Có lẽ bạn cũng đã từng nghe qua cụm từ “sơn tĩnh điện” và tiếp xúc với chúng hằng ngày mà bạn không hề hay biết. Vì hiện nay, sơn tĩnh điện được sử dụng khá phổ biến và xuất hiện ở khắp mọi nơi xung quanh ta, chúng ở trong các vật dụng hoặc các thiết bị hằng ngày. Vậy sơn tĩnh điện là gì? ứng dụng ở đâu? và có những ưu điểm gì? chúng khác gì so với các loại sơn thông thường hãy cùng tìm hiểu nhé!
1. Sơn tĩnh điện là gì?
Công nghệ sơn tĩnh điện có tên gọi tiếng anh là Electrostatic Powder Coating. Nó xuất hiện từ năm 1950 và được phát minh bởi TS.Erwin Gemmer sau khi trải qua nhiều nghiên cứu.
Lịch sử của sơn tĩnh điện bắt đầu từ cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950, vào thời điểm mà polyme hữu cơ vẫn được phun phủ ở dạng bột lên các tấm kim loại. Tiến sĩ Erwin Gemmer, một nhà khoa học người Đức, sau đó đã phát triển quy trình tầng sôi để xử lý sơn bột nhiệt rắn và đăng ký bằng sáng chế quy trình thích hợp vào tháng 5 năm 1953. Từ năm 1958 đến năm 1965, tất cả các loại sơn tĩnh điện thường chỉ có các ứng dụng chức năng với màng độ dày từ 150 µm đến 500 µm, được xử lý bằng ứng dụng tầng sôi. Vật liệu phủ trong những ngày đó bao gồm nylon 11, CAB, polyetylen, PVC dẻo, polyeste và polyete clo hóa, epoxit nhiệt rắn…
Sơn tĩnh điện được phủ dưới dạng bột khô được gia nhiệt, hay còn gọi là nhựa nhiệt dẻo. Trái ngược với các loại sơn thông thường là dùng nước hoặc dung môi, thì sơn tĩnh điện sử dụng phương pháp tích điện cho bột sơn nhằm tạo nên liên kết bền vững với các chi tiết cần phủ. Theo nguyên lý dòng điện mang điện tích dương (+) sẽ luôn gắn chặt với điện tích âm (-). Chính vì vậy mà sơn tĩnh điện mang lại chất lượng luôn đồng đều và gắn chặt với bề mặt.
1.1 Thành phần của sơn tĩnh điện
Sơn tĩnh điện là dạng hỗn hợp bột được sản xuất từ bột sơn bao gồm các nguyên liệu: Hợp chất polymer hữu cơ (Organic Polymer), curatives, chất làm đều màu, bột màu và các chất phụ gia khác. Sau đó tất cả sẽ trộn lại với nhau và được làm nóng chảy tạo để thành hỗn hợp đồng nhất, sau đó được làm nguội và nghiền thành dạng bột mịn, được gọi là bột sơn tĩnh điện.
Hiện nay trên thị trường có 04 loại bột sơn tĩnh điện phổ biến là: bóng (Gloss), mờ (Matt), cát (Texture) và nhăn (Wrinkle) chúng có sử dụng trong nhà và ngoài trời.
1.2 Cách phân loại sơn tĩnh điện
– Phân loại theo tính chất gồm 2 loại:
- Sơn tĩnh điện khô: sử dụng bột tĩnh điện để làm sơn cho sắt, thép, inox
- Sơn tĩnh điện ướt: Sử dụng dung môi để làm sơn cho gỗ, nhựa, kim loại….
– Phân loại theo chức năng gồm 5 loại:
- Bột Sơn Polyeste: đây là loại sơn phổ biến nhất, có ưu điểm là độ bền cao, chịu được ánh năng mặt trời.
- Bột Sơn Epoxy: thường sử dụng để chống va đập, bám dính, xói mòn
- Bột Sơn Acrylic: Thường được sử dụng chủ yếu trong lớp sơn trong, tạo ra độ mịn màng cho bề mặt và có tác dụng kháng lại hóa chất tốt
- Bột Sơn Fluoropolymer: thường được dụng cho sơn ngoài trời
- Bột Sơn hybrid (Epoxy-Polyester): có chi phí thấp, sử dụng trên nhiều bề mặt vật liệu.
2. Nguyên lý hoạt động của sơn tĩnh điện
Sơn tĩnh điện hoạt động dựa vào nguyên lý là tạo ra lớp phủ trên bề mặt vật liệu bằng cách sử dụng súng phun sơn. Phun lớp phủ đã được tích điện lên bề mặt vật liệu rồi đem đi nung nóng. Lúc này, bột sơn sẽ chảy ra và bám vào lớp bề mặt vật liệu tạo nên một liên kết bền vững.
Thiết bị được sử dụng trong công nghệ sơn tĩnh điện gồm có súng phun sơn và hệ thống dây chuyền tự động. Ngoài ra, để đảm bảo được nguyên lý và quy trình sơn tĩnh điện, thì doanh nghiệp còn cần phải đầu tư thêm buồng phun sơn, thu hồi sơn, buồng hấp, buồng sấy, máy nén khí, máy tách ẩm và bồn hóa chất để xử lý bề mặt vật liệu trước khi sơn.
Nguyên lý hoạt động – Dây chuyền sơn tĩnh điện
3. Ưu điểm của sơn tĩnh điện
Về kinh tế: Sơn tĩnh điện mang lại lợi ích cao về mặt kinh tế. 99% sơn được sử dụng triệt để, bột sơn dư trong quá trình phun sơn được thu hồi và tái sử dụng triệt để. Không cần sơn lót và dễ dàng làm sạch những khu vực bị ảnh hưởng khi phun sơn hoặc là do phun sơn không đạt yêu cầu. Giá thành sản phẩm sử dụng sơn tĩnh điện sẽ rẻ hơn các loại sơn thông thường.
