Sơn PU hai thành phần (2K PU) cho gỗ là hệ hoàn thiện đồ gỗ đóng rắn ở nhiệt độ thường: thành phần A là nhựa chứa hydroxyl (hydroxy-acrylic, alkyd hoặc polyester, dạng dung dịch hoặc phân tán), thành phần B là chất đóng rắn polyisocyanate; pha trộn tại chỗ và đóng rắn qua phản ứng cộng giữa nhóm —NCO và —OH. Khác với sơn một thành phần bay hơi vật lý, tính chất màng sơn chủ yếu do tỉ lệ pha, thời gian sử dụng sau khi pha và điều kiện đóng rắn quyết định, chứ không chỉ do dung môi bay hơi.
Tóm tắt: biến số quyết định của 2K PU cho đồ nội thất là tỉ lệ mol NCO:OH (chỉ số isocyanate) — thường 1,05–1,15 với hệ dung môi. Dưới 1,0 mạng lưới đóng rắn không đủ, màng mềm và dính; trên 1,2 còn —NCO tự do, dễ sinh lỗ rỗng CO₂ và gây mẫn hóa. Thời gian sử dụng sau khi pha thường vài giờ; với màu trắng/sáng nên dùng chất đóng rắn no mạch (HDI, IPDI) để tránh ố vàng của TDI/MDI thơm. Căn cứ: GB/T 23997-2009, GB 18581-2020, GB/T 23987-2009.
1. Cơ chế đóng rắn
Sau khi pha, oxy của hydroxyl tấn công nhóm isocyanate tạo liên kết urethane —NH—CO—O—. Ở 25 °C hằng số tốc độ cỡ 10⁻²–10⁻⁴ L/(mol·s) — phản ứng trung bình, nên có vài giờ thao tác. Ẩm trong không khí cạnh tranh với —NCO (H₂O + —NCO → —NH₂ + CO₂, rồi tạo ure), làm tiêu hao NCO hữu dụng và có thể để lại bọt khí CO₂.
Độ chọn lọc của xúc tác
Xúc tác cơ thiếc (vd DBTDL) ưu tiên phản ứng —NCO/—OH, ít bọt; amin bậc ba đẩy mạnh phản ứng —NCO/nước, làm nặng thêm lỗ rỗng CO₂, nên tránh dùng cho sơn bóng cao. Độ ẩm cao rút ngắn cửa sổ khô và sơn chồng.
2. Dữ liệu then chốt
Trích từ GB/T 23997-2009, GB 18581-2020 và GB/T 23987-2009.
- Thời gian khô (GB/T 23997-2009): khô bề mặt ≤ 1 h, khô xuyên ≤ 24 h.
- Tỉ lệ: hệ dung môi NCO:OH 1,05–1,15; hệ gốc nước 2K PU 1,2–1,5.
- Thời gian sử dụng: dung môi vài giờ; gốc nước đo được ≈ 4–6 h, tới ngưỡng mất khoảng 30 % —NCO hữu dụng.
- Độ bám (phương pháp cắt ô, GB/T 9286): ≤ hạng 1.
- Chịu mài mòn: mất khối lượng ≤ 0,050 g ở 750 g / 500 vòng (lớp phủ).
- Chống ố vàng (GB/T 23987-2009, UVA-340, bảng đen (60±3) °C, 0,68 W/m², 168 h): ΔE ≤ 3,0 (trong) / ≤ 6,0 (màu).
- VOC (GB 18581-2020): ≤ 500 g/L lớp phủ, ≤ 550 g/L sơn lót.
- TDI tự do: ≤ 0,4 % / ≤ 0,7 %.
- Kim loại nặng: Pb ≤ 90, Cd ≤ 75, Cr ≤ 60, Hg ≤ 60 mg/kg.
3. Tỉ lệ NCO:OH: công tắc của mật độ đóng rắn
Vì sao dư nhẹ NCO
Ở đúng 1,0 tỉ lệ hợp thức là chuẩn, nhưng nước vết tiêu hao —NCO; với hệ dung môi thường đặt 1,05–1,15 để bù nước và bổ sung liên kết chéo ure, tăng độ cứng và kháng hóa chất. Cần tính tỉ lệ từ chỉ số hydroxyl của polyol (mgKOH/g) và hàm lượng —NCO của chất đóng rắn, thay vì “cho nhiều cứng hơn”.
Hậu quả khi lệch mục tiêu
- NCO:OH < 1,0 (dư OH): đóng rắn không đủ, màng mềm dính, giảm kháng nước và dung môi.
