BÔ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG CAO ĐĂNG CÔNG NGHIÊP TUY HOA

KHOA CÔNG NGHÊ HOA----------

BÀI SOẠNMôn: Công Nghệ Sản Xuất Sơn

Giao viên hướng dẫn: Trân Minh HaiSinh viên thưc hiên: Nguyên Minh Khiêm Phạm Thị Phấn Nguyên Văn Tưởng

Tuy Hoa 14/03/2013

Mục Lục

1. Lịch sử phát triển ngành sơn ..............................................................................................2

1.1 Trên thế giới........................................................................................................................2

1.2 Ở Việt Nam.........................................................................................................................4

2. Tình hình sản xuất và sử dụng sơn .........................................................................................5

2.1 Trên thế giới........................................................................................................................5

2.2. Ở Việt Nam.........................................................................................................................6

3. Định nghĩa về sơn......................................................................................................................8

4. Phân loại sơn:............................................................................................................................8

4.1. Phân loại theo trạng thái tập hợp:...................................................................................8

4.2. Phân loại sơn theo nguồn gốc:..........................................................................................8

4.3. Phân loại sơn theo tính nang sử dụng:.............................................................................8

5. Thành phần chính trong sơn....................................................................................................9

5.1. Chất tạo màng:...................................................................................................................9

5.2. Bột màu:..............................................................................................................................9

5.3. Chất độn:............................................................................................................................9

5.4. Dung môi:...........................................................................................................................9

5.5. Chất phụ gia:......................................................................................................................9

- 2 -

1. Lịch sử phát triển ngành sơn .

1.1 Trên thế giới.

Sơn (hoặc có thể gọi là chất phủ bề mặt) được dùng để trang trí mỹ thuật hoặc bao

vê cac bề mặt vật liêu cân sơn. Sơn đã được loài người cổ xưa chế biến từ cac vật liêu

thiên nhiên sẵn có để tạo cac bức tranh trên nền đa ở nhiều hang động nhằm ghi lại hình

anh sinh hoạt cuộc sống thường ngày mà ngành khao cổ học thế giới đã xac định được

niên đại cach đây khoang 25.000 năm.

Ai Cập đã biết chế tạo sơn mỹ thuật từ năm 3000 – 600 trước công nguyên Hy

Lạp và La Mã đã chế tạo sơn dâu béo vừa có tac dụng trang trí vừa có tính chất bao vê

cac bề mặt cân sơn trong thời kỳ năm 600 trước công nguyên đến năm 400 sau công

nguyên và mãi đến thế kỷ 13 sau công nguyên cac nước khac của Châu Âu mới biết đến

công nghê sơn này và đến cuối thế kỷ 18 mới bắt đâu có cac nhà san xuất sơn chuyên

nghiêp do yêu câu về sơn tăng mạnh.

Cuộc cach mạng kỹ thuật của thế giới đã tac động thúc đẩy phat triển ngành công

nghiêp sơn từ thế kỷ 18 nhưng chất lượng sơn bao vê và trang trí vẫn chưa cao vì nguyên

liêu chế tạo sơn đi từ cac loại dâu nhưa thiên nhiên và cac loại bột màu vô cơ có chất

lượng thấp.

Ngành công nghiêp sơn chỉ có thể phat triển nhay vọt khi xuất hiên trên thị trường

cac loại nhưa tổng hợp tạo màng sơn cùng với cac loại bột màu hữu cơ chất lượng cao và

nhất là sư xuất hiên của san phẩm bột màu trắng đioxit titan (TiO2) là loại bột màu chủ

đạo, phan anh sư phat triển của công nghiêp sơn màu. Cac mốc phat triển công nghiêp

sơn (được khởi đâu từ thế kỷ 20 đến cuối thế kỷ 20) có thể được phan anh như sau:

