Xem mẫu
- MỞ ĐẦU
Vào thời kỳ trước công nguyên, khi con người còn sống trong các hang, hốc đá, họ
đã biết trang trí nơi ở của mình bằng các vật dụng trên cơ sở chất kết dính là lòng trắng
trứng, sáp ong, nhựa cây trộn với bột màu thiên nhiên. Sau đó vài ngàn năm, người Trung
Hoa đã phát hiện và sử dụng mủ cây sơn làm sơn phủ và keo.
Trước đây, sơn được sản xuất từ các loại dầu thảo mộc, các loại nhựa thiên
nhiên, các loại bột… Cho đến thế kỷ 20 thì ngành công nghiệp sơn mới thực s ự phát
triển mạnh, nhất là ở các nước có ngành công nghiệp hóa chất phát triển. Song song với
sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, các loại nhựa tổng hợp đã xuất hiện và
đóng góp rất nhiều vào nguồn nguyên liệu của ngành công nghiệp sản xuất sơn. Những
loại nhựa này có những tính chất vượt trội hơn hẳn so với các loại nhựa thiên nhiên, do
đó ngày càng chiếm lĩnh được thị trường.
Tuy nhiên, không chỉ đòi hỏi nguồn nguyên liệu đạt chất lượng mà còn quá trình
sản xuất phải đảm bảo cho sản phẩm có được độ mịn tốt nhất. Chính vì vậy mà quá
trình nghiền trong sản xuất sơn đóng vai trò rất quan trọng, nó góp phần làm cho các hạt
bột màu, bột độn phân tán đều trong sơn, đồng thời nghiền vật liệu tới độ mịn theo yêu
cầu.
Với những nhận định trên và nhận được sự phân công cũng như sự hướng dẫn
tận tình của Th.S. Huỳnh Thị Việt Hà, nhóm đồ án lớp ĐHHC3 quyết định thực hiện đồ
án tốt nghiệp “Nghiên cứu, tính toán, thiết kế máy nghiền bi dùng trong công nghiệp sản
xuất sơn” với mong muốn giúp đỡ các bạn hiểu thêm phần nào về các thiết bị dùng
trong sản xuất sơn công nghiệp để sau này các bạn không bị bỡ ngỡ khi bước ra thực
tiễn.
Trong quá trình thực hiện tất nhiên không thể thiếu những sai sót, nhóm rất mong
nhận được sự hỗ trợ cũng như những ý kiến đóng góp chân tình từ phía thầy cô và các
bạn
Tập thể nhóm đồ án
Lớp ĐHHC3
--1--
- MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN...................................... 7
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN......13
Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy..................................................14
Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN
................................................................................................................................. 23
Hình 2: Cấu tạo của trục....................................................................................26
Hình 3: Cấu tạo ổ trục........................................................................................27
Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI........34
4.1.Sơ đồ cấu tạo, hình ảnh thiết bị...........................................................................................34
Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị........................................................................... 35
Hình 8: Hình ảnh thiết bị.................................................................................... 35
Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị........................................................................ 37
4.2.Nguyên tắc hoạt động...........................................................................................................37
4.3.Lựa chọn, tính toán các chi tiết cấu tạo máy nghiền bi:.......................................................37
4.3.1.Thân thiết bị....................................................................................................................37
4.3.2.Ổ lăn...............................................................................................................................42
Hình 10: Cấu tạo bi nghiền.................................................................................42
4.3.3.Trục ...............................................................................................................................45
Hình 11: Hình ảnh về trục..................................................................................45
4.3.4.Động cơ truyền động.....................................................................................................47
--2--
- ................................................................................................................................ 47
Hình 12: Động cơ truyền động.......................................................................... 47
4.3.5.Bơm nhập liệu................................................................................................................48
................................................................................................................................. 48
Hình 13: Bơm bánh răng......................................................................................48
4.3.6.Ông dân liệu và van........................................................................................................49
́ ̃
Hình 14: Các loại van........................................................................................... 49
Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC.............50
5.1.Bảng thông số kỹ thuật của máy..........................................................................................50
5.2.Hướng dẫn sử dụng máy......................................................................................................50
Hình 15: Bảng điều khiển máy...........................................................................50
5.3.Sự cố và cách khắc phục......................................................................................................51
Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc...................................... 52
Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền.............................53
5.4.An toàn khi sử dụng máy......................................................................................................53
--3--
- DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN...................................... 7
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN......13
Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy..................................................14
Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN
................................................................................................................................. 23
Hình 2: Cấu tạo của trục....................................................................................26
Hình 3: Cấu tạo ổ trục........................................................................................27
Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI........34
4.1.Sơ đồ cấu tạo, hình ảnh thiết bị...........................................................................................34
Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị........................................................................... 35
Hình 8: Hình ảnh thiết bị.................................................................................... 35
Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị........................................................................ 37
4.2.Nguyên tắc hoạt động...........................................................................................................37
4.3.Lựa chọn, tính toán các chi tiết cấu tạo máy nghiền bi:.......................................................37
4.3.1.Thân thiết bị....................................................................................................................37
4.3.2.Ổ lăn...............................................................................................................................42
Hình 10: Cấu tạo bi nghiền.................................................................................42
4.3.3.Trục ...............................................................................................................................45
Hình 11: Hình ảnh về trục..................................................................................45
4.3.4.Động cơ truyền động.....................................................................................................47
................................................................................................................................ 47
Hình 12: Động cơ truyền động.......................................................................... 47
--4--
- 4.3.5.Bơm nhập liệu................................................................................................................48
................................................................................................................................. 48
Hình 13: Bơm bánh răng......................................................................................48
4.3.6.Ông dân liệu và van........................................................................................................49
́ ̃
Hình 14: Các loại van........................................................................................... 49
Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC.............50
5.1.Bảng thông số kỹ thuật của máy..........................................................................................50
5.2.Hướng dẫn sử dụng máy......................................................................................................50
Hình 15: Bảng điều khiển máy...........................................................................50
5.3.Sự cố và cách khắc phục......................................................................................................51
Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc...................................... 52
Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền.............................53
5.4.An toàn khi sử dụng máy......................................................................................................53
--5--
- DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN...................................... 7
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN......13
Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy..................................................14
Chương 3: MÁY NGHIỀN DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT SƠN
................................................................................................................................. 23
Hình 2: Cấu tạo của trục....................................................................................26
Hình 3: Cấu tạo ổ trục........................................................................................27
Chương 4: LỰA CHỌN, TÌNH TOÁN THIẾT KẾ MÁY NGHIỀN BI........34
4.1.Sơ đồ cấu tạo, hình ảnh thiết bị...........................................................................................34
Hình 7: Sơ đồ cấu tạo thiết bị........................................................................... 35
Hình 8: Hình ảnh thiết bị.................................................................................... 35
Hình 9: Cấu tạo chi tiết thiết bị........................................................................ 37
4.2.Nguyên tắc hoạt động...........................................................................................................37
4.3.Lựa chọn, tính toán các chi tiết cấu tạo máy nghiền bi:.......................................................37
4.3.1.Thân thiết bị....................................................................................................................37
4.3.2.Ổ lăn...............................................................................................................................42
Hình 10: Cấu tạo bi nghiền.................................................................................42
4.3.3.Trục ...............................................................................................................................45
Hình 11: Hình ảnh về trục..................................................................................45
--6--
- 4.3.4.Động cơ truyền động.....................................................................................................47
................................................................................................................................ 47
Hình 12: Động cơ truyền động.......................................................................... 47
4.3.5.Bơm nhập liệu................................................................................................................48
................................................................................................................................. 48
Hình 13: Bơm bánh răng......................................................................................48
4.3.6.Ông dân liệu và van........................................................................................................49
́ ̃
Hình 14: Các loại van........................................................................................... 49
Chương 5: NGUYÊN NHÂN VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC.............50
5.1.Bảng thông số kỹ thuật của máy..........................................................................................50
5.2.Hướng dẫn sử dụng máy......................................................................................................50
Hình 15: Bảng điều khiển máy...........................................................................50
5.3.Sự cố và cách khắc phục......................................................................................................51
Bảng 5: Sự cố của thiết bị trong quá trình làm việc...................................... 52
Bảng 6: Sự cố và cách khắc phục trong quá trình nghiền.............................53
5.4.An toàn khi sử dụng máy......................................................................................................53
