Trong quá trình sản xuất hoặc lưu kho, một số sản phẩm sơn có thể xuất hiện lớp chất lỏng trong hoặc hơi đục trên bề mặt, trong khi phần sơn đặc hơn nằm phía dưới. Hiện tượng này thường được gọi là sơn bị tách nước hoặc phân lớp.

Ở mức độ nhẹ, lớp nước có thể tái phân tán sau khi khuấy. Tuy nhiên, nếu hiện tượng xảy ra nhanh, lượng nước tách lớn hoặc sơn khó trở lại trạng thái đồng nhất, đây có thể là dấu hiệu cho thấy hệ sơn đang mất ổn định.

Đối với nhà máy sản xuất sơn, vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến ngoại quan sản phẩm mà còn có thể làm thay đổi độ nhớt, khả năng thi công, độ phủ và sự đồng đều của màng sơn sau khi sử dụng.

Sơn bị tách nước là hiện tượng gì?

Sơn bị tách nước là tình trạng pha nước và các thành phần còn lại trong hệ sơn không duy trì được trạng thái phân bố đồng đều.

Sau một khoảng thời gian lưu kho, phần chất lỏng có thể di chuyển lên phía trên, trong khi pigment, chất độn và các thành phần có tỷ trọng cao hơn tập trung xuống dưới.

Biểu hiện thường gặp gồm:

• Xuất hiện lớp nước trên bề mặt thùng sơn
• Phần sơn phía dưới đặc hơn bình thường
• Sơn có dấu hiệu phân thành hai lớp
• Độ nhớt giữa phần trên và phần dưới khác nhau
• Pigment hoặc chất độn lắng mạnh
• Sơn khó khuấy đồng nhất trở lại
• Màu sắc hoặc độ che phủ không đồng đều sau khi thi công

Tuy nhiên, không phải mọi trường hợp xuất hiện một lớp chất lỏng mỏng trên bề mặt đều đồng nghĩa sản phẩm hỏng. Cần đánh giá khả năng tái phân tán và các chỉ tiêu kỹ thuật trước khi kết luận.

Nguyên nhân khiến sơn bị tách nước

1. Hệ phân tán pigment và chất độn chưa ổn định

Pigment và chất độn cần được phân bố đều trong hệ sơn.

Nếu quá trình làm ướt và phân tán chưa hiệu quả, các hạt có thể kết tụ lại, làm hệ mất ổn định trong thời gian lưu kho.

Khi các hạt lớn dần hoặc liên kết thành cụm, chúng dễ lắng xuống đáy. Phần nước tự do sau đó có xu hướng tập trung phía trên, tạo cảm giác sơn bị tách nước.

Nguyên nhân có thể đến từ:

• Phụ gia phân tán chưa phù hợp
• Hàm lượng phụ gia chưa tối ưu
• Thời gian phân tán chưa đủ
• Tốc độ khuấy chưa phù hợp
• Thứ tự bổ sung nguyên liệu chưa hợp lý

2. Hệ lưu biến chưa được thiết kế phù hợp

Phụ gia lưu biến có vai trò quan trọng trong việc kiểm soát độ nhớt và khả năng chống lắng của hệ sơn.

Nếu cấu trúc lưu biến quá yếu, pigment và chất độn có thể di chuyển xuống dưới trong quá trình lưu kho.

Ngược lại, nếu sử dụng phụ gia không đúng loại hoặc không được kích hoạt đúng cách, độ nhớt đo được có thể đạt yêu cầu nhưng khả năng giữ hạt vẫn chưa đủ.

Do đó, khi sơn thường xuyên bị tách nước sau một vài ngày hoặc vài tuần, nhà sản xuất cần kiểm tra không chỉ độ nhớt tổng thể mà cả đặc tính lưu biến ở vùng lực cắt thấp.

3. Tỷ lệ nước trong công thức quá cao

Trong sơn gốc nước, hàm lượng nước cần được cân bằng với nhựa, pigment, chất độn và hệ phụ gia.

