NGUYÊN LIỆU SƠN NGOẠI THẤT

1. Sơn ngoại thất là gì?

Sơn ngoại thất là loại sơn được thiết kế đặc biệt để sử dụng cho các bề mặt ngoài trời của công trình như tường ngoài nhà, cổng, hàng rào và các kết cấu khác tiếp xúc trực tiếp với môi trường.

Đây là lớp bảo vệ quan trọng giúp công trình chống chịu được các tác động từ môi trường như nắng, mưa, nhiệt độ thay đổi, ô nhiễm không khí và vi sinh vật.

Khác với nguyên liệu sơn nội thất, sơn ngoại thất cần có khả năng chống chịu khắc nghiệt hơn nhiều, đặc biệt là khả năng chống tia UV, chống nước, chống bám bẩn và chống rêu mốc.

Sơn ngoại thất sử dụng cho các bề mặt ngoài trời của công trình

2. Nguyên liệu sản xuất sơn ngoại thất

2.1. Chất kết dính (Binders):

Đây là thành phần quan trọng nhất trong nguyên liệu sơn nước, chiếm khoảng 30-45%, tạo nên màng sơn sau khi khô và liên kết các thành phần khác lại với nhau. Các loại chất kết dính phổ biến bao gồm:

- Acrylic emulsion (nhũ tương acrylic)
- Styrene acrylic
- Pure acrylic
- Nhũ tương VeoVa
- Polyurethane
- Epoxy (cho sơn đặc biệt)

2.2. Bột màu (Pigments):

Chiếm khoảng 15-25%, bột màu không chỉ tạo màu sắc mà còn đóng góp vào độ che phủ và độ bền của sơn. Gồm hai loại:

Bột màu chính (Prime pigments): tạo màu sắc và độ che phủ

Bột màu phụ (Extender pigments): như bột đá, bột talc, bột cao lanh giúp tăng cường thuộc tính cơ lý

2.3. Dung môi (Solvents):

Chiếm khoảng 30-35%, thường là nước (trong sơn gốc nước) hoặc các dung môi hữu cơ (trong sơn gốc dầu). Dung môi giúp hòa tan các thành phần và tạo độ lỏng phù hợp cho sơn.

2.4. Phụ gia (Additives):

Phụ gia hay còn gọi là trợ chất cho sơn nước hiếm 2-5%, là các hóa chất được thêm vào để cải thiện hoặc bổ sung các tính năng đặc biệt:

Chất chống tia UV
Chất kháng nấm mốc
Chất chống rong rêu
Chất ổn định pH
Chất tạo màng
Chất khử bọt
Chất làm dày
Chất phân tán

Blinder là thành phần quan trọng nhất của nguyên liệu sơn

3. Đặc điểm của nguyên liệu sơn ngoại thất

3.1. Chất kết dính

Nhũ tương Acrylic: Có độ bám dính cao, bền màu, chống kiềm tốt, khả năng đàn hồi tốt
Styrene Acrylic: Giá thành thấp hơn pure acrylic, độ bền và chống chịu thời tiết khá tốt
Pure Acrylic: Có độ bám dính và độ bền cao nhất, khả năng chống thời tiết và tia UV xuất sắc, thường dùng cho sơn cao cấp
Silicon Acrylic: Khả năng chống nước và thoát ẩm cao, thường dùng cho các khu vực có độ ẩm cao

3.2. Bột màu

Titanium Dioxide (TiO2): Bột màu trắng quan trọng nhất, mang lại độ che phủ cao
Bột màu vô cơ: Như oxit sắt (đỏ, nâu, vàng), oxit crôm (xanh lá), độ bền cao nhưng bảng màu hạn chế
Bột màu hữu cơ: Màu sắc đa dạng, sáng nhưng độ bền thấp hơn
Bột màu phụ: Bột đá CaCO3, bột talc, cao lanh giúp tăng độ dày, độ bền và giảm chi phí

3.3. Phụ gia đặc biệt cho sơn ngoại thất

HALS (Hindered Amine Light Stabilizers): Chống tia UV, kéo dài tuổi thọ sơn
Biocides: Chống nấm mốc, rong rêu, vi khuẩn
Chất chống thấm: Giúp sơn có khả năng chống thấm nước nhưng vẫn cho hơi ẩm thoát ra
Dispersants: Giúp phân tán đều bột màu và chất độn
Defoamers: Giảm bọt khí trong quá trình sản xuất và thi công
Chất chống ố

Trợ chất đặc biệt cho sơn ngoại thất giúp tăng khả năng chống chịu

4. Công thức nguyên liệu sơn ngoại thất

4.1. Giai đoạn phân tán (Dispersion phase):

Nước: 20-25%
Chất phân tán: 0.2-0.5%
Chất chống đông: 0.1-0.3%
Chất khử bọt: 0.1-0.3%
Chất điều chỉnh pH: 0.1-0.3%
Chất bảo quản: 0.2-0.4%
Titanium dioxide (TiO2): 15-20%
Bột đá CaCO3: 10-15%
Talc: 5-10%