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH NGHIỀN
1.1. Quá trình nghiền.
--7--
- 1.1.1. Khái nệm
Nghiền là quá trình phá huỷ vật thể rắn bằng các lực cơ học thành các phần tử,
nghĩa là bằng cách đặt vào vật thể rắn các ngoại lực mà các l ực này l ớn hơn các l ực
phân tử của vật thể rắn đó. Kết quả của quá trình nghiền là tạo nên nhiều phần tử cũng
như nghiền bề mặt mới.
Là công đoạn chính trong quá trình sản xuất vật liệu như: sơn, xi măng, gốm
sứ,... Quá trình này làm giảm kích thước của vật liệu rắn dưới tác dụng của ngoại l ực
để phá vỡ liên kết giữa các phân tử.
1.1.2. Các phương pháp tác dụng lực
Nén ép Mài xiết nổ
uốn
Va đập
Hình 1: Các phương pháp tác dụng lực
Khi thiết bị làm việc, có thể kết hợp với nhiều phương pháp. Tuy nhiên,
trong quá trình nghiền, lực tác dụng chủ yếu là lực mài xiết và va đập.
1.1.3. Các yêu cầu cơ bản đối với quá trình nghiền
- Năng lượng tiêu tốn nhỏ nhất, phụ thuộc vào:
• Lực liên kết giữa các phân tử vật liệu.
• Hình dạng của vật liệu.
• Kích thước hạt.
--8--
- - Năng suất lớn.
- Sản phẩm thu được phải tương đối đồng đều về kích thước.
- Khả năng điều chỉnh mức độ nghiền dễ dàng.
- Dễ vận hành và sửa chữa.
1.2. Đặc trưng của sản phẩm nghiền
Mục đích của quá trình nghiền là tạo ra những h ạt vật li ệu nh ỏ t ừ h ạt v ật
liệu ban đầu to hơn. Quá trình cần những hạt vật li ệu nh ỏ vì chúng có di ện tích
bề mặt riêng lớn hoặc cần hình dạng, kích th ước và s ố lượng hạt. Hi ệu su ất s ử
dụng năng lượng của quá trình được xác định bằng diện tích bề mặt m ới t ạo
nên sau quá trình đập nghiền. Vì vậy các đặc trưng hình h ọc c ủa h ạt, đ ơn chi ếc
và hỗn hợp, là yếu tố quan trọng để đánh giá sản phẩm từ máy nghiền. Một máy
nghiền không cho sản phẩm đồng nhất dù nhập liệu có đồng nhất hay không.
Sản phẩm luôn luôn là một hỗn hợp có các kích thước nằm trong m ột kho ảng
xác định.
Hạt nhỏ nhất của sản phẩm nghiền có thể so sánh với kích thước của một
tinh thể, đó là đơn vị nhỏ nhất của vật liệu có thể tồn tại dưới dạng một tinh
thể độc lập. Kích thước này là khoảng 10 -3µm. Do sự biến đổi kích thước trong
một khoảng rộng nên thường dùng khía niệm đường kính trung bình đ ể bi ểu
diễn kích thước hạt trong một hỗn hợp.
1.3. Cơ sở lý thuyết quá trình nghiền
Một vật thể được nghiền vỡ tức là chịu tác động của ngoại lực có trị số
vượt các ứng sức bền của vật thể (ứng suất nén). Khi đó, vật thể s ẽ ch ịu nh ững
biến dạng, hoặc bị phá vỡ đột ngột, hoặc chịu những biến dạng đàn hồi, biến
dạng dẻo và cuối cùng bị phá vỡ. Khi vật th ể ch ịu một lực va đ ập t ự do đ ể phá
vỡ, thì lực đó sẽ gây ra những sóng chấn động truyền trong vật thể theo chiều
lực đập. Chỉ khi lực đập đủ lớn để các sóng chấn động đó truy ền h ết chi ều dài
(kích thước) vật thể thì vật thể mới có khả năng bị phá vỡ.