Nếu lượng nước quá lớn, hệ có thể trở nên loãng và khả năng giữ các hạt rắn trong trạng thái phân tán bị giảm.

Điều này đặc biệt dễ xảy ra khi doanh nghiệp điều chỉnh độ nhớt bằng cách bổ sung thêm nước nhưng không cân chỉnh lại hệ lưu biến.

Kết quả có thể là sản phẩm nhìn ổn định ngay sau sản xuất nhưng bắt đầu phân lớp khi lưu kho.

4. Tỷ lệ nhựa chưa phù hợp

Nhựa đóng vai trò tạo màng đồng thời tham gia duy trì cấu trúc của hệ sơn.

Nếu hàm lượng binder quá thấp so với pigment và chất độn, khả năng ổn định hệ có thể giảm.

Trong một số công thức tối ưu quá mạnh về chi phí, việc tăng chất độn hoặc giảm lượng nhựa có thể khiến sơn dễ gặp các vấn đề như:

Lắng

Tách nước

Giảm độ phủ

Giảm độ bền màng

Khó tái phân tán sau lưu kho

Do đó, công thức cần được đánh giá trên toàn bộ vòng đời sản phẩm chứ không chỉ ở thời điểm vừa sản xuất xong.

5. Chất độn có tỷ trọng cao hoặc kích thước hạt không phù hợp

Các loại chất độn khác nhau có đặc tính về tỷ trọng, kích thước hạt và bề mặt khác nhau.

Nếu hệ sơn chứa lượng lớn chất độn có xu hướng lắng mạnh nhưng cấu trúc lưu biến không đủ để giữ chúng, phần rắn có thể dần tập trung xuống đáy.

Phần chất lỏng phía trên sau đó trở nên rõ hơn, khiến sản phẩm trông như bị tách nước.

Khi thay đổi grade hoặc nhà cung cấp chất độn, nhà sản xuất nên tiến hành thử nghiệm ổn định lưu kho trước khi sử dụng trên toàn bộ sản lượng.

6. pH của hệ sơn không phù hợp

Đối với nhiều hệ sơn gốc nước, pH có thể ảnh hưởng đến hoạt động của nhựa, chất làm đặc và phụ gia phân tán.

Nếu pH thay đổi ngoài vùng phù hợp, cấu trúc lưu biến hoặc khả năng ổn định hạt có thể bị ảnh hưởng.

Ví dụ, một số chất làm đặc chỉ phát huy hiệu quả tốt trong một khoảng pH nhất định.

Nếu pH không được kiểm soát, độ nhớt có thể giảm theo thời gian và kéo theo hiện tượng lắng hoặc phân lớp.

Vì vậy, pH nên được kiểm tra cả:

Ngay sau sản xuất

Sau thời gian ổn định

Sau thử nghiệm lưu kho

7. Sai trình tự bổ sung nguyên liệu

Cùng một công thức nhưng thay đổi thứ tự nạp nguyên liệu có thể cho kết quả khác nhau.

Đặc biệt với:

Chất phân tán

Chất làm đặc

Chất hoạt động bề mặt

Nhũ tương

Pigment

Chất độn

Nếu bổ sung sai giai đoạn, một số phụ gia có thể không được phân bố hoặc kích hoạt đúng cách.

Điều này khiến sản phẩm vẫn đạt độ nhớt ban đầu nhưng độ ổn định dài hạn kém.

8. Quá trình khuấy và phân tán chưa đạt yêu cầu

Nếu pigment và chất độn chưa được phân tán đầy đủ, hệ sẽ dễ xuất hiện hiện tượng lắng và tách pha.

Nhà máy cần kiểm soát:

Tốc độ khuấy

Thời gian khuấy

Nhiệt độ

Độ mịn

Trình tự nguyên liệu

Mức độ tuần hoàn trong bồn

Không nên chỉ dựa vào thời gian khuấy cố định mà bỏ qua trạng thái thực tế của từng mẻ.

