Bạn đã nghe rất nhiều đến thuật ngữ “công nghệ sơn tĩnh điện”, được tiếp xúc hàng ngày với nó thông qua các vật dụng cơ bản. Sơn tĩnh điện là một trong những công nghệ mới nhất hiện nay đang được áp dụng. Vậy công nghệ sơn tĩnh điện là gì? Nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và tính ứng dụng ra sao? Hãy cùng xây dựng AKA tìm hiểu trong bài viết này nhé!
Định nghĩa về công nghệ sơn tĩnh điện
Công nghệ sơn tĩnh điện ( tiếng anh là Electrostatic Power Coating Technology) được phát minh bởi TS. Erwin Gemmer vào đầu thập niên 1950. Qua nhiều năm cải tiến và phát triển, công nghệ sơn tĩnh điện ngày nay càng hiện đại hơn. Tối ưu được giá thành và chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm.
Sơn tĩnh điện được hiểu đơn giản là việc phủ một lớp chất dẻo lên bề mặt các vật dụng, chi tiết cần che phủ. Khi sử dụng sẽ được tích một điện tích (+) đi qua một thiết bị được gọi là súng sơn tĩnh điện, vật cần sơn sẽ được tích điện tích (-) để tạo ra hiệu ứng và nâng cao hiệu quả giữa bột sơn và vật cần sơn.
Hiện nay trên thị trường sơn tĩnh điện, có 2 loại chất dẻo được sử dụng đó là nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt cứng.
- Sơn tĩnh điện khô (sơn bột): Là dạng phun bột trực tiếp không pha, được ứng dụng sơn cho các sản phẩm bằng kim loại như sắt thép, nhôm, inox…
- Sơn tĩnh điện ướt (sử dụng dung môi): Là dạng pha bột với dung môi hoặc nước, được ứng dụng sơn cho các sản phẩm bằng kim loại, nhựa gỗ…
Tuy nhiên để đạt hiệu quả cao, giảm chi phí thì công nghệ sơn tĩnh điện khô được sử dụng phổ biến hơn cả. Thành phần công thức của bột sơn gồm: Hợp chất polymer hữu cơ (organic polymer), curatives, bột màu, chất làm đều màu, và các chất phụ gia khác. Chúng được trộn với nhau, được làm nóng chảy thành hỗn hợp đồng nhất, sau đó được làm nguội và nghiền thành dạng bột mịn, được gọi là bột sơn tĩnh điện.
Có 04 loại bột sơn tĩnh điện sử dụng phổ biến hiện nay gồm: Bóng (Gloss), Mờ (Matt), Cát (Texture) và Nhăn (Wrinkle), sử dụng cho cả trong nhà và ngoài trời.
Xem thêm: Các mẫu cổng chùa từ nhôm đúc đẹp
Nguyên lý hoạt động của công nghệ sơn tĩnh điện
Công nghệ sơn tĩnh điện áp dụng nguyên lý điện tử để tạo nên độ bám dính cho màng sơn. Thông qua súng phun sơn đặc biệt, lớp sơn sẽ được phủ lên bề vật vật liệu sơn. Bột sơn sẽ được làm nóng và tích điện tích (+) tại đầu kim phun của súng, sau khi đi qua kim phun và di chuyển theo điện trường để đến tới vật liệu sơn đã tích điện âm (-). Lúc này nhờ vào sự tác động lẫn nhau giữa các điện tích trái dấu, bột sơn từ từ bám vào quanh vật liệu sơn, dải đều trên toàn bộ mặt vật liệu sơn, kể cả ở vị trí khó nhất.
Ưu & nhược điểm của sơn tĩnh điện
So với các công nghệ sơn truyền thống, thì công nghệ sơn tĩnh điện đem lại nhiều lợi ích hơn hẳn. Chính vì thế nó đang được ưa chuộng số 1 hiện nay trong các nghành xây dựng, ô tô,…
Ưu điểm
- Tính kinh tế: Đem lại lợi ích kinh tế cao, bột sơn dư được thu hồi và tận dụng triệt để, 99% sơn khi phun đạt hiệu quả. Không cần sử dụng sơn lót trước khi sơn, và dễ dàng làm sạch.