--9--
- Trong quá trình bị phá vỡ, vật thể nếu chưa vỡ cũng đã chịu nh ững biến
dạng đàn hồi, nghĩa là đã tốn phần năng lượng nghiền để có những biến dạng
đó. Khi vật thể vỡ ra sẽ tạo thành những diện tích m ới ở nh ững ch ổ n ứt v ỡ, lúc
đó là lúc tiêu thụ năng lượng để phá vỡ, để tạo ra nh ững di ện tích m ới. Tuy
nhiên, đôi khi vật thể chịu ngoại lực tác động, chưa vỡ hẳn nhưng đã có nh ững
vết nứt ngầm với những khe, những diện tích mới nào đó bên trong. Cũng có th ể
những vết nứt ngầm đó khép liền lại do lực hút phân tử của vật th ể. Nh ư vậy
quá trình nghiền sẽ bị tốn một phần năng lượng vô ích đó.
1.3.1. Độ nghiền
Độ nghiền còn được gọi là tỷ số nghiền, là tỷ số giữa kích thước của kích thước
của hạt đem nghiền với hạt sản phẩm. Các kích thước tuyệt đối, độ hạt của các phần
tử có được khi nghiền. Người ta thường sử dụng tỷ số nghiền để đánh giá chất l ượng
sản phẩm và đánh giá năng lượng.
Vậy theo chỉ tiêu này, nó đã phản ánh chiều sâu quá trình phân tán. Trong tr ường
hợp chung, dung tích năng lượng của quá trình công nghệ nghiền phụ thuộc vào sự gia
tăng diện tích riêng bề mặt ∆S của vật liệu. Nghĩa là:
∆S = Sc-Sd
Trong đó :
Sc – diện tích riêng bề mặt của các phần tử vật liệu kết thúc quá trình nghiền;
Sd – diện tích riêng bề mặt của các phần tử vật liệu bắt đầu quá trình nghiền.
Cùng với sự giảm kích thước của các phần tử diện tích riêng bề mặt tăng lên vì
vậy mức độ nghiền λS là tỷ số diện tích riêng bề mặt củâ các phần tử vật liệu cuối quá
trình nghiền và diện tích riêng bề mặt của các phần tử ban đầu.
SC
λS =
SD
Theo lý thuyết mức độ nghiền λ của vật liệu thường được đánh giá qua tỷ s ố
giữa kích thước trung bình D của vật liệu trước khi nghiền và kích thước trung bình của
phần tử sản phẩm nghiền:
--10--
- D
λ=
d
Mức độ nghiền λ là đặc tính cơ bản để đánh giá quá trình nghiền
Khi nghiền nguyên liệu bằng máy nghiền kiểu búa thông thường thì độ nhỏ của
bột nghiền được điều chỉnh bằng sàng đặt trong buồng nghiền.
1.3.2. Năng lượng tiêu tốn trong quá trình nghiền
Trong quá trình nghiền vật liệu ban đầu bị xoắn và có ứng suất. Công c ần
thiết để tạo nên ứng suất cho vật liệu được chứa tạm thời trong vật liệu dưới
dạng cơ năng của ứng suất. Khi tác động thêm lực vào các h ạt vật li ệu đã ch ịu
ứng suất, chúng sẽ chịu lực xoắn vượt quá giới hạn bền và vỡ ra thành nhi ều
hạt nhỏ và tạo nên các bề mặt mới. Vì mỗi đơn vị diện tích bề m ặt của ch ất
rắn có năng lượng bề mặt nhất định nên việc tạo nên bề mặt mới cần phải có
năng lượng, năng lượng này được cung cấp do sự phóng thích năng lượng của
ứng suất khi hạt vỡ ra. Do bảo toàn năng lượng nên phần năng lựong thừa khi
tạo thành năng lượng bề mặt mới sẽ biến thành nhiệt.