- Năm 1923: nhưa Nitrocellulose, alkyd

-          Năm 1924: Bột màu TiO2

-          Năm 1928: Nhưa Phenol tan trong dâu béo

- 3 -

-          Năm 1930: Nhưa Amino Urea Formaldehyde

-          Năm 1933: Nhưa Vinyl Clorua đồng trùng hợp

-          Năm 1934: Nhưa nhũ tương trong gốc dâu

-          Năm 1936: Nhưa Acrylic nhiêt rắn

-          Năm 1937: Nhưa Polyurethan

-          Năm 1939: Nhưa Amino melamin Formaldehyde

-          Năm 1944: Sơn gốc Silicone 

-          Năm 1947: Nhưa Epoxy

-          Năm 1950: Nhưa PVA và Acrylic laquer

-          Năm 1955: Sơn bột tĩnh điên

-          Năm 1958: Sơn xe hơi gốc Acrylic laquer sơn nhà gốc nhưa latex

-          Năm 1960: Sơn công nghiêp gốc nước 

-          Năm 1962: Sơn điên di kiểu Anode

-          Năm 1963: Sơn đóng rắn bằng tia EB và UV

-          Năm 1971: Sơn điên di kiểu catode

Trong tương lai, thach thức của ngành công nghiêp sơn toàn câu phai giai quyết

bài toan quen thuộc là tìm được giai phap cân bằng giữa một bên là sức ép về chi phí của

năng lượng, nguyên liêu và đap ứng quy định luật an toàn môi trường của chính phủ với

một bên là yêu câu của thị trường là chất sơn phai hoàn hao với gia ca tốt nhất. Cac thach

thức này sẽ tạo ra nhiều cơ hội cho ngành sơn công nghiêp thế giới nghiên cứu và triển

khai cac giai phap công nghê mới, nguyên liêu mới và san phẩm mới đó chắc chắn cũng

là tac động tích cưc đối với sư phat triển hơn nữa của ngành công nghiêp này.

1.2 Ở Việt Nam.

Ở Viêt Nam, cha ông ta từ gân 400 năm trước đã biết dùng sơn từ cây sơn mọc tư nhiên chế biến

thành sơn trang trí và bao vê cho chất lượng gỗ của cac pho tượng thờ, cac tấm hoành phi câu

đối “sơn son thiếp vàng”, lớp sơn bao vê này chất lượng hâu như không thay đổi sau hàng trăm

năm sử dụng, sơn ta đến nay vẫn được coi là nguyên liêu chất lượng cao dùng cho ngành tranh

- 4 -

sơn mài được ưa chuộng ca trong và ngoài nước hoặc một số loại dâu béo như: dâu chẩu và dâu

lai hoặc nhưa thông từ cây thông ba la mọc tư nhiên tại Viêt Nam, từ lâu đã được người dân chế

biến thành dâu bóng (clear – varnish) gọi nôm na là “quang dâu” dùng trang trí và bao vê cho

“nón la” hoặc “đồ gỗ”, nội ngoại thất.

Tuy nhiên, viêc sử dụng sơn nói trên chỉ mang tính chất tư phat từ nhu câu đời

sống thường ngày, đến năm 1913 - 1914 ở Viêt Nam mới xuất hiên một xưởng sơn dâu ở

Hai Phong do người Phap mở mang nhãn hiêu TESTUDO , tiếp sau đó vài năm hãng sơn

Viêt Nam đâu tiên “Công ty sơn Nguyên Sơn Hà” được thành lập và tiếp theo có cac

hãng sơn ở Hà Nội là Thăng Long, Gecko. Trong đó cân chú ý là loại sơn

RESISTANCO của hãng sơn Nguyên Sơn Hà rất được người tiêu dùng trong và ngoài

nước ưa chuộng, đây có thể nói là hãng sơn đâu tiên lớn nhất tại Viêt Nam lúc ấy và con

để lại giấu ấn lịch sử tới ngày nay là Công ty cổ phân sơn Hai Phong phat triển từ manh

đất mang tên Xí nghiêp sơn Phú Hà (hậu duê sau này của ông Nguyên Sơn Hà). Vì vậy

có thể nói rằng: ông Nguyên Sơn Hà chính là ông tổ ngành sơn Viêt Nam. Tuy nhiên do

bối canh lịch sử xã hội Viêt Nam mãi đến năm 1975 mới thưc sư là một quốc gia độc lập

và thống nhất lãnh thổ và có đây đủ điều kiên phat triển kinh tế xã hội và từng bước phat

triển.

