Trí tuệ và công nghệ công ty sơn tổng hợp Hà Nội

Phần I Sự hình thành và quá trình xây dựng Phát triển công ty I. sơ lược sự hình thành công ty. Công ty Sơn Tổng hợp Hà Nội là doanh nghiệp nhà nước, đơn vị thành viên thuộc Tổng Công ty Hoá chất Việt Nam. Công ty được thành lập và đi vào hoạt động sản xuất - kinh doanh từ 01/9/1970 với tên gọi ban đầu là Nhà máy Sơn mực in theo quyết định số: 1083/HC- QLKT ngày 11/8/1970 của Tổng cục trưởng Tổng cục Hóa chất. Năm 1993 Công ty được thành lập theo quyết định số: 295 QĐ/ TCNS - ĐT ngày 24/5/1993 của Bộ Công nghiệp nặng( nay là Bộ Công nghiệp). Công ty hoạt động sản xuất kinh doanh thực hiện theo luật doanh nghiệp nhà nước. Tên Công ty: Công ty sơn tổng hợp hà nội Tên giao dịch Quốc tế: hasynpaintco ( Hanoi Synthetic Paint Company ) Đặt trụ sở chính tại: Xã Thanh Liệt - Huyện Thanh Trì - Thành phố Hà Nội. Cơ sở sản xuất số 2: Số nhà 81- Phố Hào Nam - Phường Ô Chợ . Dừa- Quận Đống Đa-TP Hà Nội Công ty có văn phòng đại diện, cửa hàng giới thiệu sản phẩm tại một số tỉnh, thành phố. Vốn kinh doanh khi thành lập lại (ngân sách Nhà nước cấp và tự bổ sung ): 3.339 triệu đồng. Ngành nghề kinh doanh của công ty: + Công nghiệp sản xuất sơn , mực in. + Nhập khẩu trực tiếp các nguyên liệu, hoá chất, phụ gia và vật tư để sản xuất sơn, vecni. Xuất khẩu các sản phẩm sơn, vecni. Đăng ký kinh doanh số: 10.8851 do trọng tài kinh tế Thành phố Hà Nội cấp ngày 25/6/1993. II. quá trình xây dựng và trưởng thành. Quá trình hình thành, xây dựng và trưởng thành hoạt động sản xuất - kinh doanh của Công ty đã trải qua 2 thời kỳ: +Thời kỳ kế hoạch hoá ( 1970á1985 ). +Thời kỳ đổi mới (từ 1986 đến nay). 1.Thời kỳ 1970á1985: Theo quyết định của Nhà nước năm 1970, Nhà máy Sơn-Mực in Tổng hợp được thành lập trên cơ sở một bộ phận sản xuất mực in của Vụ xuất bản Bộ văn hoá và một kho nguyên liệu của Nhà máy Cao su Sao Vàng. Với đội ngũ cán bộ lãnh đạo nhiệt tình và lực lượng công nhân kỹ thuật đông đảo, được đào tạo tại các nước XHCN trở về. Sau 4 năm vừa xây dựng vừa sản xuất, nghiên cứu áp dụng các đề tài tiến bộ kỹ thuật, Công ty đã có được một hệ thống tổng hợp nhựa Alkyd đầu tiên ở Miền Bắc nước ta. Phải nói ngành sơn có một bước phát triển mới vì tuy hình thành từ những năm 1930 nhưng sản phẩm chỉ hoàn toàn dựa trên dầu nhựa thiên nhiên. Cái đáng quý và trân trọng là ở chỗ từ thiết kế, chế tạo, lắp đặt đến công nghệ sản xuất đều do Công ty phối hợp với các Viện và Nhà máy trong nước thực hiện. Chính vì vậy, một vinh dự lớn lao của Công ty lúc bấy giờ là được đồng chí Tổng Bí thư Lê Duẩn đến thăm và khen ngợi. 2.Thời kỳ 1986 đến nay: Nếu như các năm về trước sản xuất kinh doanh được tiến hành theo chế độ tập chung, bao cấp. Vật tư cho sản xuất được cấp theo kế hoạch, đầu ra có địa chỉ phân phối, thì thời kỳ này sản xuất kinh doanh ở Công ty Sơn Tổng hợp phải gắn với thị trường. Có thể nói, đây là thời kỳ khó khăn, thử thách lớn, đặc biệt là các năm 1986á1990. Nhờ có sự giúp đỡ của Nhà nước, Bộ Công nghiệp và ngành Hóa chất Việt Nam, Công ty đã khắc phục được khó khăn và dần dần từng bước đi lên. Khi đất nước bước vào thời kỳ đổi mới, ngành sản xuất sơn chưa phải là mặt hàng được Nhà nước xếp vào danh mục chiến lược, cần phải ưu tiên đầu tư phát triển. Song với sự thiết lập nền kinh tế nhiều thành phần cộng với chính sách mở cửa của ta, một số Công ty nước ngoài cũng đầu tư gia công sản xuất sơn và các loại sơn ngoại đã ồ ạt tràn vào nước ta tạo ra một thị trường đa dạng với sự cạnh tranh quyết liệt. Công ty sơn Tổng hợp rơi vào tình cảnh một mất một còn. Đảng uỷ và Ban Giám đốc Công ty xác định các vốn quý nhất của Công ty lúc này là đội ngũ cán bộ , đảng viên, công nhân viên có nhiệt tình, được rèn luyện thử thách và trưởng thành trong khó khăn gian khổ, đặc biệt đội ngũ cốt cán từ Đảng uỷ, Ban Giám đốc, Quản đốc, Phó Quản đốc, Trưởng phòng, Phó phòng và Tổ trưởng sản