Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Nghiên cứu sản xuất sơn trên bề mặt thép mạ kẽm: sơn 1 thành phần độ bền 5 năm và sơn 2 thành phần độ bền từ 10 đến 15 năm, trên dây chuyền sản xuất công suất 15.000 tấn/năm tại Công ty Cổ phần Sơn Hải Phòng (23/08/2024)

Sơn được biết đến là một loại chất phủ lên bề mặt vật liệu tạo lên một màng cứng có tác dụng bảo vệ bề mặt vật liệu, tạo màu sắc trang trí, đôi khi có tác dụng cách điện, cách nhiệt. Sơn 1 thành phần được định nghĩa là sơn có quy cách đóng gói một thành phần, khi thi công sơn chỉ cần một thành phần đó, có thể pha thêm dung môi nếu cần thiết để đạt độ nhớt thích hợp thuận tiện cho việc thi công sơn. Những loại sơn 1 thành phần phổ biến gồm: sơn Alkyd, sơn Acrylic, sơn Vinyl,.... Sơn 2 thành phần được định nghĩa là sơn gồm 2 thành phần là phần chính (gọi là base) bao gồm nhựa tạo màng, bột màu, phụ gia và phần đóng rắn (gọi là hardener) bao gồm chất đóng rắn tương ứng với nhựa tạo màng, phụ gia, dung môi. Hai thành phần này được đóng gói riêng với tỉ lệ thích hợp đã được tính toán, khi thi công sơn khuấy trộn 2 thành phần với nhau sao cho phân tán đều và thi công sơn. Lúc này thành phần nhựa tạo màng và chất đóng rắn kết hợp cùng nhau xảy ra phản ứng hóa học tạo nên màng sơn liên kết chặt chẽ, bám dính tốt với bề mặt nền. Những loại sơn 2 thành phần phổ biến gồm: sơn Epoxy, sơn Polyurethane, sơn Flouro, …Sơn cũng có thể phân loại tùy thuộc vào từng loại bề mặt vật liệu mà sơn được thi công lên, ví dụ như sơn tường, sơn gỗ, sơn vạch đường, sơn bê tông hoặc sơn thép mạ kẽm.

Sản phẩm sơn trên bề mặt thép mạ kẽm trên thế giới từ lâu đã được nghiên cứu và sản xuất để làm chất phủ bề mặt cho các kết cấu thép, chi tiết máy, thiết bị, phụ tùng mạ kẽm, sơn sắt hộp mạ kẽm, ống kẽm,…Cùng với sự tiến bộ của khoa học đã đẩy mạnh việc sản xuất hàng loạt các nguyên liệu cho sơn trên nền thép mạ kẽm như chất tạo màng, bột phụ trợ, các phụ gia tăng khả năng bám dính...Tại Việt Nam, sản phẩm sơn trên bề mặt thép mạ kẽm còn rất mới mẻ, chưa có nhiều Công ty sơn tập trung nghiên cứu phát triển dòng sản phẩm này. Các sản phẩm chủ yếu là sơn Epoxy 2 thành phần, được nhà sản xuất khuyến cáo khách hàng sử dụng hệ thống gồm sơn chống gỉ và sơn phủ. Sản phẩm sơn chưa thực sự đa dạng, hiệu quả, đáp ứng nhu cầu thị trường.

Trước thực tế các chủng loại sơn trong hệ thống có độ bền cao lại thường là các chủng loại phải nhập khẩu từ nước ngoài với chi phí lớn. Sơn sản xuất trong nước của một số Công ty thì chất lượng chưa tốt, tuổi thọ của màng sơn còn thấp. Với nhận định nhu cầu lớn về sản phẩm sơn trên nền thép mạ kẽm, qua đánh giá tình hình trong nước và quốc tế nhằm mục đích tạo ra sản phẩm mới, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm sơn trên thị trường, đáp ứng nhu cầu khách hàng và tăng doanh thu, lợi nhuận. Năm 2018, Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng triển khai đề tài khoa học và công nghệ cấp thành phố: “Nghiên cứu sản xuất sơn trên bề mặt thép mạ kẽm: sơn 1 thành phần độ bền 5 năm và sơn 2 thành phần độ bền từ 10 đến 15 năm, trên dây chuyền sản xuất công suất 15.000 tấn/năm”, do KS Nguyễn Văn Dũng làm chủ nhiệm.

Sản phẩm của Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng.

Nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm: Nghiên cứu xây dựng công thức chế tạo sơn trên bề mặt thép mạ kẽm tại phòng thí nghiệm cho 2 dòng sản phẩm (sơn 1 thành phần độ bền 5 năm và sơn 2 thành phần độ bền 10 năm và 15 năm); Xây dựng quy trình sản xuất và tiến hành sản xuất thử trên dây chuyền sản xuất công suất 15.000 tấn/năm; Xây dựng quy trình thi công sơn trên bề mặt thép mạ kẽm; Xây dựng các tiêu chuẩn cơ sở. Nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm nghiên cứu & phát triển của Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng và sản xuất thử trên dây chuyền thiết bị của Công ty trong thời gian 12 tháng, từ tháng 09/2018 đến hết tháng 08/2019.

