Sơn epoxy là gì?
Sơn epoxy là loại sơn 2 thành phần (2-component, 2K) gồm thành phần A (nhựa epoxy bisphenol A hoặc bisphenol F) và thành phần B (chất đóng rắn polyamide, amine hoặc isocyanate). Khi trộn hai thành phần theo tỷ lệ quy định, phản ứng đóng rắn (curing) tạo mạng lưới polymer không gian ba chiều với độ cứng cao, độ bám dính tốt và kháng hóa chất xuất sắc.
Thành phần hóa học
Thành phần A — Nhựa epoxy: Bisphenol A diglycidyl ether (BADGE) là nhựa epoxy phổ biến nhất. Nhựa epoxy có nhóm chức epoxide (vòng 3 cạnh giàu điện tử) phản ứng với amine trong chất đóng rắn. Ngoài ra còn có epoxy novolac (chịu nhiệt tốt hơn) và epoxy cycloaliphatic (bền UV hơn).
Thành phần B — Chất đóng rắn: Polyamide (linh hoạt hơn, pot life dài hơn), aliphatic amine (cứng, bền hóa chất, pot life ngắn), aromatic amine (rất cứng, chịu dung môi cao), isocyanate (tạo epoxy-urethane hybrid linh hoạt).
Các thành phần khác: Pigment (TiO₂ trắng, oxide màu), dung môi (xylene, MEK, MIBK), phụ gia (chất làm đặc thixotropic, chống lắng, chống bọt).
Thông số kỹ thuật quan trọng
Tỷ lệ trộn (mixing ratio): thường 2:1, 3:1 hoặc 4:1 theo thể tích; phải trộn đúng tỷ lệ — sai số >10% làm giảm chất lượng màng đóng rắn. Trộn bằng máy khuấy điện 2–3 phút, sau đó để “induction time” 15–30 phút trước khi thi công (giúp phản ứng khởi động đồng đều).
Pot life: thời gian sử dụng được sau khi trộn, thường 4–8 giờ ở 25°C. Nhiệt độ cao rút ngắn pot life (ở 35°C pot life còn khoảng 2–3 giờ). Sử dụng hết trong pot life để tránh sơn gel hoá trong thùng chứa.
Thời gian khô: touch dry 2–4 h; hard dry 24 h; full cure (đóng rắn hoàn toàn) 7 ngày ở 25°C. Nhiệt độ thấp (<10°C) làm chậm hoặc ngừng quá trình đóng rắn.
DFT (Dry Film Thickness): 100–200 µm/lớp tùy ứng dụng; sơn sàn self-leveling 200–400 µm; lớp lót chống rỉ epoxy 50–75 µm; bồn chứa 200–300 µm.
Tính chất của màng sơn epoxy đóng rắn
- Độ cứng: Pencil hardness H–3H (ASTM D3363); Shore D 70–85.
- Bám dính: pull-off strength ≥5 MPa (ASTM D4541).
- Kháng hóa chất: chịu axit loãng, kiềm loãng, dầu mỡ, dung môi không phân cực; không chịu dung môi ketone mạnh (MEK, acetone).
- Độ bền cơ học: chịu mài mòn tốt; impact resistance ≥80 kg·cm (ASTM D2794).
- Bền UV: yếu — màng epoxy bị chalk hóa (phấn hoá bề mặt) khi tiếp xúc UV ngoài trời. Cần sơn phủ polyurethane bảo vệ UV nếu dùng ngoại thất.
Phân biệt sơn epoxy với các loại sơn khác
| Tiêu chí | Sơn epoxy (2K) | Sơn acrylic (1K) | Sơn alkyd (1K) |
|---|---|---|---|
| Số thành phần | 2 (A+B) | 1 | 1 |
| Cơ chế đóng rắn | Phản ứng hóa học | Bay hơi dung môi | Oxi hóa / bay hơi |
| DFT/lớp | 100–200 µm | 30–40 µm | 40–60 µm |
| Độ cứng | Rất cao | Trung bình | Trung bình |
| Kháng hóa chất | Tốt | Kém | Kém |
| Pot life | 4–8 h | Không giới hạn | Không giới hạn |
| Bền UV | Kém | Tốt | Trung bình |
Ứng dụng chính của sơn epoxy
Sơn epoxy được dùng rộng rãi trong: sơn sàn nhà xưởng (self-leveling và coating), sơn chống rỉ kết cấu thép, lớp lót và mid-coat cho hệ sơn bảo vệ công nghiệp, sơn bồn chứa (nước, nhiên liệu, hóa chất), sơn dầm cầu và hệ thống ống. Đặc điểm 2 thành phần cho phép đạt DFT cao và độ bền hóa học mà sơn 1 thành phần không thể đáp ứng.
Tiêu chuẩn kiểm tra sơn epoxy: ASTM D3359 (bám dính cross-cut), ASTM D4541 (pull-off), ASTM D3363 (pencil hardness), ASTM D2794 (impact resistance), ISO 2409 (cross-cut).