xuất, phần lớn là Đảng viên đã qua đào tạo và có trình độ chuyên môn tương đối cao. Từ đó, toàn thể CBCNV đã thực có kết quả tất cả những chủ trương của Ban Giám đốc đề ra: đầu tư chiều sâu để đổi mới thiết bị và công nghệ, sắp xếp lại sản xuất, cải tiến phương pháp quản lý, tích cực cải tiến và bám sát thị trường thường xuyên biến động, coi chất lượng sản phẩm là yếu tố quan trọng để chiếm lĩnh lòng tin của khách hàng. Mặt khác tranh thủ sự hợp tác Quốc tế đẩy mạnh quá trình hội nhập. Đi liền với trang bị máy móc, thiết bị, công nghệ mới, Công ty đã đặc biệt coi trọng và đặt lên hàng đầu việc giáo dục chính trị tư tưởng cho đội ngũ cán bộ đảng viên, liên tục tổ chức kèm cặp và đào tạo nâng cao trình độ về mọi mặt để họ có đủ điêù kiện thích ứng với công nghệ mới và làm chủ công nghệ hiện đại. Công ty đã tự bỏ kinh phí tổ chức cho trên 60 lượt cán bộ, công nhân kỹ thuật đi học tập và hội thảo ở nước ngoài để mở rộng kiến thức nâng cao trình độ thông qua con đường thi tuyển và hợp tác Quốc tế. Nhờ đó các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và công nhân đã nâng cao được tay nghề, không những tự nghiên cứu lắp đặt, vận hành an toàn hiệu quả các máy móc và dây truyền công nghệ mới, tiết kiệm được tiền không phải thuê chuyên gia lắp đặt và hướng dẫn, mà còn đã tự nghiên cứu thiết kế chế tạo hàng chục máy thiết bị chuyên dùng theo mẫu của nước ngoài với công nghệ tiên tiến, tiết kiệm hàng tỉ đồng. Công ty không những đảm bảo lo đủ việc cho người lao động mà còn có chính sách trả lương và tiền thưởng thoả đáng cho người đảm nhiệm trong những phần công việc khác nhau. Đặc biệt có những chính sách đào tạo, đãi ngộ thích hợp với đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật và công nhân lành nghề, hướng mọi người thực hiện ý tưởng phấn đấu vươn lên không ngừng. Nhờ vây, các cán bộ kỹ thuật, công nhân có tay nghề giỏi của Công ty đã nghiên cứu ứng dụng thành công nhiều đề tài tiến bộ kỹ thuật đưa lại hiệu quả cao như: sản xuất bộ sơn cho vật liệu có kết cấu bằng thép có độ bền và tuổi thọ cao; sơn chịu nhiệt đến 500oC; các hỗn hợp dung môi dùng cho sơn xe máy chất lựơng cao cung cấp cho các hãng Honda và Yamaha Nghiên cứu ứng dụng thành công sơn vạch đường giao thông dạng nóng chảy đã được thực tế ghi nhận; nghiên cứu thành công bột bả tường Hatex; áp dụng có kết quả quy trình công nghệ sản xuất nhựa Alkyd trên hệ thống dây truyền tổng hợp Alkyd 3000 tấn/ năm giảm chi phí điện năng , tiết kiệm tiền điện mỗi tháng trên 40 triệu đồng, không phải đầu tư thêm trạm biến thế và thay cáp điện mới lợi được trên 1 tỉ đồng . Công ty đã sớm đưa hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn Quốc tế áp dụng trong sản xuất kinh doanh. Tháng 7/1999, Công ty đã được cấp chứng chỉ ISO 9002, đồng thời đang tiếp tục triển khai thực hiện tiêu chuẩn Quốc tế ISO 14000 về môi trường. Các năm qua, Công ty đã đạt được tốc độ tăng trưởng hàng năm trung bình 30%. Giá trị tổng sản lượng tăng 9 lần, công suất thiết kế đã nâng lên 4,5 lấn so với năm 1991, tạo ra nhiều việc làm và đưa số lao động tăng lên 1,5 lần. Với khẩu hiệu: > và với dịch vụ sau bán hàng tốt nhất, Công ty đã thoả mãn yêu cầu của khách hàng về chất lượng và giá cả. Trong kế hoạch 5 năm: 2001á2005, Công ty dự kiến sẽ có tốc độ tăng trưởng từ 15á20%, sản lượng sẽ đạt xấp xỉ 10.000 tấn, doanh thu đạt trên 210 tỷ đồng / năm vào năm 2005. Muốn đạt các chỉ tiêu trên, Công ty tiếp tục đầu tư mở rộng thị phần mạnh mẽ hơn nữa. Công ty đang chuẩn bị thực hiện dự án đầu tư giai đoạn II đưa công suất xưởng tổng hợp nhựa Alkyd lên 6.000 tấn / năm và một số khâu quan trọng khác để chủ động bước vào thiên niên kỷ mới có đủ năng lực sản xuất các loại sơn chất lượng cao hơn nhiều so với hiện nay nhằm đáp ứng nhu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá nước nhà. Phía trước, tuy nhiên còn nhiều khó khăn, thách thức nhưng với truyền