2. Tình hình sản xuất và sử dụng sơn .

2.1 Trên thế giới.

Theo dư đoan của cac chuyên gia, trị gia của cac loại sơn tiêu thụ hàng năm ở Mỹ

là 18 tỷ USD trong đó sơn dung môi chiếm một nửa, sơn nước tiêu thụ trị gia khoang 7

tỷ USD, chiếm 39% thị phân; sơn bột đạt l tỷ USD hoặc 6% thị phân; sơn kết tủa đạt 500

triêu USD - 3% thị phân và sơn đóng rắn nhờ bức xạ đạt 300 triêu USD - gân 2% thị

phân. Nỗ lưc tìm kiếm nguyên liêu mới và pha chế những loại sơn mới để theo được cac

quy định chặt chẽ về môi trường không chỉ làm tăng sư cạnh tranh trong thị trường sơn

mà con thúc đẩy cac nhà san xuất phai tư hợp nhất. Sư hợp nhất không chỉ diên ra ở Mỹ

mà con ca trên thế giới.

- 5 -

          Năm 1998 là năm tốt đẹp đối với cac nhà san xuất sơn và cung ứng nguyên liêu

sơn ở Mỹ. Nền kinh tế mạnh của Mỹ đã giúp đỡ thị trường sơn xây dưng phat triển hơn.

Năm 1998 lượng sơn giao hàng tăng 4% so với năm 1997. Gia trung bình 1 galông (4,5

lít) sơn cac loại giam từ 11,7 USD năm 1997 xuống 11,68 USD trong năm 1998. Từ

1994 đến 1998 hàng năm, tổng lượng sơn ban ra tăng 2%, gia cac nguyên liêu sơn tăng

trung bình hàng năm (từ 1994- 1998) gân 2%. Đối với hâu hết cac loại sơn, một khoan

chi phí đang kể là cho bột màu titan đioxyt. Khủng hoang kinh tế ở châu a đã kìm gia

titan đioxyt, nhưng gia có thể sớm tăng lên.

          Vào năm 2000 mức hoạt động của cac cơ sở san xuất sơn sẽ tăng để đap ứng theo

nhu câu.

          Vài năm trước đây, cac nhà san xuất sơn châu Âu đã chú trọng san xuất cac loại

sơn nước, sơn bột và sơn đóng rắn nhờ bức xạ để thay thế sơn dung môi. Biên phap hạn

chế VOC của họ khac với cac nhà san xuất và sử dụng sơn ở Mỹ. Cac nhà san xuất sơn ở

Mỹ đã sớm quyết định phat triển loại sơn có hàm lượng chất rắn cao (lượng dung môi

thấp). Nhờ vậy vẫn sử dụng được cac dây chuyền san xuất hiên có và bao đam theo được

cac tiêu chuẩn về môi trường. Lượng dung môi trong loại sơn có hàm lượng chất rắn cao

chỉ con 25%, so với trước đây là 50%. Sơn bột và sơn đóng rắn nhờ bức xạ không chứa

cac chất VOC. Sơn nước con từ 8-10% VOC. Theo dư tính của cac chuyên gia, thị

trường sơn bột toàn câu năm 1999 đạt khoang 700.000 tấn trong đó châu Âu chiếm

300.000 tấn. Tính chung toàn câu, tỷ lê sơn bột trong sơn công nghiêp là 6% trong khi ở

châu Âu tỷ lê đó là 9%, ý - 15% riêng Bắc Mỹ - khoang 5%.

