu hồi với bột mới theo tỉ lệ 1:1. Nếu bột có lẫn tạp chất hoặc độ tích điện yếu ta phải sử dụng máy rây bột.

Do trong qui trình xử lý bề mặt tốt, qui trình phosphat kẽm bám chắc lên bề mặt kim loại, nên sản phẩm sau khi sơn tĩnh điện có khả năng chống ăn mòn cao dưới tác động của môi trường. Màu sắc của sản phẩm sơn tĩnh điện rất đa dạng và phong phú như sơn bóng hay nhám sần, vân búa hay nhũ bạc… Vì vậy, sản phẩm sơn tĩnh điện có thể đáp ứng nhu cầu trong nhiều lĩnh vực có độ bền và thẩm mỹ cao, đặc biệt là các mặt hàng dân dụng, trang trí nội thất, thiết bị dụng cụ trong ngành giáo dục, y tế, xây dựng, điện lực,…

Sưu tầm