1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình nghiền
Có nhiều yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình nghiền xuất phát t ừ tính
chất của vật liệu nghiền và máy nghiền.
- Tính chất của vật liệu nghiền: Độ bền, độ cứng, độ nhớt, độ đồng đều,
trạng thái và hình dạng bề mặt, độ ảm, kích thước, hình dạng và v ị trí
tương hổ của các phần tử nghiền, hệ số ma sát giữa các phần tử…là
những yếu tố của vật liệu có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nghiền.
- Tính chất của máy nghiền: Hình dạng và trạng thái của bề mặt, vận tốc
và tính chất chuyển động khối lượng của bộ phận làm việc (t ỉ s ố giữa
khối lượng của bi nghiền với khối lượng của vật đuợc nghiền), h ệ số ma
sát của bề mặt nghiền với vật được nghiền…là những yếu tố cấu trúc
máy có ảnh hưởng đến quá trình nghiền nhỏ vật liệu.
--11--
- --12--
- Chương 2: TỔNG QUAN VỀ SƠN VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT SƠN
2.1. Giới thiệu về sơn
Sơn là một hỗn hợp đồng nhất, trong đó chất tạo màng liên kết v ới các
chất màu tạo màng liên tục bám trên bề mặt vất ch ất. Hỗn h ợp đ ược đi ều ch ỉnh
với một lượng phụ gia và dung môi tùy theo tính chất của mỗi loại sản phẩm.
Trong thực tế hiện nay có rất nhiều cách phân loại sơn:
- Phân loại theo chất tạo màng: tên sơn thường được lấy bằng tên c ủa ch ất
tạo màng.
Ví dụ: sơn alkyd , sơn epoxy ….
- Phân loại theo phạm vi sử dụng: cách phân loại này rộng lớn hơn rất
nhiều tùy theo mục đích sử dụng mà người ta gọi tên sơn.
Ví dụ: sơn chống rỉ , sơn tường, sơn công nghiệp, sơn chống hà ….
- Phân loại theo bản chất dung môi …
2.2. Nguyên liệu dùng trong sản xuất sơn
2.2.1. Chất tạo màng
Chất tạo màng là các polyme có độ bám dính tốt, có kh ả năng ch ứa các
loại bột như bột màu, bột độn tốt, có các tính chất như thời gian khô, độ cứng,
độ bóng tốt,...Chất tạo màng có vai trò quan trọng nhất trong sơn, quy ết đ ịnh
hầu hết các tính chất của màng sơn. Các polyme được s ử d ụng làm ch ất t ạo
màng nhiều nhất trong sơn như là: nhựa alkyd, nhựa epoxy, nh ựa vinyl, nh ựa
acrylate, nhựa PU,....
Các tính chất quan trọng của chất tạo màng được quan tâm trong công
nghiệp sơn là: độ nhớt, tỷ trọng, khả năng hòa tan trong dung môi, kh ả năng
phản ứng hóa học ( với sơn khô hóa học),...
Chất tạo màng mà nhóm sử dụng là nhựa epoxy vì những tính chất sau:
- Nhựa epoxy tan tốt trong các dung môi hữu cơ như xeton, axetat, dioxin…
Nhựa epoxy không tan trong các dung môi mạch thẳng.
--13--
- - Nhựa epoxy có thể phối trộn tốt với các loại nhựa khác như:
phenolformadehyt, nitrocellulose, polyester, polysulfit,…
- Nhựa epoxy có thể chuyển sang mạng lưới không gian ba chi ều khi s ử
dụng các chất đóng rắn nóng như: anhydrite phtalic, anhydrite maleic…hay
các chất đóng rắn nguội như là polyamine mạch thẳng, polyamit,…
- Nhựa epoxy sau khi đóng rắn có 1 loạt các tính chất quý báu như: bám dính
tốt với các loại vật liệu khác nhau, bền hóa học, đặc biệt với ki ềm, đ ộ
bền cơ học cao, cách điện tốt, ít co ngót và bền nhiệt tới 160 – 2600C.