thống những năm qua với > Công ty Sơn Tổng Hợp Hà Nội sẽ vượt qua để thực hiện những mục tiêu của mình. Phần II: dây chuyền tổng hợp nhựa alkyd. II.1. Nguyên liệu ban đầu Hiện nay hầu hết các nguyên liệu để tổng hợp nhựa Alkyd Công ty đều phải nhập khẩu từ nhiều nơi: Nhật, Trung Quốc, Singapore, Malaysia, Ân Độ Chúng ta không khai thác được nhiều nguyên liệu trong nước. Nhựa Alkyd được tổng hợp từ các nguyên liệu như sau: - Dầu chẩu: Là loại axit béo không no có 3 nối đôi cách nhau một nối đơn, có phản ứng oxi hoá trùng hợp nên dầu chẩu tạo màng nhanh. Sơn chế tạo bằng dầu chẩu dẻo, chịu nước, chịu ánh sáng, chịu kiềmnên được sử dụng rất rộng rãi. Tuy nhiên sử dụng nhiều thì màng sơn mất bóng, dễ lão hoá, mất tính đàn hồi Chính vì vậy dầu chẩu thường dùng phối hợp với các dầu khác. - Dầu đậu: Số nối đôi trong dầu đậu nhỏ nên tính khô kém, là loại dầu bán khô, màng sơn của dầu đậu khó biến vàng, dùng để chế tạo sơn trắng, thường dùng phối hợp với dầu chẩu. Dầu đậu được nhập khẩu từ Singapore và Malaysia. - Glyxerin: glyxerin có mặt trong động, thực vật, là chất quan trọng. Được phát hiện lần đầu tiên năm 1779 và được sản xuất lần đầu tiên ở Mĩ năm 1930. là chất lỏng, nhớt, không màu, là chất trung tính có vị ngọt, không mùi, hoà tan tốt trong rượu, các hợp chất amin, các hợp chất mạch vòng. t0nc = 180C; tos = 290oC; d = 1,261g/cm3. - Pentaerytriol: Là rượu đa chức chứa 4 nhóm -OH nó có khả năng phản ứng cao. Pentaerytriol tinh khiết là chất kết tinh có nhiệt độ nóng chảy 260oC, ở nhiệt độ phòng nó hoà tan một phần trong nước. Pentaerytriol được nhập từ rất nhiều nước trên thế giới: Nhật, Thuỵ Điển, Tây Ban Nha - Anhydric phtalic(AP): là một đa axit ở dạng tinh thể cứng, nhiệt độ nóng chảy: 130oC. AP được nhập từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Ân Độ - Chất xúc tác: Là chất đưa vào phản ứng với số lượng rất ít, có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng và cho phép phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn, do đó giảm ảnh hưởng của các phản ứng phụ. Xúc tác thường dùng trong phản ứng alcol phân là oxit chì (PbO) với hàm lượng 0,03á0,05% so với khối lượng nguyên liệu. PbO nhập từ Trung Quốc. - Dung môi dùng để pha loãng là ZA1, hồi lưu là xylen. II.2.Cơ chế tổng hợp nhựa Alkyd: Có 2 phương pháp: Phương pháp 1 giai đoạn và phương pháp 2 giai đoạn. a. Phương pháp 1 giai đoạn: Đây là phương pháp nhanh nhất vì nó không cần giai đoạn trung gian trước khi trùng ngưng. Các nguyên liệu đầu (glyxerin, anhydrit phtalic và axit béo) trộn hợp với nhau ngay ở nhiệt độ thấp. Phản ứng tiến hành ở nhiệt độ tối đa 2450C, kèm theo tách nước theo sơ đồ: COOH CH2ắCHắCH2 CO CH2ắCHắCH2OOC + O OH OH OH CO OH OH COOH COOH CH2 ắCHắCH2OOC + RCOOH CH2ắCHắCH2OOC OH OH O OH RắC=O ++ Phản ứng tiến hành cho đến khi đạt các thông số theo yêu cầu. Quá trình phản ứng có thể kiểm tra bằng sự giảm trị số axit và tăng độ nhớt. Thông thường trị số axit phải nhỏ hơn 10. Có thể dùng axit béo của dầu khô và bán khô. b. Phương pháp môno glyxerit: Tổng hợp Alkyd bằng phản ứng qua 2 giai đoạn: + Giai đoạn alcol phân: Phản ứng chính của giai đoạn này là trao đổi este giữa triglyxerit của dầu thảo mộc với pentaerytriol, nhiệt độ yêu cầu 250 á 2600C (tuỳ thuộc vào từng loại dầu) xúc tác PbO, ở giai đoạn này cần chú ý: Không nên kéo dài thời gian alcol phân ( chỉ nên duy trì khoảng 50 á 90 phút), vì kéo dài quá sẽ làm cho hàm lượng monoglyxerit giảm không có lợi cho giai đoạn este sau, không nên duy trì ở nhiệt độ quá cao pentaerytriol sẽ bị phân huỷ và phản ứng phụ như trùng hợp của dầu thảo mộc... O CH2ắOắCắR1 O 250 á 2600C CHắOắCắR2 + HOCH2ắCắCH2OH O CH2 PbO CH2ắOắCắR3 OH O OH CH2ắOắCắR1 O CH2 250 á260 độ CHắ OH + R2ắCắOCH2ắCắCH2OH PbO CH2 O O=CắR3 O OH CH2ắOắCắR1 CH2 250 - 260 độ O CHắOắCắR2 + HOCH2ắCắCH2OH PbO O CH2 CH2ắOắCắR3 OH O OH CH2ắOắCắR1 O CH2 25-0 -260 độ CHắOH + R2ắCắOCH2ắCắCH2OH