Sơn đã đạt màu, độ bóng và độ phủ nhưng vẫn bong tróc, phồng rộp hoặc dễ bị tróc khi thử độ bám dính? Đây là vấn đề không ít nhà sản xuất gặp phải, đặc biệt khi phát triển sơn cho các nền vật liệu có tính chất bề mặt khác nhau như kim loại, kính, khoáng chất hoặc nhựa.

Trong thực tế, tăng bám dính không đơn giản là bổ sung thêm một loại phụ gia vào công thức. Độ bám của màng sơn là kết quả của sự tương tác giữa chất tạo màng – nền vật liệu – bề mặt tiếp xúc – điều kiện đóng rắn. Vì vậy, muốn cải thiện adhesion một cách ổn định, cần xác định đúng nguyên nhân trước khi lựa chọn chất tăng bám dính cho sơn.

Vì sao sơn bám dính kém?

Khi màng sơn không bám tốt, nguyên nhân có thể xuất phát từ nhiều vị trí trong hệ:

Bề mặt nền chưa được làm sạch hoặc xử lý phù hợp.
Năng lượng bề mặt của nền vật liệu thấp, khiến sơn khó trải đều.
Chất tạo màng không tương thích tốt với nền vật liệu.
Hệ pigment/filler làm thay đổi cấu trúc và tính chất màng.
Quá trình đóng rắn chưa hoàn toàn.
Màng sơn có ứng suất nội cao hoặc độ dày không phù hợp.
Tương tác giữa màng sơn và chất nền chưa đủ mạnh.

Vì vậy, trước khi tìm một chất tăng bám dính, nhà phát triển công thức nên xác định: Vấn đề nằm ở khả năng tiếp xúc với bề mặt hay nằm ở tương tác giữa màng sơn và nền?

Đây là hai bài toán khác nhau và có thể cần hai hướng xử lý khác nhau.

Các yếu tố cần kiểm tra trước khi tối ưu tăng bám dính

Bề mặt nền

Một lớp sơn chỉ có thể bám tốt khi tiếp xúc đủ với bề mặt.

Dầu, bụi, hơi ẩm, lớp oxy hóa hoặc các chất tồn dư đều có thể tạo thành lớp ngăn cách giữa sơn và nền. Với các vật liệu như nhựa hoặc một số bề mặt khó sơn, năng lượng bề mặt thấp cũng có thể khiến khả năng thấm ướt bị hạn chế.

Do đó, xử lý bề mặt là bước đầu tiên cần kiểm tra khi gặp vấn đề về bám dính.

Chất tạo màng

Chất tạo màng quyết định cấu trúc và nhiều tính chất cơ bản của màng sơn, đồng thời ảnh hưởng đến khả năng tương tác với nền.

Một hệ tạo màng phù hợp với kim loại chưa chắc mang lại hiệu quả tương tự trên nhựa hoặc nền vô cơ. Vì vậy, việc lựa chọn nhựa sơn phù hợp với nền vật liệu cần được thực hiện trước khi tìm giải pháp phụ gia.

Khả năng làm ướt bề mặt

Ngay cả khi chất tạo màng có khả năng tương thích tốt, sơn vẫn khó đạt độ bám dính cao nếu không làm ướt tốt bề mặt.

Khi khả năng làm ướt không đủ, diện tích tiếp xúc thực tế giữa lớp phủ và nền vật liệu bị hạn chế, từ đó ảnh hưởng đến độ bám của màng.

Khi nào nên sử dụng chất tăng bám dính?

Sau khi đã kiểm tra tất cả các yếu tố trên, nếu vấn đề vẫn nằm ở tương tác tại bề mặt tiếp xúc, chất tăng bám dính có thể trở thành một hướng giải pháp đáng xem xét.

Một số silane có cấu trúc cho phép tạo cầu nối giữa pha polymer hữu cơ và bề mặt vô cơ. Phần silane có các nhóm alkoxy có thể thủy phân, sau đó tạo silanol và tương tác với các nhóm hoạt tính trên bề mặt như Si–OH hoặc các oxide/hydroxide kim loại.

SiSiB OP 3160 – một hướng giải pháp cho hệ sơn gốc nước

Trong nhóm nguyên liệu hỗ trợ tăng bám dính cho sơn, SiSiB OP 3160 là một lựa chọn đáng quan tâm đối với các hệ cần giải pháp epoxy silane dạng nước.

Theo tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất, SiSiB OP 3160 là Epoxy Silane Hydrolysate, dạng chất lỏng trong đến vàng nhạt. Sản phẩm được sử dụng trong các lĩnh vực như coating, resin, fiberglass, sealant và foundry; đồng thời có thể được sử dụng như chất tăng bám dính trong hệ polymer gốc nước.

Một điểm đáng chú ý là OP3160 có thể pha loãng bằng nước cất, với khoảng pha loãng được nhà sản xuất đưa ra từ 0,5–25%, trong khi liều tối ưu cần được xác định theo từng công thức.

Điều này khiến OP 3160 đáng cân nhắc trong quá trình nghiên cứu các công thức coating gốc nước khi mục tiêu là cải thiện tương tác giữa polymer và bề mặt vật liệu.