- Đặc tính sử dụng: Toàn bộ quá trình sơn đều sử dụng máy móc hiện đại, sử dụng hệ súng phun sơn tự động. Vệ sinh dễ dàng khi bột sơn bám lên người mà không cần dùng bất cứ loại dung môi nào như đối với sơn nước, sơn dầu.
- Tuổi thọ: Các sản phẩm khi dùng sơn tĩnh điện có tuổi thọ cao, khó bị ăn mòn bởi thời tiết, các chất hóa học.
- An toàn với môi trường: Không sử dụng dụng môi để pha chế, nên không ảnh hưởng đến môi trường. Có thể dễ dàng sử lý ngay tại bãi rác hoặc công trường.
Nhược điểm
- 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.
- Chi phí đào tạo: 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
Ứng dụng của công nghệ sơn tĩnh điện
Dựa trên nguyên lý tĩnh điện trọng vật lý hiện đại. Nên nó phù hợp với các vật liệu bằng kim loại sử dụng trong công nghiệp, chế tạo ô tô, xây dựng.
Trong xây dựng: Ứng dụng cao trong nghành nhôm kính mạ kẽm, hàng rào mạ kẽm, khung cửa sắt, cổng nhôm đúc,…
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.
Quy trình sơn tĩnh điện
Để vật liệu cần sơn đạt chất lượng tốt nhất, quy trình sơn tĩnh điện cần trải qua một số bước cơ bản như sau:
Bước 1: Làm sạch bề mặt cần sơn
Xử lý bề mặt sơn giúp đảm bảo tạo cho bột sơn có độ bám dính tốt hơn, lên màu đẹp và có độ bền chắc cao hơn. Các vật liệu như sắt, kẽm,…. hay bị oxy hóa khi để ngoài trời, nên trước khi sơn chúng ta cần dùng chất tẩy rửa để làm sạch bề mặt, loại bỏ những tạp chất trước khi sơn.
Sản phẩm sau khi xử lý bề mặt sẽ được đưa vào lò sấy khô. Tại đây, vật liệu sơn được sấy ở nhiệt độ tối đa là 120oC trong 10 – 15 phút để làm khô hơi nước. Sản phẩm sau khi xử lý phải để nơi khô, thoáng, không bị nước, hóa chất nhiễm vào.
Bước 2: Phun sơn
Toàn bộ quá trình phun sơn tĩnh điện sẽ diễn ra trong buồng sơn. Tác dụng của buồng sơn là ngăn cho sơn không phát tán ra không khí, mà còn giúp thu hồi bột sơn dư để tái sử dụng. Hiện nay có 2 loại buồng sơn đang được áp dụng, tùy vào nghành nghề và các vật liệu cần sơn.
- Loại dành cho 1 súng phun (buồng phun đơn): Sử dụng 1 súng phun, vật sơn được treo, móc bằng tay vào buồng phun.
- Loại dành cho 2 súng phun (buồng phun đôi, buồng phun đối xứng): Vật sơn di chuyển trên băng tải vào buồng phun, 2 súng phun ở 2 phía đối diện phun vào 2 mặt của 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 3: Sấy khô
Sau khi phun sơn, sản phẩm được đưa vào lò sấy, sấy ở nhiệt độ 180oC – 200oC trong 10 phút. Lò có nguồn nhiệt chính từ tia hồng ngoại hoặc burner với nguyên liệu đốt là khí gas.
Bước 4: Kiểm tra, đóng gói
Sau khi hoàn thành sấy khô, chúng ta tiến hành kiểm tra thành phẩm trước khi đóng gói và chuyển đi các kênh phân phối.
Kết luận
Như vậy với những thông tin về công nghệ sơn tĩnh điện mà chúng tôi đã đề cập ở trên. Chắc hẳn bạn đã phần nào hiểu được về quy trình, định nghĩa, tác dụng của công nghệ sơn này. Mong rằng nó sẽ hữu ích dành cho bạn khi áp dụng vào cuộc sống thực tiễn.