CH2 CH2ắOH O O=CắR3 Phản ứng alcol phân: oh ch2 CH2 OH Nhiệt độ phản ứng: 250 á 2600C, xúc tác PbO. Phản ứng tối ưu tạo monoglyxerit. ở đây R1, R2, R3 là những gốc của axit béo dầu thảo mộc. Tuỳ từng loại dầu mà chúng có nối đôi khác nhau. + Giai đoạn este hoá: Phản ứng chính của loại này là giữa monoglyxerit, pentaeretriol để thay thế 2 nhóm ephin và anhydric phtalic, ở giai đoạn cuối phản ứng este còn phản ứng trùng hợp do nối đôi của các axit béo không no, phản ứng này ngày một tăng theo thời gian và nhiệt độ. Phản ứng este: O O CH2 O C R1 CO CH2 O C R1 CH OH + CH OH CH2 OH CH2 O CO COOH (I) O O O C R2 O CH2 O C R2 CH2 C HOCH2 C CH2OH + O HOCH2 C CH2 O C R3 (II) CH2 C O C R3 O CH2 O CO COOH O O CO O O O CH2 O CắR1 HO C CO OCH2 CH CH2OCOR2 n (I) + n(II) O CO CO OCH2 C CH2O H CH2OCOR3 n + (2n-1) H2O II.3.Quy trình công nghệ sản xuất nhựa Alkyd : .Đơn phối liệu: STT Tên nguyên liệu Tính cho 01 mẻ nấu trên thiết bị R101 (kg) Tính cho một mẻ pha loãng R102 (kg) 1 Dầu đậu (ngoại) 3150 ± 6 3150 ± 6 2 Dầu chẩu (nội) 600 ± 3 600 ± 3 3 Pentaerythrit (ngoại) 760 ± 0,5 760 ± 0,5 4 Anhydrit phtalic (ngoại) 1300 ± 1 1300 ± 1 5 PbO xúc tác (ngoại) 3,5 ± 1 3,5 ± 1 6 Xylen hồi lưu 200 ± 3 200 ± 3 7 Xylen pha loãng, rửa 140 ± 3 140 ± 3 8 Xăng pha sơn ZA1 hoặc dầu hoả 3435 ± 10 2.Dây truyền sản xuất( sơ đồ): ghi chú sơ đồ dây chuyền sản xuất nhựa alkyt R - 101 Nồi phản ứng R - 102 Nồi pha loãng V- 101 Thiết bị phân ly V- 102 Thiết bị phân ly V - 103 Thùng lường HOS Đường dầu tải nhiệt vào HOR Đường dầu ra PC 101 Tháp chưng cất TC101 Thiết bị ngưng tụ hơi xylen CWS Đường vào của nước làm mát CWR Đường ra của nước làm mát A Cửa nạp dầu chẩu B Cửa nạp dầu đậu C Cửa nạp xylen VP hệ thống xử lý nước N2 Đường sục khí trơ NLR Cửa cho nguyên liệu rắn 1 Bơm chân không 2 Van tự động điều chỉnh lượng dầu 3. Van tự động điều chỉnh lượng dầu 4. Thiết ống chùm làm lạnh dầu Thuyết minh sơ đồ trên dây chuyền công nghệ Nguyên liệu lỏng (dầu đậu, dầu chẩu, pentaerytriol) được bơm lên thùng lường V - 103 rồi cho vào nồi phản ứng R - 101. Nồi phản ứng R -101 có nắp mô tơ khuấy, và được gia nhiệt bằng dầu tải nhiệt qua lớp vỏ áo và hệ thống ống xoắn ruột gà (để nhiệt được cung cấp đều cho nguyên liệu). Để tránh được các phản ứng phụ khi có mặt của oxi không khí ta bố trí thiết bị hút chân không và nạp khí trơ. Phản ứng tạo nhựa là phản ứng đa tụ, sinh ra sản phẩm phụ là nước, để hiệu suất phản ứng cao ta tiến hành tách nước bằng xylen. Hỗn hợp nước-xylen ra khỏi nồi phản ứng được cho qua thiết bị chưng cất PC - 101, ở đây xylen được tách ra, cho qua thiết bị ngưng tụ TC - 101, qua thiết bị phân ly V -101 rồi được trở lại nồi phản ứng R - 101. Nước ở bình phân ly V-101 được đưa qua hệ thống xử lý trước khi thải ra môi trường. Sản phẩm nhựa sau khi kiểm tra đạt chỉ tiêu về chỉ số axit, chỉ số độ nhớt được tiến hành pha loãng sơ bộ rồi bơm vào nồi pha loãng R - 102, nhựa được pha loãng tại đây rồi chuyển qua thùng chứa sản phẩm. Quy trình thao tác công nghệ - Bơm dầu vào thiết bị R101, khuấy 85á100 vòng/phút, cho pentaerytriol (thời gian 20 á 30 phút). - Khi cho xong pentaerytriol, khuấy 10 á15 phút tiến hành hút chân không 340 ±10mmHg. Nạp nitơ đến 760 ± 3mmHg, tăng nhiệt. - Khi nhiệt độ 180 ± 20C mở thông áp, cho xúc tác PbO thời gian 5á 10 phút, bổ xung ni tơ đến 750 ± 5 mmHg duy trì trong môi trường nitơ và tốc độ 85 á 88 vòng/phút. - Tăng nhiệt lên 258 ± 20C và bảo ôn bước 1. Sau 50 phút lấy mẫu k iểm tra alcol phân lần 1 (sau đó cứ 10 phút lại lấy mẫu kiểm tra một lần), khi thấy độ trong suốt thì chuyển sang giai đoạn làm lạnh - Hạ nhiệt 168 ± 20C. Mở van tháo nước ở đáy PC 101. - Hạ nhiệt độ giảm xuống 108 ± 20C, giảm khuấy 30 á 40 vòng/phút, mở thông áp cho AP (thời gian từ 35á50 phút), cho tiếp xylen hồi lưu (thời gian 5 á 10 phút), tăng khuấy 70 ± 5 vòng/phút. - Tiếp tục tăng nhiệt lên 180 á 2400C trong vòng 7 