Applications

Các peroxit hữu cơ dùng trong hệ thống đóng rắn sơn ô tô

July 4, 2026 3 min read

Tổng quan

Thị trường sơn ô tô toàn cầu có giá trị vượt quá 25 tỷ USD mỗi năm, phục vụ cả phân khúc OEM (nhà sản xuất thiết bị gốc) và phân khúc sơn sửa chữa. Các hệ thống sơn ô tô hiện đại có cấu trúc nhiều lớp: sơn lót điện phân (e-coat), sơn lót bề mặt/sơn lót kết hợp, lớp sơn nền và lớp sơn bóng. Mỗi lớp yêu cầu hóa học đóng rắn cụ thể, và các peroxit hữu cơ đóng vai trò quan trọng trong cả công thức sơn lỏng và sơn bột.

Các thách thức của ngành bao gồm: giảm phát thải VOC (thúc đẩy sự chuyển đổi sang sơn bột và sơn gốc nước), rút ngắn chu kỳ đóng rắn để cải thiện năng suất, tạo ra lớp sơn bóng chống trầy xước và đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về khả năng chịu thời tiết (ví dụ: phơi nắng ở Florida trong 5 năm, ΔE < 2,0).

Cơ chế hóa học

Các peroxit trong sơn ô tô có hai chức năng chính:

  • Làm cứng nhiệt cho sơn bột: Trong các loại sơn bột hỗn hợp polyester/epoxy, các peroxit (như Perodox DCP hoặc BPO) phân hủy ở nhiệt độ 160-200°C để tạo ra các gốc tự do liên kết chéo ma trận nhựa. Thời gian đóng rắn thường là 10-20 phút ở 180°C.
  • Tổng hợp nhựa acrylic: Các chất khởi động AZO (AIBN, V-601) được sử dụng để trùng hợp các polyol acrylic cho nhựa lớp nền và lớp phủ trong suốt. Việc lựa chọn chất khởi động quyết định trọng lượng phân tử, độ đa phân tán và màu sắc — tất cả đều rất quan trọng đối với các tiêu chuẩn về ngoại hình của ô tô.

Đối với sơn bột, thời gian tạo gel (thời gian để đạt trạng thái gel ở nhiệt độ đóng rắn) quyết định độ chảy và độ phẳng trước khi liên kết chéo khóa cấu trúc màng.

Khuyến nghị về sản phẩm

Sản phẩm Tên hóa học Số CAS Ứng dụng
Perodox DCP Dicumyl peroxide 80-43-3 Sơn bột polyester, sơn lót-sơn phủ bề mặt
Perodox BPO Benzoyl peroxide 94-36-0 Sơn lót polyester không bão hòa, đóng rắn bằng bột trét
AIBN Azobis(isobutyronitril) 78-67-1 Hợp chất polyol acrylic dùng để tổng hợp lớp sơn bóng
Perodox 101 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-BuP)hexane 78-63-7 Sơn bột chịu nhiệt độ cao, bề mặt mờ
Perodox TBPB tert-Butyl peroxybenzoat 614-45-9 Làm cứng lớp gel-coat, bột trét sửa chữa

So sánh: Hệ thống đóng rắn sơn bột và sơn lỏng

Thông số Sơn bột (DCP, 180°C) Lỏng 2K (Isocyanate, 20-80°C) Sơn lỏng 1K (Melamine, 140°C)
Loại chất liên kết chéo Gốc peroxide Isocyanate (NCO/OH) Melamine (phản ứng transetherification)
Nhiệt độ đóng rắn 160–200°C Nhiệt độ phòng - 80°C 120–160°C
Thời gian đóng rắn 10–20 phút 30–60 phút (khô nhanh) 20–30 phút
VOC Không Trung bình (dung môi) Trung bình (dung môi)
Độ dày lớp sơn 40–100 μm (một lớp) 30–60 μm 30–50 μm
Khả năng chống trầy xước Tốt Rất tốt Tốt
Khả năng chống lão hóa (ΔE sau 5 năm) 1,5–2,5 0,5–1,5 1,0–2,0

Nghiên cứu điển hình: Phát triển lớp sơn trong suốt chống trầy xước

Một nhà cung cấp sơn cho các nhà sản xuất ô tô (OEM) đang phát triển một loại lớp phủ trong suốt thế hệ mới với yêu cầu cải thiện khả năng chống trầy xước (10 lần chà xát kép bằng máy đo độ mài mòn Crockmeter, Δ20° độ bóng <3%) đồng thời duy trì chỉ số DOI (độ rõ nét hình ảnh) >85.

Giải pháp: Do Sender Chem đề xuất tổng hợp polyol acrylic bằng cách sử dụng AIBN với nồng độ 0,3% trọng lượng trong hỗn hợp butyl acetate/xylene (tỷ lệ 50:50) ở 80°C, tạo ra một loại nhựa có chỉ số PDI hẹp (1,4) với Mw 15.000 và giá trị OH 120 mg KOH/g. Loại nhựa này được liên kết chéo với polyisocyanate (trimer HDI) ở tỷ lệ NCO/OH = 1,05.

Kết quả:

  • Khả năng chống trầy xước: Độ bóng giảm Δ20° là 1,8% sau 10 lần chà xát hai chiều (từ 4,5%)
  • DOI: 89 (từ 82)
  • Độ bóng 20°: 92 (từ 88)
  • Khả năng chịu thời tiết (QUV 3000h): ΔE 0,8 (từ 2,1)
  • Khả năng chống ăn mòn (10% H₂SO₄, 24h): Không có thay đổi rõ rệt

Xu hướng trong hóa học sơn ô tô

Ngành công nghiệp sơn ô tô đang phát triển nhanh chóng: (1) Làm cứng ở nhiệt độ thấp — các peroxit có nhiệt độ phân hủy thấp hơn (Perodox TBPB) cho phép làm cứng trên các chất nền nhạy cảm với nhiệt độ; (2) Lớp sơn trong suốt có thể làm cứng bằng tia UV — các hệ thống khởi đầu quang hóa bổ sung cho quá trình làm cứng bằng peroxit nhiệt để tạo ra các công thức làm cứng kép; (3) Hỗn hợp bột gốc nước — kết hợp hóa học bột không chứa VOC với phương pháp phun gốc nước; (4) Polyol acrylic có nguồn gốc sinh học — nguyên liệu monome tái tạo đòi hỏi sự tối ưu hóa tương tự đối với chất khởi động AZO. Đội ngũ công nghệ sơn của chúng tôi hỗ trợ phát triển công thức và tuân thủ các quy định (REACH, GB Trung Quốc, EPA).

Khám phá danh mục sản phẩm của chúng tôi

Khám phá các loại peroxit hữu cơ có độ tinh khiết cao, chất khởi động azo và các chất trung gian hóa học tinh khiết dành cho các ứng dụng công nghiệp của quý vị.