Nhựa epoxy không Nhựa epoxy độn sợi
Đặc tính kỹ thuật
có độn thủy tinh
Nhiệt độ xảy ra biến
dạng nhiệt (ở 1.82 Mpa) 140 150
(0C)
Độ bền cực đại với
120 135
nguồn nhiệt liên tục (0C)
Hệ số dãn nở tuyến tính
2.5 2.0
cm/cm/0C x 10-5
Độ bền kéo (Mpa) 52 83
Độ dãn dài (%) 5.0 4.0
Độ bền uốn dẻo (Mpa) 124 103
Độ bền nén (Mpa) 70 100
Độ bền va đập (J/m2) 11 25
Khối lượng riêng 1.0 1.8
Bảng 1. Đặc tính kỹ thuật của nhựa Epoxy
2.2.2. Dung môi
Là những chất lỏng dễ bay hơi, dùng để hòa tan chất tạo màng và thay đổi
độ nhớt của sơn. Một dung môi tốt phải đáp ứng được yêu cầu sau:
- Tạo được một dung dịch có độ nhớt thích hợp cho việc bảo quản và sử
dụng
--14--
- - Có vận tốc bay hơi theo yêu cầu và tạo nên một màng sơn có tính ch ất t ối
ưu
- Có mùi chấp nhận được, có độ độc tối thiểu và giá cả phải chăng.
Dung môi có hai đặc tính quan trọng là kh ả năng hòa tan, th ể hi ện s ức hòa
tan của dung môi với một loại nhựa nào đó và tốc độ bay hơi tương đối mà nó
thoát khỏi màng sau khi sơn (khả năng làm khô)
Liên kết hidro
Dung môi
δp δm δs
Hidrocacbon thẳng:
White spirit 7.5
Hidrocacbon thơm:
toluen 8.9
xylen 8.8
Ester
Etyl acetat 9.1
Butyl acetat 8.5
Ceton
Aceton 10.0
Metylizobutyl ceton 8.5
Glycol ete
Etylenglycol monoetyl 9.6
ete
Rượu
Etyl ancol 12.7
Butyl ancol 14.4
Bảng 2. Thông số hòa tan của một số loại dung môi thông dụng
Tốc độ bay hơi theo thể tích (tốc độ
Dung môi
bay hơi của butyl acetate là 100)
--15--
- Acetone 994
Etyl acetate 480
Rượu etylic 253
Toluene 214
Metylizobutylcetone 164
Butyl acetate 100
Cylen 73
Rượu butylic 36
Etylenglycol monoetyl 30
ete
White spirit 18
Bảng 3. Tốc độ bay hơi của một số loại dung môi
Một số loại dung môi sử dụng trong công nghệ sản xuất sơn epoxy:
- White spirit: thành phần không cố định, trong sơn thường dùng loại th ẳng
và có chứa khoảng 15 – 18% hidrocacbon thơm, tốc độ bay hơi chậm và
mùi không khó chịu lắm, được dùng rộng rãi làm dung môi cho các lo ại
sơn trang trí và bảo vệ.
- Cylen C4H6(CH3)2 được dùng rộng rãi trong công nghiệp sơn vì sức hòa tan
tốt, tốc độ bay hơi vừa phải, độ chảy tốt, có thể ứng dụng phương pháp
sơn phun. Cylen thích hợp đối với màng sơn đóng rắn nóng vì ph ần lớn
dung môi bay hơi trước khi đưa màng sơn vào lò sấy.
2.2.3. Bột màu
Bột màu có 2 loại được sử dụng trong công nghiệp s ơn là: bột màu vô c ơ
và bột màu hữu cơ.