Về đặc tính sử dụng: Quy trình sơn có thể được thực hiện tự động hóa dễ dàng bằng cách sử dụng hệ súng phun sơn tự động). Dễ dàng vệ sinh khi bột sơn bám lên người mà không cần dùng bất cứ loại dung môi nào như đối với sơn nước, sơn dầu.
Về chất lượng: Tuổi thọ thành phẩm của sơn tĩnh điện cao. Khó bị ăn mòn bởi các tác nhân hóa chất, hóa học hay thời tiết.
An toàn với môi trường: Sơn tĩnh điện không sử dụng dung môi hay hợp chất hữu cơ nên nó sẽ không gây hại cho môi trường trong quá trình thi công. Chất thải có thể xử lí trong bãi rác nên sẽ không gây nguy hại đến môi trường. Trong khi đó, các loại sơn thông thường có chứa các thành phần độc hại có thể làm suy thoái ozon và tạo ra chất thải nguy hại nếu không được xử lý một cách thích hợp.
Độ bền: Khi đóng rắn, sơn tĩnh điện tạo thành lớp bảo vệ cứng hơn nhiều so với các loại sơn khác. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là sơn tĩnh điện là giải pháp lâu bền nhất trên thị trường. Tùy thuộc vào ứng dụng, mục đích sử dụng sẽ có các lựa chọn thay thế có thể cung cấp một lớp phủ lâu dài hơn.
4. Nhược điểm của sơn tĩnh điện
Thay đổi màu sắc: Vì các hạt bột sơn không sử dụng được thu gom và tái sử dụng nên có nguy cơ bị trộn lẫn với nhau. Điều đó làm cho việc kết hợp màu thiếu chính xác.
Chi phí xây dựng hệ thống: Phun sơn tĩnh điện đòi hỏi phải có súng phun và bộ nguồn nén khí. Ngoài ra, thì cũng cần phải có lò sấy khô và nguồn điện lớn để tạo điện áp cao cho súng phun. Dẫn đến chi phí ban đầu sẽ cao.
Ngoài ra, công nhân phải có nhiều kinh nghiệm và biết rõ quy trình phun sơn thì mới có thể làm việc trong hệ thống. Do đó, doanh nghiệp cần phải tốn thêm chi phí nhân công, chi phí đào tạo nhân công
5. Ứng dụng của sơn tĩnh điện
Sơn tĩnh điện hoạt động chủ yếu dựa trên nguyên lý tĩnh điện trong vật lý hiện đại. Nên nó phù hợp với các vật liệu kim loại và thường được sử dụng trong gia đình và các thiết bị máy móc công nghiệp.
Và đặc biệt, sơn tĩnh điện có ứng dụng cao trong ngành cửa nhôm kính. Do đặc tính bền màu, khó bị phai màu bởi thời tiết, và giữ được tính thẩm mỹ cho công trình. Hầu như các loại nhôm hiện có mặt trên thị trường nước ta, đều phù hợp với loại sơn bột này. Có thể kể đến các loại phổ biến như: nhôm 700, nhôm 1000, nhôm Việt Pháp, nhôm Eurowindow, Xingfa tem đỏ.
Sắt cũng có thể sử dụng phương pháp sơn này nhưng sắt lại có nhược điểm là dễ bị oxi hóa và ăn mòn trong môi trường tự nhiên, ngay cả khi nó một lớp sơn tốt đi nữa. Nên độ phổ biến của sơn tĩnh điện dành cho sắt không được thông dụng như nhôm. Chúng ta có thể kể đến các ứng dụng của sơn tĩnh điện như:
– Ứng dụng trong sơn kệ sắt thép mạ kẽm, hàng rào mạ kẽm, khung cửa sắt, cổng nhôm
– Ứng dụng trong công nghệ ô tô, xe máy như: khung xe, nắp capo, mâm xe, tay nắm cửa, bộ tản nhiệt, bộ lọc và rất nhiều chi tiết khác.
Ứng dụng của sơn tĩnh điện trong ngành công nghiệp ô tô
– Ứng dụng trong các thiết bị gia dụng: mặt trước và mặt bên của tủ lạnh, vỏ máy giặt, vỏ cục nóng máy lạnh, thùng máy sấy, máy điều hòa không khí, máy nước nóng, kệ để chén đĩa, lò vi sóng, lò nướng, khung võng kim loại… và rất nhiều các vật dụng trong gia đình khác.
– Ứng dụng trong kiến trúc, trang trí nhà cửa: khung cửa sơn tĩnh điện, cửa ra vào, đồ nội thất, cột đèn, lan can, biển báo, trụ và hàng rào…
– Ứng dụng trong các sản phẩm hàng ngày: có vô số mục đích sử dụng hàng ngày đối với các sản phẩm sơn tĩnh điện như thiết bị chiếu sáng, ăng-ten và các bộ phận điện. Nông dân có máy kéo và thiết bị nông nghiệp được sơn tĩnh điện. Những người yêu thích thể dục sử dụng gậy chơi gôn, xe trượt tuyết, xe đạp và thiết bị tập thể dục, tất cả đều được sơn tĩnh điện. Nhân viên văn phòng sử dụng đồ nội thất bằng kim loại, tủ máy tính, bút chì và bút cơ khí, đinh ghim và các phụ kiện bàn khác được sơn tĩnh điện. Những mặt hàng này, và nhiều thứ khác, tất cả đều được hưởng lợi từ lớp sơn tĩnh điện hoàn thiện.