Kết quả nghiên cứu cho thấy, thông qua quá trình nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm tại dây chuyền cho 7 loại sơn, mỗi loại 3 mẻ, mỗi mẻ 320 kg. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình công nghệ sản xuất sơn trên nền thép mạ kẽm với 2 dòng sản phẩm chính là: sơn 1 thành phần độ bền 5 năm và sơn 2 thành phần độ bền từ 10 đến 15 năm trên dây chuyền sản xuất công suất 15.000 tấn/năm của Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng. Đánh giá quy trình công nghệ sản xuất sơn cho hệ thống sơn 1 thành phần độ bền 5 năm (Sơn chống gỉ AC-Zn, Sơn phủ AC-Zn) cho thấy: Sơn sử dụng ít chủng loại nguyên liệu, các thao tác trong quá trình sản xuất đơn giản, dễ thực hiện; Độ nhớt của bán thành phẩm sau giai đoạn muối là 80 - 90 KU, rất phù hợp để nghiền nên hiệu quả nghiền rất cao; Nhựa tạo màng của sơn rất nhạy cảm với nhiệt, nếu nghiền sơn ở nhiệt độ cao (≥ 55⁰C) thì sơn sẽ bị keo kết và không thể sử dụng được; Yêu cầu độ mịn của sơn không cao (≤ 40 µm theo phương pháp B), đồng thời khả năng nghiền của sơn tốt nên khi nghiền rất dễ bị quá độ mịn (sơn bị mịn quá). Đánh giá quy trình công nghệ sản xuất sơn cho hệ thống sơn 2 thành phần độ bền 10 năm (Sơn chống gỉ EO-Zn, Sơn lót EO-Zn và Sơn phủ PU) cho thấy: Sơn sử dụng ít chủng loại nguyên liệu, các thao tác trong quá trình sản xuất đơn giản, dễ thực hiện; Độ nhớt của bán thành phẩm sau giai đoạn muối là 130 - 150 KU. Độ nhớt này rất cao, không phù hợp để nghiền máy rọ vì khi nghiền sẽ có một bộ phận sơn bám vào thành bể và không đi vào rọ nghiền, làm ảnh hưởng đến độ mịn của sơn; Trong quá trình sản xuất thử mẻ 320 kg, sử dụng bể 300 lít để muối. Đường kính bể 300 lít là 650 mm trong khi đường kính cánh khuấy trộn ở đáy rọ là 420 mm, có sự chênh lệch nhau không lớn nên có thể đánh tan được lớp sơn bám ở thành bể; Yêu cầu về độ mịn của sơn không cao nên trong quá trình nghiền cần thường xuyên theo dõi độ mịn của sơn, tránh sơn được nghiền quá mịn, dẫn đến bề mặt sơn bị bong, ảnh hưởng đến bám dính của lớp sơn phía ngoài. Đánh giá quy trình công nghệsản xuất sơn cho hệ thống sơn 2 thành phần độ bền 15 năm (Sơn chống gỉ EO-Zn, Sơn lót EO-Zn, Sơn lót EO-EP và Sơn phủ PU-Fluorex) cho thấy: Sơn sử dụng ít chủng loại nguyên liệu, các thao tác, quá trình sản xuất đơn giản, dễ thực hiện; Độ nhớt của bán thành phẩm sau giai đoạn muối là ~130 KU; Trong quá trình sản xuất thử mẻ 320 kg, sử dụng bể 300 lít để muối. Đường kính bể 300 lít là 650 mm trong khi đường kính cánh khuấy trộn ở đáy rọ là 420 mm có sự chênh lệch nhau không lớn nên có thể đánh tan đựợc lớp sơn bám ở thành bể.

Tổ chức thi công thử nghiệm hệ thống sơn để đánh giá khả năng thi công sơn thực tế cho thấy, các sản phẩm sơn của đề tài đã được thương mại hóa và được người dùng đón nhận tích cực như: sơn chống gỉ AC-Zn và sơn phủ AC-Zn, sơn phủ PU (dưới các tên Sơn lót thép mạ kẽm AC-Zn, sơn thép mạ kẽm AC-Zn và sơn thép mạ kẽm PU-Zn). Quy mô của sản phẩm có thể đạt 15.000 tấn/năm. Sản phẩm cũng đã được cung cấp cho rất nhiều đơn vị, đại lý, khách hàng và được đánh giá cao. Đặc biệt một số dự án lớn và trọng điểm cũng đã sử dụng chủng loại sơn thép mạ kẽm của Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng.

Công ty cổ phần Sơn Hải Phòng là một trong những Công ty sơn lớn nhất tại Việt Nam với hơn 60 năm kinh nghiệm sản xuất sơn, với đội ngũ cán bộ công nhân viên lành nghề, hai dây chuyền sản xuất sơn lớn, tổng công suất đạt 15.000 tấn/năm. Công ty đã xây dựng và thực hiện hệ thống quản lý chất lượng theo ISO 9001:2015, hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO14001:2015. Phòng thử nghiệm của Công ty đạt tiêu chuẩn hệ thống quản lý chất lượng đạt ISO/IEC 17025:2017 với mã hiệu VILAS 031, được đầu tư các trang thiết bị hiện đại phục vụ cho việc nghiên cứu cùng đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, có năng lực nghiên cứu phát triển.Sơn trên bề mặt thép mạ kẽm là dòng sản phẩm mới của Công ty, sản phẩm khi đưa ra thị trường đã đạt được những tín hiệu rất khả quan về doanh thu, dòng sản phẩm này sẽ ngày càng phát triển và đem lại hiệu quả cao về kinh tế, góp phần tạo đà phát triển kinh tế đối với Công ty, thành phố Hải Phòng nói riêng và đất nước Việt Nam nói chung. Tạo ra sản phẩm sơn có tính cạnh tranh cao, chất lựợng ổn định, giá thành hạ so với sơn các loại sơn trên nền thép mạ kẽm trên thị trường, đem lại lợi ích cho người sử dụng và góp phần không nhỏ vào chương trình người Việt Nam ưu tiên dùng hàng Việt Nam. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài tại Trung tâm Thông tin, Thống kê KH&CN Hải Phòng./.