4.2. Giai đoạn trộn (Let-down phase):

Nhũ tương acrylic/styrene acrylic: 30-40%
Nước: 5-10%
Chất tạo màng: 1-2%
Chất chống tia UV: 0.5-1%
Chất chống nấm mốc: 0.5-1%
Chất làm dày: 0.3-0.8%
Chất khử bọt: 0.1-0.2%

4.3. Quy trình sản xuất cơ bản:

Trộn nước với các phụ gia phân tán và điều chỉnh pH
Từ từ thêm bột màu TiO2 và các bột độn, khuấy đều
Nghiền mịn hỗn hợp đến kích thước hạt phù hợp (thường < 50 micron)
Thêm nhũ tương polymer (chất kết dính) và các phụ gia còn lại
Điều chỉnh độ nhớt, màu sắc và pH
Lọc và đóng gói

Công thức này có thể thay đổi tùy theo loại sơn, chất lượng mong muốn và điều kiện thời tiết mà sơn sẽ phải chịu đựng. Sơn cao cấp thường có hàm lượng nhựa (chất kết dính) cao hơn và sử dụng phụ gia chất lượng tốt hơn.

5. Phân loại sơn ngoại thất theo chất kết dính

5.1. Sơn acrylic 100% (Pure acrylic)

Loại sơn này sử dụng 100% nhựa acrylic làm chất kết dính, tạo nên lớp sơn có đặc tính vượt trội nhất. Khi nghĩ về sơn cao cấp, chúng ta thường nhắc đến loại này.

Đặc điểm nổi bật của sơn Pure Acrylic:

Khả năng chống phai màu tuyệt vời, có thể giữ màu sắc tươi mới đến 10-15 năm
Độ đàn hồi cao, không bị nứt khi công trình co giãn theo nhiệt độ
Khả năng chống bám bẩn xuất sắc nhờ bề mặt có thể “tự làm sạch” một phần khi mưa
Độ bám dính vượt trội trên nhiều loại bề mặt khác nhau
Thời gian khô nhanh, thường có thể sơn lớp thứ hai sau 2-4 giờ

5.2. Sơn styrene-acrylic

Đây là sự kết hợp giữa styrene và acrylic, được sử dụng phổ biến ở phân khúc trung cấp với:

Chi phí thấp hơn so với acrylic 100%
Độ cứng tốt, tạo màng sơn khá cứng và bền
Khả năng chống kiềm tốt (quan trọng cho các bề mặt xi măng mới)
Độ đàn hồi và khả năng chống phai màu thấp hơn pure acrylic
Thường được sử dụng cho các công trình dân dụng thông thường

6. Cấu trúc lớp sơn ngoại thất hoàn chỉnh

Một hệ thống sơn ngoại thất hoàn chỉnh không chỉ là một lớp sơn mà bao gồm nhiều lớp khác nhau, mỗi lớp có chức năng riêng:

6.1. Lớp sơn lót (Primer)

Lớp sơn lót này có vai trò rất quan trọng:

Tăng cường độ bám dính giữa bề mặt và lớp sơn phủ
Cân bằng độ kiềm (trên bề mặt xi măng mới)
Bịt kín các lỗ nhỏ và làm đồng nhất bề mặt
Ngăn chặn sự thẩm thấu của các hợp chất gây ố vàng từ bề mặt

Đặc biệt, sơn lót ngoại thất thường được chia thành các loại chuyên dụng:

Sơn lót chống kiềm: Cho bề mặt xi măng mới (dưới 28 ngày tuổi)
Sơn lót chống thấm: Tăng cường khả năng chống thấm cho toàn hệ thống
Sơn lót đa năng: Phù hợp với nhiều loại bề mặt khác nhau

6.2. Lớp sơn phủ (Topcoat)

Đây là lớp sơn màu chính, trực tiếp tiếp xúc với môi trường. Thường được phân loại theo độ bóng:

Sơn bóng (Gloss): Độ bóng 70-100%, phản chiếu ánh sáng mạnh, dễ lau chùi, thường dùng cho các chi tiết kiến trúc, cửa sổ, lan can
Sơn bóng mờ (Semi-gloss): Độ bóng 30-70%, cân bằng giữa dễ lau chùi và khả năng che khuyết điểm bề mặt
Sơn mờ (Satin/Matte): Độ bóng 5-30%, khả năng che khuyết điểm bề mặt tốt, ít phản chiếu ánh sáng, thích hợp cho diện tích lớn
Sơn siêu mờ (Ultra-flat): Độ bóng dưới 5%, che khuyết điểm bề mặt tuyệt vời, nhưng khó lau chùi và thường có độ bền thấp hơn

Top coat là lớp sơn màu chính, trực tiếp tiếp xúc với môi trường

7. Các chỉ số đánh giá chất lượng sơn ngoại thất

7.1. Khả năng chống tia UV và bền màu

Chỉ số bền màu ASTM D2244: Đo độ thay đổi màu sắc theo thời gian
Chỉ số phấn hóa ASTM D4214: Đo mức độ phấn hóa (chalking) của màng sơn khi tiếp xúc với tia UV

Sơn chất lượng cao có thể duy trì màu sắc ổn định trong 8-10 năm hoặc lâu hơn.