9. Nhiệt độ lưu kho không phù hợp

Nhiệt độ có thể làm thay đổi độ nhớt và trạng thái của hệ sơn.

Nếu sản phẩm được lưu ở nhiệt độ quá cao hoặc trải qua biến động nhiệt lớn, độ ổn định của hệ có thể suy giảm.

Với sơn gốc nước, điều kiện lạnh quá mức cũng có thể gây ảnh hưởng đến một số hệ nhũ tương.

Do đó, thử nghiệm ổn định lưu kho nên mô phỏng các điều kiện mà sản phẩm có thể gặp trong quá trình vận chuyển và phân phối.

10. Nguyên liệu giữa các lô có sự thay đổi

Một lỗi khá phổ biến là công thức không thay đổi nhưng sản phẩm đột nhiên xuất hiện hiện tượng tách nước.

Khi đó cần kiểm tra liệu có thay đổi:

Nhà cung cấp nguyên liệu

Lot nhựa

Lot pigment

Chất độn

Phụ gia phân tán

Phụ gia lưu biến

Chất hoạt động bề mặt

Chất phá bọt

Ngay cả khi tên thương mại giống nhau, sự khác biệt nhỏ về tính chất nguyên liệu cũng có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của công thức.

Sơn bị tách nước và sơn bị lắng có giống nhau không?

Hai hiện tượng có liên quan nhưng không hoàn toàn giống nhau.

Sơn bị lắng là hiện tượng pigment hoặc chất độn tập trung xuống đáy thùng.

Sơn bị tách nước là khi pha lỏng tách rõ khỏi phần còn lại của hệ.

Trong thực tế, hai hiện tượng có thể xuất hiện đồng thời.

Khi phần rắn lắng xuống mạnh, phía trên thường để lại một lớp nước hoặc chất lỏng tương đối trong.

Do đó, nếu chỉ xử lý lớp nước phía trên mà không giải quyết nguyên nhân gây lắng, vấn đề có thể tiếp tục xuất hiện.

Sơn bị tách nước có dùng được không?

Không nên kết luận chỉ dựa trên ngoại quan.

Trước tiên cần kiểm tra xem sơn có thể trở lại trạng thái đồng nhất sau khi khuấy hay không.

Nếu sau khi khuấy:

Độ nhớt trở lại mức yêu cầu

Không còn cục hoặc hạt bất thường

Độ mịn đạt yêu cầu

Màu sắc đồng nhất

Khả năng thi công bình thường

Màng sơn đạt chỉ tiêu

thì sản phẩm có thể chỉ gặp hiện tượng phân lớp nhẹ.

Ngược lại, nếu sơn không thể tái phân tán, đáy tạo cặn cứng hoặc các chỉ tiêu đã thay đổi đáng kể, cần điều tra nguyên nhân trước khi quyết định sử dụng.

Cách xử lý sơn bị tách nước

Bước 1: Không đổ bỏ lớp nước ngay

Một sai lầm thường gặp là thấy nước phía trên và đổ bỏ.

Điều này làm thay đổi tỷ lệ nước trong công thức, khiến sản phẩm sau đó có thể quá đặc hoặc sai hàm lượng rắn.

Nên giữ nguyên toàn bộ hệ để đánh giá trước.

Bước 2: Khuấy lại mẫu ở quy mô nhỏ

Lấy một lượng sơn đại diện và tiến hành khuấy trong điều kiện kiểm soát.

Theo dõi xem lớp nước có tái hòa nhập với phần sơn phía dưới hay không.

Nếu sản phẩm trở lại đồng nhất nhanh chóng, mức độ mất ổn định có thể chưa nghiêm trọng.

Bước 3: Kiểm tra cặn đáy

Cần xác định phần lắng dưới đáy là:

Cặn mềm

Cặn dễ khuấy lại

Hay cặn cứng khó phá vỡ

Cặn càng cứng thì khả năng mất ổn định của hệ càng nghiêm trọng.

Bước 4: Kiểm tra độ nhớt và pH

So sánh với mẫu chuẩn hoặc mẫu lưu.