Bột màu vô cơ được sử dụng rất nhiều trong sơn do giá thành th ấp, đ ộ
bền cơ, bền nhiệt độ cao. Bột màu vô cơ là các hợp chất vô cơ có màu. VD: màu
đỏ của sơn chống rỉ thường sử dụng là bột oxit Fe, màu vàng là các hợp ch ất
của Cr, màu ghi là màu của oxit Zn, màu đen là màu c ủa C,...Nh ược đi ểm l ớn
--16--
- nhất của bột màu vô cơ là độ lên màu, độ phủ kém, màu xỉn,... Vì vậy, phải dùng
nhiều lượng bột màu.
Bột màu hữu cơ là các chất hữu cơ có màu. Ưu điểm của bột màu h ữu c ơ
là màu sắc tươi, sáng, cường độ lên màu cao, độ ph ủ tốt. Vì v ậy, ch ỉ s ử d ụng 1
lượng nhỏ bột màu cũng đủ màu cho sơn và bột màu hữu cơ chủ yếu sử dụng
cho sơn phủ. Tuy nhiên, giá thành bột màu hữu cơ đắt, độ b ền nhi ệt kém, d ễ
phân hủy khi nhiệt độ cao, dẫn đến hiện tượng loang màu sơn, hay còn gọi là
hiện tượng "sơn bay".
Các loại bột màu trong công nghiệp sơn chỉ cho các màu cơ bản như:
trắng, đen, đỏ, vàng, xanh lam,...Muốn có các màu sắc theo yêu c ầu ph ải ti ến
hành trộn các màu cơ bản với nhau theo nguyên tắc phối màu.
2.2.4. Chất độn và phụ gia
2.2.4.1. Bột độn
Bột độn được thêm vào trong sơn với mục đích làm giảm giá thành của
sơn. Ngày nay, do phát hiện một số tính chất tốt nh ư cải thiện tính c ơ lý c ủa
màng sơn nên nó được gọi là bột phụ trợ.
Các loại bột thường dùng trong công nghiệp sơn là bột đá, bột nặng, bột
nhẹ,…(các loại này đều là CaCO 3 nhưng do khác biệt về tính chất đá nơi khai
thác mà có tỷ trọng và một số tính chất khác nhau)
2.2.4.2. Phụ gia
Phụ gia là các hợp chất có thành phần rất nhỏ trong sơn nh ưng đóng vai
trò cải thiện đáng kể các tính chất của màng sơn. Các loại phụ gia được sử dụng
nhiều nhất trong sơn là: chất làm khô, chất chống lắng, chống chảy, chất tạo độ
nhớt giả,…
Phụ gia chống lắng đa phần là các bentonit có tác dụng tạo 1 l ớp m ạng
lưới trong màng sơn, từ đó giúp nâng đỡ các hạt bột màu và bột phụ trợ có t ỷ
trọng cao.
--17--
- Phụ gia chống chảy, tạo độ nhớt giả là các phụ gia mà khi thêm vào s ẽ
phản ứng với chất tạo màng, tạo mạng không gian chật hẹp hơn, làm tăng đ ộ
nhớt của sơn, tăng bám dính và có tác dụng chống chảy khi sơn lớp dày.
2.3. Quy trình sản xuất sơn
Nguyên liệu
Đánh paste
Ủ
Nghiền
Độ mịn
Kiểm tra
Pha loãng
Độ nhớt
Kiểm tra
Lọc
Sản
phẩm
2.3.1. Cân đong nguyên liệu
--18--
- - Nguyên liệu được lấy về sẽ được lấy mẫu để kiểm tra chất lượng phù
hợp với các tiêu chuẩn hiện hành (về độ mịn, màu sắc, kh ả năng bay h ơi,
độ độc,…)
- Các nguyên liệu được cân đong theo một đơn pha chế có sẵn cho từng loại
sơn. Cân đong nguyên liệu là một khâu rất quan trọng, nó ảnh h ưởng tr ực
tiếp đến chất lượng sản phẩm.