          Năm công ty san xuất sơn bột hàng đâu thế giới là Dupont, Akzo Nobel, Morton

Powder, Ferro và Jotun chiếm 50% san lượng sơn bột thế giới. Sơn bột hãy con nhiều

tiềm năng lớn. Cac chuyên gia hy vọng vào năm 2008, sơn bột sẽ chiếm 10% thị trường

sơn công nghiêp, trong khi đó tốc độ tăng trưởng hàng năm ở Bắc Mỹ sẽ là 8-9%, châu

Âu: 5 -6%, châu a: 6-7%.

- 6 -

2.2. Ở Việt Nam.

Ngành sơn Viêt Nam sau khi đạt được sư phat triển ổn định trong giai đoạn thach

thức khủng hoang tài chính khu vưc Đông Nam Á (1997 - 1999) với tốc độ tăng trưởng

dao động 15 – 20%/năm thì bắt đâu từ năm 2000 đến năm 2007 là qua trình phat triển

với tốc độ cao cùng với sư tăng trưởng không ngừng của nền kinh tế Viêt Nam với cac

đặc điểm phat triển như sau:

Phat triển mạnh về san lượng và chủng loại sơn:Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn, tăng

trưởng trung bình 25%/năm, sơn tàu biển, bao vê, sơn công nghiêp ngày càng phat triển

theo yêu câu thị trường (xem bang số liêu cac năm 1995 đến 2007 về phat triển thị

trường sơn VIêt Nam do Hiêp hội sơn và mưc in Viêt Nam – VPIA công bố)

·  Đến năm 2007 đã có mặt tại Viêt Nam hâu hết cac hãng sơn lớn của thế giới dưới hình

thức đâu tư 100% vốn nước ngoài hoặc gia công hợp tac san xuất với cac công ty Sơn

Viêt Nam. Bên cạnh đó, nhiều công ty Sơn Viêt Nam (dạng cổ phân hoặc tư nhân 100%

vốn Viêt Nam cũng mạnh dạn mở rộng hoặc xây mới nhà may, đâu tư thiết bị công nghê

mới, nâng cao chất lượng san phẩm sơn cạnh tranh thị trường theo yêu câu người tiêu

thụ. Có thể nói sư phat triển với tốc độ cao về san lượng công nghê mới và nâng cao chất

lượng san phẩm đã tạo ra bức tranh ngoạn mục của phat triển ngành sơn Viêt Nam trong

giai đoạn này. Sư phân chia thị trường cac loại sơn tại Viêt Nam đến năm 2007 đã đạt

mức quân bình kiểu “tam lạng nửa cân” giữa cac thương hiêu lớn không phân biêt “nước

ngoài” hay “nội địa” có thể kể ra như sau:

Về sơn trang trí: 4 ORANGES - AKZO (ICI) DECORATIVE – NIPPON –

KOVA – TISON BẠCH TUYẾT – SƠN TỔNG HỢP…

Về sơn tàu biển và bao vê: INTERPAINTS – SƠN HẢI PHÒNG – SƠN JOTUN

– SƠN Á ĐÔNG – SƠN HẢI ÂU…

Về sơn đồ gỗ: AKZO INDUSTRY COATINGS – ĐẠI HƯNG – VALSPA

SHERWIN WILLIAMS – ĐẠI KIỀU – HÓA KEO BÌNH THẠNH – XUÂN AN

– DUY HOÀNG…

 Về sơn bột: AKZO CHANG CHENG – JOTUN- ĐẠI PHÚ – TÂN NAM PHÁT

– Á ĐÔNG – SƠN TỔNG HỢP HÀ NỘI

- 7 -

Về sơn coil (tấm lợp): Á ĐÔNG – AKZO INDUSTRY COATINGS – PPG

COATINGS – BECKER – KCC YUNGCHI…

Về cac loại sơn khac (ví dụ: Sơn ô tô OEM, sơn sàn, sơn kẻ đường, sơn can, sơn

plastic…) cac thương hiêu: Sơn tổng hợp Hà Nội, Nippon, PPG, KOVA, Sơn Hai

Phong… 

Dong san phẩm với công nghê mới nhất của thế giới và khu vưc là sơn trang trí gốc

nước sử dụng bột dioxit titan (TiO2) nano chất lượng cao đã được nhiều hãng sơn tại