giờ, 2 giờ đầu khuấy ở 70 ± 5 vòng/phút, sau đó tiếp tục khuấy lên 85 ± 3 vòng/phút. Duy trì tốc độ này cho đến khi kết thúc. Sau 3 giờ, sau khi đạt 1800C cứ 30 phút lấy mẫu kiểm tra một lần, kiểm tra độ nhớt và chỉ số axit. - Tiến hành bảo ôn ở 2400C (trong giai đoạn này cứ 15 phút kiểm tra 1 lần), sau khi kiểm tra khi thấy độ nhớt đạt 70 á100 giây (50% hàm lượng rắn trong ZA1), chỉ số axit <12mg KOH/g thì làm lạnh. - Hạ nhiệt độ Ê 1500C. - Giảm khuấy 40 - 50 vòng/phút và pha loãng sơ bộ ở R101. - Bơm sản phẩm từ R101 sang R102. - Bơm ZA1 vào R102 để pha loãng nhựa và khuấy 70 - 80 vòng/phút. Bơm sản phẩm từ R102 sang bể chứa trung gian. II.4.Kiểm tra sản phẩm. a- Kiểm tra thời điểm kết thúc của giai đoạn alcol phân: TC 3.5-2002/PPT-NL-STH Phương pháp xác định thời điểm kết thúc của giai đoạn ancol phân trong quá trình tổng hợp nhựa alkyd. + Dụng cụ hoá chất: - ống nghiệm chịu nhiệt: f =12á14 - Cặp ống nghiệm - Cốc lấy mẫu - Cồn etylic 960C + Tiến hành: Lấy khoảng 2á 4ml mẫu vào ống nghiệm lau sạch, từ từ rót cồn 960C vào ống nghiệm trên với tỷ lệ về thể tích là 1:1, lắc đều và quan sát nếu thấy mẫu trong suốt thì kết thúc quá trình alcol phân. Nếu mẫu còn đục thì tiến hành bảo ôn. b-Kiểm tra độ nhớt Phương pháp xác định độ nhớt bằng dòng chảy TC 3.3-2002/PPT-NL-STH + Dụng cụ- hoá chất: - Phễu đo độ nhớt: FC4 - Nhiệt kế. - Xăng pha sơn, xylen - Đồng hồ bấm giây + Tiến hành: Đưa mẫu và phễu đo về nhiệt độ 300C, mẫu thử nghiệm phải không có bọt khí, giá đỡ phễu phải được đặt thăng bằng. Bịt đáy phễu và rót từ từ mẫu vào phễu để tránh tạo bọt khí đến khi mẫu tạo thành 1 mặt cong hoặc tràn ra mép phễu, dùng đũa thủy tinh gạt qua mép phễu. Thời gian chảy của mẫu qua phễu được tính từ khi mẫu bắt đầu chảy đến khi dòng chảy bắt đầu đứt đoạn và được đo bằng đồng hồ bấm giây. Chênh lệch nhiệt độ cho phép ± 10C Độ nhớt đạt tiêu chuẩn là : 70-110 giây. c-Xác định chỉ số axit: TC 3.4-2002/PPT-NL-STH + Dụng cụ – hoá chất: - Cân phân tích. - Buret chuẩn độ - Bình tam giác chuẩn - Phenol phtalein - Dung dịch chuẩn KOH 0,1N - Hỗn hợp dung môi cồn – xylen (1:1) + Tiến hành: Cân khoảng 1á2g nhựa ankyd đưa vào bình chuẩn độ và pha loãng bằng 40-50ml hỗn hợp xylen-cồn, sau đó đun nhẹ hoặc ngâm trong nước nóng và lắc đều để hoà tan hoàn toàn mẫu. Thêm vào 2á3 giọt chỉ thị PP và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1N. Khi mẫu chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt trong 30giây thì dừng chuẩn. và tính chỉ số ml KOH đã tiêu tốn. Chỉ số axit của nhựa alkyd được tính bằng số ml KOH sử dụng để trung hoà axit tự do có trong 1g nhựa alkyd. V.N. 56,1 Chỉ số axit = m V : là số ml dung dịch KOH sử dụng N : là nồng độ dung dịch chuẩn KOH m : là khối lượng mẫu Phần III: quy trình công nghệ sản xuất sơn III.1. Định nghĩa và phân loại. III.1.1.Định nghĩa: Sơn là một loại vật liệu trong đó có chứa chất tạo màng, bột mầu, bột độn, dung môi và phụ gia. Sau khi khô tạo thành màng bao phủ bề mặt chi tiết phần nền nhằm bảo vệ và tăng thêm vẻ đẹp cho phần nền và chi tiết. III.1.2.Phân loại: Gồm có sơn khô vật lý và sơn khô hoá học. + Sơn khô vật lý: Các loại sơn này tạo màng không biến đổi hoá học( khô do bay hơi dung môi) màng này gọi là màng thuận nghịch. Ví dụ: Nhựa Acrylic, Nhựa thông, vinylic Chất tạo màng tạo ra bằng cách quét cho khô dung môi, hoặc dạng bột đun nóng chảy sau đó tráng mỏng. + Sơn khô hoá học: Chất tạo màng tạo ra từ phản ứng của mônome hoặc oligome ở dạng lớp mỏng trên nền tạo thành polyme mạch thẳng, mạch nhánh hoặc mạng không gian. Trùng hợp trên mặt nền: ta có dầu thảo mộc, nhựa Alkyd, polyurethan, polyeste. III.2. Nguyên liệu chế tạo sơn. III.2.1. Chất tạo màng chủ yếu: a.Nhựa Alkyd: Là một loại nhựa dùng nhiều nhất. Chia Alkyd thành 4 loại theo hàm lượng dầu/ nhựa: Ký hiệu: OL là độ béo của nhựa Alkyd Nhựa gầy: OL = 35á45% Nhựa trung bình: OL = 46á55% Nhựa béo: OL = 