Nếu độ nhớt đã giảm đáng kể, cần kiểm tra hệ lưu biến.

Nếu pH thay đổi, cần đánh giá khả năng phụ gia làm đặc hoặc hệ phân tán đang hoạt động không đúng trạng thái thiết kế.

Bước 5: Kiểm tra độ mịn và khả năng phân tán

Nếu sơn có các cụm pigment hoặc chất độn lớn sau khuấy lại, nguyên nhân có thể liên quan đến quá trình phân tán hoặc hiện tượng flocculation.

Bước 6: Đối chiếu nguyên liệu và quy trình

Kiểm tra mẻ sản xuất bị lỗi so với mẻ đạt yêu cầu:

Có đổi lot nguyên liệu không?

Có đổi nhà cung cấp không?

Tốc độ khuấy có giống nhau không?

Thời gian phân tán có đủ không?

Nhiệt độ sản xuất có khác không?

Thứ tự nạp nguyên liệu có thay đổi không?

Đây thường là cách nhanh nhất để thu hẹp nguyên nhân.

Có nên thêm chất làm đặc khi sơn bị tách nước?

Không nên ngay lập tức.

Nếu thấy tách nước và chỉ bổ sung thêm chất làm đặc, độ nhớt có thể tăng nhưng nguyên nhân gốc vẫn chưa được giải quyết.

Ví dụ, nếu vấn đề xuất phát từ:

Phân tán pigment kém

Sai pH

Không tương thích giữa các nguyên liệu

Hoặc chất độn bị flocculation

thì tăng chất làm đặc có thể chỉ che giấu vấn đề tạm thời.

Do đó, nên thử nghiệm trên mẫu nhỏ trước khi điều chỉnh toàn bộ mẻ.

Có nên thêm phụ gia phân tán khi sơn bị tách nước?

Tương tự, không nên bổ sung theo cảm tính.

Phụ gia phân tán cần được lựa chọn dựa trên loại pigment, chất độn, binder và hệ nước cụ thể.

Quá ít phụ gia có thể không đủ ổn định hạt.

Nhưng sử dụng quá nhiều cũng có thể gây ảnh hưởng đến một số tính chất khác của sơn.

Vì vậy, nếu nghi ngờ hệ phân tán, nên thực hiện các mẫu thử với nhiều tỷ lệ khác nhau và đánh giá cả độ nhớt, độ mịn, khả năng chống lắng và chất lượng màng sơn.

Làm thế nào để phòng ngừa sơn bị tách nước?

Tối ưu hệ phân tán

Pigment và chất độn cần được làm ướt và phân tán đầy đủ ngay từ đầu.

Lựa chọn đúng phụ gia phân tán có thể giúp cải thiện độ ổn định và hạn chế kết tụ hạt.

Thiết kế hệ lưu biến phù hợp

Không nên chỉ tối ưu độ nhớt ở điều kiện đo thông thường.

Cần đánh giá khả năng:

Chống lắng

Chống phân lớp

Dễ khuấy

Dễ thi công

Ổn định trong quá trình lưu kho

Kiểm soát pH

Đối với công thức có chất làm đặc và phụ gia phụ thuộc pH, đây là thông số cần theo dõi thường xuyên.

Chuẩn hóa SOP sản xuất

Quy trình nên quy định rõ:

Trình tự nạp

Tốc độ khuấy

Thời gian phân tán

Nhiệt độ

Điểm bổ sung chất làm đặc

Thời gian ổn định trước khi kiểm tra

Kiểm tra độ ổn định lưu kho

Một công thức đạt yêu cầu sau vài giờ chưa chắc đã ổn định sau vài tháng.

Doanh nghiệp nên theo dõi mẫu lưu và tiến hành thử nghiệm gia tốc để phát hiện sớm nguy cơ tách nước.

Vì sao sơn mới sản xuất không tách nước nhưng vài tuần sau lại bị?

Đây là tình huống khá phổ biến.