Viêt Nam san xuất ban ở thị trường hoặc cac loại sơn công nghiêp gốc nước từ Epoxy,

Polyurethan chất lượng cao cũng đã được san xuất ban ra thị trường theo xu hướng san

phẩm thân thiên môi trường. Tuy nhiên, số lượng yêu câu sử dụng chưa nhiều do gia san

phẩm con cao.

Số lượng nhà san xuất sơn bắt đâu tăng trưởng mạnh: năm 2002 có 60 doanh nghiêp,

năm 2004: 120 doanh nghiêp, năm 2006: 168 doanh nghiêp, năm 2008: 187 doanh

nghiêp, năm 2009 (theo số thống kê cập nhật chưa được kiểm tra): khoang 250 doanh

nghiêp. 

Nhận xét chung về thị phân và phân chia thị phân sơn Viêt Nam thấy rằng:

+ Cho đến năm 2008 cac doanh nghiêp có vốn đâu tư nước ngoài (khoang hơn 30 doang

nghiêp) vẫn chiếm 60% thị phân, 40% con lại là phân cac doanh nghiêp Viêt Nam.

+ Sơn trang trí chiếm tỉ trọng lớn về thể tích (64 – 66%) tổng san lượng nhưng lại có gia

trị thấp, ứng với (41 – 45%) về trị gia.

Với đặc điểm phat triển tốc độ cao trong giai đoạn này có mức tăng trưởng trung bình 15

– 20% năm, số lượng Doanh nghiêp san xuất sơn ngày càng gia tăng Viêt Nam trở thành

“điểm nóng” thu hút đâu tư của cac nước trong khu vưc và quốc tế vào ngành công

nghiêp sơn.

3. Định nghĩa về sơn.

Có thể đưa ra nhiều định nghĩa khac nhau về sơn nhưng khai quat hơn ca: sơn là

hê huyền phù gồm chất tạo màng, dung môi và một số chất phụ gia. Khi phủ lên bề mặt

tạo thành lớp màng mỏng bam chắc, bao vê và trang trí bề mặt vật được sơn.

- 8 -

4. Phân loại sơn:

4.1. Phân loại theo trạng thái tập hợp:

   Sơn dâu: chủ yếu sử dụng dung môi là chất hữu cơ.

   Sơn nước: dung môi là nước.

   Sơn nhũ tương: sử dụng chất pha loãng là nước tức là ở đây không có sư hoà tan mà

chỉ có qua trình phân tan  trong nước.

 Sơn bột: là loại sơn dạng bột, loại này không sử dụng dung môi.

4.2. Phân loại sơn theo nguồn gốc:

   Sơn dâu: chất tạo màng là cac chất dâu có nguồn gốc thưc vật như dâu lanh, nhưa

thông...

   Sơn Alkyd: màng sơn dưa trên cơ sở nhưa alkyd.

   Sơn Acrylic: thành phân chính của màng sơn là nhưa acrylic.

4.3. Phân loại sơn theo tính năng sử dụng:

   Sơn trang trí: dùng để trang trí.

   Sơn chống rỉ: để sơn lót bên trong.

   Sơn chống hà: dùng cho cac loại tàu biển và cac phương tiên hoạt động trên biển để

chống cac vi sinh vật biển.