56á70% Nhựa rất béo: OL > 70% Nhựa Alkyd có độ bóng cao, độ bám chắc tốt, chịu ánh sáng, đàn hồi tốt, bền khi dùng ngoài trời. Nhựa Alkyd hoà tan trong dung môi thơm, dầu thông, white spirit và khô chủ yếu do oxi hoá . Thường sử dụng chất làm khô là Naphtenat Mn, Co, Pb. Tỷ lệ 0,05% kim loại. + Ưng dụng: làm sơn lót hoặc sơn phủ, sơn các máy móc thiết bị, các dụng cụ sinh hoạt. b.Nhựa Amin: nhựa Amin tạo thành do cacbamit hoặc izoxianat trong dung dịch rượu tiến hành phản ứng với fomaldehit, có thể hoà tan trong rượu, dung môi các chất thơm. Nhựa ure fomaldehit tạo thành bởi cacbamit trong dung dịch rượu butilic với fomaldehit hoà tan trong dung dich rượu butilic và xilen. Nhựa gốc amin có màu sắc nhạt cần phải gia nhiệt mới tạo thành màng, màng bóng, cứng, chịu nước, chịu kiềm nhưng màng sơn giòn vì thế không sử dụng đơn độc, thông thường phải pha chế nó với các loại nhựa khác như nhựa Alkyd, nitro xenlulozơ thành sơn sấy có tính năng bảo vệ trang sức tốt. c.Nhựa Silicon: Nhựa silicon là loại polime tổng hợp, trong thành phần cấu tạo một bộ phận nguyên tử cacbon hoặc nguyên tử hydro được thay thế bằng nguyên tử silic. Nhựa silicon chịu nhiệt rất cao ( 250oC ), cách điện tốt, chống nước, chống ẩm ướt, chịu ăn mòn hoá học, chịu khí hậu tốt, dùng để chế tạo sơn chịu nhiệt và sơn cách điện. d.Nhựa Acrylic: Được tạo thành do phản ứng trùng hợp của axit acrylic. Nhựa acrylic có khả năng chống oxihoá, không màu, cứng và giòn. Người ta phối hợp acrylic với nitro xenlulozơ để làm sơn ôtô. Nhựa acrylic hoà tan trong axeton, metyl etyl xêton hoặc dung môi thơm. Nhựa acrylic dễ nhũ hoá trong nước tạo ra sơn nhũ có nồng độ cao, bền, không bị vàng. Sử dụng làm sơn trong xây dựng. e.Nhựa epoxy dian: Là hợp chất cao phân tử và có chứa một hay nhiều nhóm epoxy trong mạch CH2 - CH O Đây là loại nhựa được tổng hợp từ Bis phenol A và Epiclohydrin. Nhựa epoxy hoà tan tốt trong các dung môi hữu cơ như xeton, este, hydro clohoá và nó không hoà tan trong các dung môi hydrocacbon mạch thẳng. Nhựa epoxy có tính bền hoá học rất tốt, bám dính tốt, có thể gắn chắc bề mặt giữa các vật liệu, ngoài tính năng chịu mài mòn và cách điện tốt. Nhựa epoxy là loại nhựa chống ăn mòn hoá học tốt, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sơn. III.2.2.Bột màu: Bột màu là thành phần quan trọng tạo màu cho màng sơn. Bột màu là chất rắn có độ hạt rất nhỏ, không hoà tan trong dầu hoặc dung môi. Bột màu được mài nghiền đồng đều với chất làm dẻo, có tác dụng che phủ bề mặt, chống xuyên thấu của tia tử ngoại làm cho màng sơn có màu, chịu nước, chịu khí hậu, nâng cao độ cứng, độ mài mòn, kéo dài tuổi thọ màng sơn Bột màu thường được phân theo 2 loại: Bột màu vô cơ và bột màu hữu cơ. a.Bột màu vô cơ: +Bột màu trắng: TiO2; ZnO; Lithôpon. +Bột màu đỏ: oxit sắt đỏ Fe2O3; Chì đỏ Pb3O4 . +Bột màu vàng: cromat chì PbCrO4; cromat kẽm ZnCrO3. +Bột xanh lá cây: oxit crôm CrO3. +Bột màu đen: oxit sắt đen Fe3O4. b.Bột màu hữu cơ: +Bột màu đỏ: toluidin. +Bột màu xanh: xanh ftaloxianin. +Bột màu đen: than đen. III.2.3.Bột độn: Là bột màu vô cơ có chiết xuất thấp và độ phủ không đáng kể tuy nhiên chất độn đưa vào sơn làm giảm giá thành, tăng độ nhớt, tăng các đặc tính cơ học, giảm độ bóng, tạo cho sơn dễ quét, tăng tính che chắn cho màng sơn. Ví dụ: barit BaSO4; bột nhẹ CaCO3. III.2.4.Phụ gia: +Các chất hoá dẻo: có vai trò làm tăng và duy trì tính mềm dẻo của màng sơn nhất là những loại sơn tạo ra màng giòn. Ví dụ: Dioctin phtalat DOP; Dibutyl phtalat DBP. +Chất làm khô: là chất làm tăng tốc độ khô của màng sơn, chất làm khô thường dùng là chất oxihoá và muối kim loại như: coban, mangan, chì. III.2.5.Dung môi: Là những chất lỏng dễ bay hơi dùng để hoà tan chất tạo màng và thay đổi độ nhớt của sơn. Hầu hết các loại sơn đều dùng hỗn hợp dung môi, chỉ có rất ít các loại sơn là sử dụng một phần dung môi. Dung môi có 2 đặc tính: khả năng hoà tan và tốc