2.3.2. Đánh paste
Đánh paste là quá trình phân tán sơ bộ các khối màu ho ặc túm màu có kích
thước lớn giúp cho dung môi và nhựa thấm ướt các hạt màu. Đây là công đoạn
quan trọng trong công nghệ sản xuất, nó quyết định hiệu suất nghiền, sự chính
xác về màu sắc, ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Do đó khi nạp liệu
phải chú ý thứ tự các loại vật tư ghi trong phiếu, loại nào ghi tr ước cho vào
trước, cho một lượng vừa phải đủ để máy khuấy trộn dễ dàng, đều h ết mới cho
tiếp, cho đủ và đúng số lượng các loại vật tư, các bước thời gian ghi trên phiếu.
Tốc độ của cánh khuấy được nâng lên từ từ, sau khi cho hết nguyên liệu
thì nâng tốc độ lên khoảng 1100 – 1200 vòng/phút, nhi ệt đ ộ thùng khu ấy t ừ 50 –
600C, nhiệt độ của nước làm mát bên ngoài thùng khoảng 7 0C, thiết bị làm việc
liên tục trong thời gian từ 2 – 3 giờ. Dung dịch sau đánh paste cho chảy qua vòi
vào thố và đem ủ, dừng máy và dùng dung môi để rửa máy và miệng thố.
2.3.3. Ủ
- Công đoạn tiếp theo của quá trình đánh Paste là ngâm ủ: mục đích là đ ể
paste có đủ thời gian cho quá trình thấm ướt hạt màu, giúp cho quá trình
nghiền xảy ra dễ dàng hơn.
- Thời gian ngâm ủ không ít hơn 20 giờ mới đảm bảo cho quá trình thấm
ướt được triệt để.
- Khi ngâm ủ phải để nơi khô ráo, che đậy kín tránh sự hấp thụ nước, bụi
vào paste màu.
--19--
- 2.3.4. Nghiền
Nghiền là quá trình phân tán hạt màu đến độ mịn qui định. Dung dịch sau
khi ủ được cho vào máy nghiền dưới tác dụng của lực ma sát các viên bi th ủy
tinh cọ xát làm vỡ các túi bột màu, lúc này các hạt bột màu một l ần nữa được
phân tán đều trong dung dịch chất mang nhờ bộ phận nghiền.
Trong quá trình nghiền thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và độ mịn của s ơn
xem đã đạt yêu cầu chưa bằng thước đo độ mịn. Nếu độ mịn ch ưa đ ạt yêu c ầu
thì nghiền dung dịch lại cho đến khi đạt độ mịn thì dừng.
2.3.5. Lọc và pha loãng
Sơn sau khi đã được kiểm tra đủ chỉ tiêu sẽ được lọc qua lưới lọc và
mang đi pha loãng theo những chỉ tiêu đã được xác lập. Trong quá trình pha loãng
cần chú ý:
- Đưa đủ lượng dung môi, chất tạo màng.
- Bổ sung các loại phụ gia.
- Điều chỉnh độ nhớt đến độ nhớt qui định.
2.4. Các yêu cầu của sơn
2.4.1. Nhiệt độ
Phải đảm bảo nhiệt độ của sơn trong quá trình nghiền không v ượt quá
ngưỡng 500C. Nhiệt độ không nên thấp hơn hay cao hơn vì rất dễ làm gel hóa
paste nghiền.
Để tránh hiện tượng gel hóa, ở giữa hai lớp vỏ của bầu nghiền có ch ứa
nước làm mát. Phải sử dụng nước làm mát này vì trong quá trình nghiền xảy ra
sự ma sát giữa bi và thiết bị song song với sự ma sát giữa bi và vật li ệu sinh ra
nhiệt rất lớn.
2.4.2. Độ nhớt
Hỗn hợp phải được điều chỉnh đô nhớt rồi mới đưa vào máy nghiền. Việc
điều chỉnh độ nhớt nhằm tạo điều kiện làm việc tối ưu cho máy nghiền. Nếu
--20--
nguon tai.lieu . vn