5. Thành phần chính trong sơn.

+ Chất Tạo Màng (chất kết dính)

+ Cac chất phụ gia

+ Dung môi chất hoa dẻo.

+ Bột màu, chất độn

5.1. Chất tạo màng:

Chiếm khoang 25-30 % trọng lượng sơn, là thành phân chính của sơn, quyết định

mọi tính chất cơ lý, hoa của màng. Chất tạo màng phai có tính chất bam dính, độ bền cơ

học, độ bóng cao nhanh khô. Chất tạo màng thường là cac polime, olygomer hữu cơ.

- 9 -

   Nguồn gốc của chất tạo màng bao gồm từ thiên nhiên, từ tổng hợp mà ra.

+ Nhưa thiên nhiên: dâu lanh, dâu chuẩn, dâu đỗ tương…

+ Nhưa tổng hợp: nhưa alkyd, epoxy, PU.  

 Chất tạo màng có nhiều loại khac nhau:

+ Loại nhiêt dẻo: (Khô vật lí)Là loại mà khi qua trình khô xay ra thì dung môi sẽ bị bay

hơi ra khỏi màng sơn. Và khi màng sơn khô thì không có sư biến đổi về mặt hoa học và

có thể hoà tan trở lại. Ví dụ như: Nhưa Cellulose, Vinyl, cao su clo hoa…

+ Loại nhiêt rắn: (Khô hoa học) Đây là loại mà khi qua trình khô xay ra thì có phan ứng

hoa học xay ra trong màng sơn, cac phan ứng xay ra có thể là phan ứng oxy hoa, phan

ứng trùng hợp, hay là một số tương tac hoa học… Khi màng sơn khô không hoà tan trở

lại. Ví dụ như: Nhưa Epoxy, Ankyd, Polyurethan…

Mục đích: nâng cao tính năng của nhưa tạo màng.

       Phương phap tạo biến tính chất màng có hai phương phap chính đó là    biến tính vật

lí và hoa học.

-   Biến tính vật lí là phương phap phối trộn thêm một số thành phân khac để tăng tính

năng của nhưa.

-   Biến tính hoa học là phương phap trùng hợp để tạo thành mạng không gian cho nhưa

5.2. Bột màu:

Từ 10-20 % trọng lượng sơn, tạo cho sơn có gam màu theo ý muốn, đồng thời góp

phân làm tăng tính năng cơ lý của màng sơn, thường là cac oxít kim loại, muối vô cơ.

Bột màu có tac dụng tạo màu cho sơn theo những yêu câu mà người tiêu dùng cân. Ngoài tac dụng tạo màu thì bột màu con có một số tính năng khac như kha năng chống rỉ, thụ động hoa…

5.3. Chất độn:

Chiếm 10-20 % trọng lượng sơn, là thành phân không thể thiếu trong sơn, giam

gia thành san phẩm đồng thời điều chỉnh tính năng như làm tăng độ cứng và kha năng

chịu va đập của màng sơn (bột độn gia cường) trong một số trường hợp nó có thể thay

thế bột màu. Ví dụ: bột oxyt Fe đối với sơn chống gỉ, muội than đối với sơn đen.

- 10 -

5.4. Dung môi:

Chiếm 30-50 % trọng lượng sơn, là thành phân chính quyết định độ nhớt của sơn,

trong một số trường hợp có tac dụng như 1 chất hoa dẻo, dùng dung môi nó có tính chất

quyết định tính chất cơ lý của màng sơn và chế độ công nghê san xuất.

5.5. Chất phụ gia:

Chiếm từ 1-5 % được đưa vào sơn với tỉ lê ít nhưng để làm thay đổi vai tro đặc

trưng mà cấu tử chính (chất tạo màng, bột màu dung môi) không đam nhiêm hết. Cac

chất phụ gia được chia làm nhiều nhóm: chất làm khô, chất hoa dẻo, chất chống loang,

chất chống oxi hoa, bức xạ…

- 11 -