độ bay hơi. Những chất giống nhau và hỗn hợp thường hoà tan trong nhau tốt hơn những chất có cấu tạo khác nhau. Nói chung một loại nhựa chỉ hoà tan trong dung môi có đặc tính tương tự. Loại dung môi có liên kết hydro mạnh: Rượu. Loại dung môi có liên kết hydro trung bình: xeton, este. Loại dung môi có liên kết hydro yếu: hyro cacbon mạch thẳng. III.3.Quy trình sản xuất sơn. Quá trình sản xuất sơn là quá trình phân tán bột màu vào môi trường sơn lỏng để tạo ra sản phẩm cuối cùng là bột màu mịn phân bố đều khắp trong môi trường. Sự khuếch tán là quá trình hoá lý tạo ra bề mặt phân chia pha với mục đích làm giảm năng lượng tự do bề mặt ( sức căng bề mặt) để bột màu hấp phụ được lên phân tử chất tạo màng. Quá trình khuếch tán qua 3 giai đoạn: 1.Giai đoạn muối ủ: Cho bột màu, bột độn, dung môi, chất tạo màng (30á50%), đưa vào máy khuấy ở tốc độ 200 vòng/ phút( từ 15á20 phút) hoà trộn lẫn nhau làm cho bột màu và bột độn được thấm ướt phân tán, là bước chuẩn bị cho giai đoạn mài nghiền về sau bởi vì bột màu khô và nguyên liệu sơn bước đầu tiếp xúc, phải có lực hoà trộn mạnh mới đồng đều. Ta tiến hành ủ trong 2 giờ . 2.Giai đoạn nghiền: - Hỗn hợp bột màu và nguyên liệu sơn sau khi qua giai đoạn phối liệu được đưa vào thiết bị mài nghiền. Mục đích là bắt các tập hợp hạt quay lại các hạt riêng lẻ để đạt được cường độ màu, tăng được diện tích bề mặt. Thiết bị mài nghiền thường dùng là máy nghiền 3 trục hoặc máy nghiền hạt ngọc( nghiền bi). - Máy nghiền 3 trục có lắp 3 trục quay, thông thường trục giữa cố định, 2 trục trước và sau có thể di động đằng trước, đằng sau, để điều chỉnh khoảng cách giữa trục điều chỉnh và trục giữa. Tốc độ quay của 3 trục khác nhau. Tỉ số tốc độ quay của nó là 1 : 2 : 4. Chiều quay của 3 trục ngược nhau. Nguyên liệu sơn được đưa vào giữa trục sau và trục giữa, đi qua khe hở của 2 trục được ép thành màng mỏng, có tác dụng mài nghiền. Do tác dụng quay của các trục khác nhau, hỗn hợp sơn bám trên trục giữa quay với vận tốc tương đối nhanh, được chuyển đến trục trước, chuyển động nhanh hơn, như vậy qua 2 lần mài nghiền hỗn hợp sơn càng mịn. Trục trước có lắp một dao gạt, hỗn hợp sơn được gạt ra rơi xuống thùng chứa sơn. - Máy nghiền bi: bột màu và nguyên liệu sơn đưa vào máy nghiền bi từ đáy máy nghiền, bi được quay bên trong thành máy, bi sẽ va đập với bột màu, đạt được mục đính hoà trộn và mài nghiền. Máy nghiền bi kín, dung môi bay hơi ít. Thời gian nghiền phụ thuộc vào yêu cầu độ mịn của sơn. 3.Giai đoạn pha màu sơn: Past sơn sau khi nghiền đạt độ mịn theo yêu cầu kỹ thuật được bơm lên thùng chứa. Bổ xung nốt lượng chất tạo màng còn thiếu theo đơn pha chế, cho các chất phụ gia sau đó khuấy đều và chỉnh màu của sơn theo màu chuẩn bằng pha màu, chỉnh độ nhớt của sản phẩm theo lượng dung môi cho tới khi đạt yêu cầu. Sơn sau khi pha chế được lọc rồi đóng thùng. Chất pha loãng Chất tạo màng Bột màu+ bột độn Sơ đồ khối quá trình sản xuất sơn: Phụ gia Chất tạo màng Dung môi Thùng Pha màu Thiết bị nghiền Thùng đảo trộn Lọc sản phẩm Đóng thùng Đựng sản phẩm III.4.Một số phương pháp kiểm tra tính chất vật lý của sơn. III.4.1.Kiểm tra màu sắc sơn: Bề ngoài và màu sắc sơn có thể kiểm tra dưới ánh sáng ban ngày, xem sơn có lẫn tạp chất hay không. Sơn có màu, nếu để lâu không biến màu là sơn tốt. Trước mắt sơn có màu chỉ quan sát so sánh bằng mắt thường. Lấy sơn hoặc mẫu sơn đã sấy khô, dưới ánh sáng phân tán, so sánh với mẫu chuẩn, ghi lại màu sắc màng sơn đậm nhạt, tối bóng mấu đạt tiêu chuẩn trong phạm vi sai số kỹ thuật cho phép. II.5.2.Kiểm tra độ che phủ: Pha loãng sơn bằng hỗn hợp dung môi có tỉ lệ 1 : 1 ( 1 : 1,5 ) sau đó phun sơn lên tấm thuỷ tinh sạch đã cân trọng lượng, phun thành nhiều lớp mỏng, không tính lượng sử dụng. Sau khi mỗi lớp khô, đặt tấm thuỷ tinh đã phun sơn lên tấm đo năng lực phủ( diện tích tấm : 20 x 20cm ), dưới ánh sáng phân tán, giới hạn đen trắng trên tấm đo độ che phủ mất đi thì dừng lại, sau đó để tấm thuỷ tinh phun sơn 24h cân lại trọng lượng. Độ che phủ chưa làm lõang sơn tính theo công thức sau: . 