Ngay sau khi sản xuất, lực khuấy vẫn giúp các thành phần phân bố tương đối đồng đều.

Khi sản phẩm đứng yên lâu ngày, các khác biệt về tỷ trọng và kích thước hạt bắt đầu thể hiện rõ.

Nếu hệ phân tán và lưu biến chưa đủ ổn định, pigment hoặc chất độn sẽ dần dịch chuyển xuống dưới, trong khi phần nước tập trung phía trên.

Vì vậy, kiểm tra sản phẩm ngay sau sản xuất là chưa đủ.

Sơn bị tách nước có liên quan đến phụ gia chống lắng không?

Có thể.

Phụ gia lưu biến hoặc chống lắng đóng vai trò hỗ trợ giữ pigment và chất độn phân bố ổn định khi sơn đứng yên.

Tuy nhiên, lỗi không nhất thiết do thiếu phụ gia.

Một hệ sơn vẫn có thể tách nước nếu:

Pigment chưa phân tán tốt

Chất độn quá nặng

pH sai

Nhựa không phù hợp

Có sự tương tác bất lợi giữa các phụ gia

Vì vậy, cần nhìn vào toàn bộ công thức thay vì chỉ tăng lượng phụ gia chống lắng.

Câu hỏi thường gặp về sơn bị tách nước

Sơn bị tách nước có phải do để lâu không?

Thời gian lưu kho làm hiện tượng dễ quan sát hơn nhưng không phải nguyên nhân duy nhất. Một công thức ổn định tốt cần duy trì trạng thái chấp nhận được trong thời hạn sử dụng thiết kế.

Sơn tách một lớp nước mỏng trên bề mặt có hỏng không?

Chưa chắc. Cần kiểm tra khả năng tái phân tán, độ nhớt, pH và tính năng màng sơn sau khi khuấy.

Có thể đổ lớp nước phía trên đi không?

Không nên. Việc loại bỏ phần nước sẽ làm thay đổi thành phần công thức và có thể khiến sơn không còn đúng chỉ tiêu.

Vì sao sơn càng nhiều chất độn càng dễ tách nước?

Khi lượng chất độn cao, hệ cần đủ binder, phụ gia phân tán và cấu trúc lưu biến để giữ các hạt ổn định. Nếu mất cân bằng, nguy cơ lắng và phân lớp sẽ tăng.

Sơn bị tách nước có phải do phụ gia làm đặc kém không?

Có thể nhưng đây chỉ là một khả năng. Cần kiểm tra thêm pH, hệ phân tán, pigment, chất độn, nhựa và quy trình sản xuất.

Kiểm soát sơn bị tách nước từ công thức đến sản xuất

Sơn bị tách nước là dấu hiệu cho thấy hệ sơn đang có xu hướng mất ổn định. Nguyên nhân có thể đến từ hệ phân tán, cấu trúc lưu biến, lượng nước, nhựa, chất độn, pH hoặc chính quy trình sản xuất.

Với nhà máy sơn, phương án hiệu quả nhất không phải là thêm ngay chất làm đặc hoặc đổ bỏ phần nước phía trên mà cần xác định chính xác yếu tố gây mất ổn định.

Bằng cách kiểm soát nguyên liệu, tối ưu hệ phân tán và lưu biến, chuẩn hóa quy trình sản xuất và theo dõi độ ổn định lưu kho, doanh nghiệp có thể hạn chế đáng kể nguy cơ tách nước trong thành phẩm.

FSI Việt Nam cung cấp hóa chất, phụ gia và nguyên liệu phục vụ ngành sơn. Doanh nghiệp đang gặp vấn đề về tách nước, lắng, tăng độ nhớt, gel hóa hoặc các lỗi liên quan đến độ ổn định của công thức sơn có thể trao đổi nhu cầu thực tế để lựa chọn nguyên liệu phù hợp.

FSI Việt Nam – Hóa chất & Thiết bị điện
Hotline: 0395 895 838
Website: fsivietnam.net