10.000 R = A x 100 XB Trong đó: R: Độ che phủ sơn ( g/m2 ) X: Diện tích bề mặt thuỷ tinh ( cm2 ) B: Số phần trăm vật dư khi sấy A: Trọng lượng lớp sơn. II.5.3.Kiểm tra độ nhớt sơn: Độ nhớt sơn biểu thị năng lực chất lỏng chuyển động dưới ảnh hưởng của lực tác dụng, đồng thời biểu thị mức độ dầy, mỏng màng sơn. Trước khi đo cần phải khuấy đều, để yên, khử bọt khí đo trên phễu đo độ nhớt BZ4. Trước tiên rửa sạch dụng cụ đo bằng dung môi sau đó lau khô, đổ sơn vào dụng cụ đo cho đến khi đến vị trí nằm ngang. Do vỏ ngoài của dụng cụ đo chứa nước nóng hoặc nước lạnh nên ta điều chỉnh nhiệt độ sơn về 25oC. Rút thanh kim loại đầu nhọn để sơn chảy ra, đồng thời bấm đồng hồ giây, quan sát vạch trung tâm của dụng cụ đo sau khi sơn chảy hết. Bấm đồng hồ ghi lại độ nhớt của sơn ( tính bằng giây ). II.5.4.Kiểm tra độ hạt: Kiểm tra độ hạt để xác định hạt thô mịn bột màu của sơn. Phương pháp đơn giản nhất là dùng dụng cụ đo độ hạt. Dụng cụ đo độ hạt là một rãnh nghiêng rộng 12,7mm, dài 127mm ở trong một tấm sắt bên cạnh có vạch khắc độ phân làm 8 cấp. Ngoài ra còn một tấm xoa, mặt xoa có góc 30o. Thao tác đo như sau: cân một số gam sơn, cho vào một ít hỗn hợp dung môi, khuấy đều, lấy ra vài giọt sơn cho vào rãnh sâu ở giữa, hai tay cầm bàn xoa, nhẹ nhàng xoa bề mặt sơn hướng thẳng góc với dụng cụ đo, làm cho sơn lấp đầy rãnh, không dư lại trên bề mặt. Sau khi xoa xong, ở góc 30o lập tức quan sát có bao nhiêu hạt hiện lên ở rãnh. Ghi chép độ vạch khắc, độ mã số hạt hiện lên chính là cấp độ hạt. PHầN IV: an toàn lao động An toàn lao động trong quá trình sản xuất sơn là công tác rất quan trọng vì nguyên liệu và môi trường mà công nhân thường xuyên tiếp xúc là những chất độc hại, dễ cháy, cho nên dễ sinh ra nguy hiểm. Nếu thiết bị không hoàn thiện, công cụ phòng hộ thiếu, giáo dục về an toàn vệ sinh, chống lửa không được coi trọng, sẽ gây ra cháy, nổ, trúng độc làm ảnh hưởng đến sức khoẻ và an toàn tính mạng. Công nhân cần phải thường xuyên học tập quy trình an toàn kỹ thuật và tìm hiểu biện pháp an toàn, cần nghiêm túc chấp hành quy định công nghệ, an toàn kỹ thuật. Công nhân cần phải làm tốt những việc sau đây: 1.Trước khi vào làm việc phải kiểm tra các loại máy móc đang sử dụng như máy nén khí, bình chứa khí, van an toàn, đồng hồ áp suất Kiểm tra an toàn các thiết bị điện, như thiết bị có tiếp đất, dây điện không bị hở Tất cả các thiết bị trên phải đảm bảo an toàn mới được sử dụng. 2. Khi làm việc phải mặc quần áo bảo hộ lao động, có đầy đủ trang bị phòng hộ như khẩu trang, gang tay, ủng cao su, kính phòng hộ, mặt nạ phòng độc 3. Khi làm việc phải mở hết các cửa sổ cho các hệ thống hút độc, thông gió hoạt động. Nồng độ khí độc ở kho và nơi làm việc chỉ được phép nằm trong phạm vi tiêu chuẩn cho phép. 4. Không được hút thuốc lá, đánh diêm, bật lửa trong kho sơn và trong nơi sản xuất, bởi vì dung môi dễ bốc hơi gặp lửa gây cháy nổ. Kho sơn và phân xưởng sản xuất phải có bình chữa cháy. 5. Khi làm việc trên cao phải có giàn giáo bằng thép, tháo lắp dễ dàng, bảo đảm vững chắc. Công nhân phải đeo dây an toàn, có lưới võng bảo vệ. Khi làm việc trong hầm phải có thiết bị thông gió tốt. 6. Khi pha chế các loại hoá chất hoặc làm việc với các bể hoá chất phải thực hiện đúng quy trình công nghệ, bảo đảm an toàn lao động. Khi pha axit phải rót từ từ axit vào nước, không làm ngược lại dễ gây ra tai nạn. 7. Khi làm việc xong, những nguyên liệu và sơn còn thừa phải đậy nắp kín, để nơi khô ráo và tắm rửa sạch sẽ. 8. Sơn dính vào da không được rửa bằng benzen vì benzen rất độc, phải rửa trong hỗn hợp cát, mùn cưa và butyl axetat. 9. Công nhân bị mùi sơn làm váng đầu, chóng mặt tức thở, phải đưa ngay đến chỗ thoáng gió nghỉ ngơi, nếu nặng phải đưa ngay đến bệnh viện cấp cứu.