- NCO:OH > 1,2 (dư NCO nhiều): —NCO tự do còn lại phản ứng với ẩm không khí → lỗ rỗng CO₂, vùng ure giòn, kèm rủi ro mẫn hóa và không đạt quy chuẩn.
Hệ gốc nước cần tỉ lệ biểu kiến cao hơn vì nước tiêu hao nhiều —NCO; đây là lỗi tính công thức phổ biến.
4. Thời gian sử dụng và cửa sổ thi công
Thời gian sử dụng là khoảng sau khi pha cho đến khi độ nhớt tăng tới mức không thi công được. Dây chuyền đồ gỗ thường pha nhiều mẻ nhỏ; quá ngưỡng thì khả năng san phẳng kém đi, sinh vỏ cam và lỗ kim. Độ nhớt và độ bóng là chỉ báo yếu — tài liệu cho thấy độ sương (haze) và độ cứng quả lắc theo dõi tốt hơn mức tiêu hao —NCO.
Quan hệ với cửa sổ sơn chồng
Sơn chồng sau khi khô bề mặt nhưng trước khi đóng rắn hoàn toàn để bảo đảm bám giữa lớp; lớp đã đóng rắn hoàn toàn cần mài nhám trước. Ngưỡng 24 h của GB/T 23997-2009 là trần để xếp nhịp.
5. Chọn chất đóng rắn: no mạch so với thơm
| Chất đóng rắn | Thời tiết / ố vàng | —NCO (điển hình) | Hoạt tính | Ứng dụng đồ gỗ |
|---|---|---|---|---|
| HDI trimer (no mạch) | tốt, không ố vàng | ≈ 21–23 % | trung bình | sơn trắng/sáng |
| IPDI / H₁₂MDI (vòng no) | tốt | ≈ 15–25 % (prepolymer) | thấp hơn (trở không gian) | thời tiết + hóa chất |
| TDI adduct (thơm) | kém, dễ ố vàng | ≈ 12–14 % | cao | sơn lót màu đậm |
| MDI polymer (thơm) | kém, dễ ố vàng | ≈ 15–25 % (prepolymer) | cao | hệ hoạt tính, được phủ che |
Với sơn đồ gỗ màu trắng/sáng, ưu tiên chất đóng rắn no mạch (HDI) hoặc vòng no; TDI/MDI thơm bị ố vàng dưới UV, chỉ nên dùng cho bề mặt tối màu hoặc lớp lót bị lớp phủ che.
6. Độ cứng phát triển và lịch đóng rắn
Độ cứng bút chì/quả lắc không đạt đỉnh ngay khi khô xuyên: mạng lưới tiếp tục đặc lại ở nhiệt độ thường, độ cứng dùng được khoảng 24 h và ổn định quanh 7 ngày. Các công đoạn đóng gói, xếp chồng và kiểm tra cần tính đủ hậu đóng rắn. Gia nhiệt nhẹ giúp nhanh hơn, nhưng tăng nhiệt quá mạnh làm nặng thêm ẩm và lỗ rỗng CO₂.
7. Câu hỏi thường gặp
Có bắt buộc pha đúng tỉ lệ?
Có — theo tỉ lệ khối lượng của nhà cung cấp, chỉ số hydroxyl và hàm lượng —NCO. Dư chất đóng rắn làm tăng —NCO tự do, gây lỗ rỗng và mẫn hóa.
Vì sao sơn trắng bị ố vàng sau thời gian?
Thường do chất đóng rắn thơm (TDI/MDI) bị ố dưới ánh sáng. Chuyển sang HDI/IPDI và nghiệm thu theo ΔE ≤ 3,0 (trong suốt, GB/T 23997-2009).
Sơn đã pha để được bao lâu?
Tùy hệ và nhiệt độ: dung môi vài giờ, gốc nước ~4–6 h. Quá thời gian sử dụng phải bỏ, không “cứu” bằng cách pha loãng.
Cần lưu ý gì về độ ẩm xưởng?
Ẩm cao đẩy nhanh phản ứng —NCO/nước → bọt khí CO₂ và bề mặt dính; thi công trong dải nhiệt–ẩm khuyến nghị.
Kiểm tra tuân thủ môi trường thế nào?
Theo GB 18581-2020: VOC ≤ 500/550 g/L, TDI tự do ≤ 0,4/0,7 %, kim loại Pb ≤ 90 / Cd ≤ 75 / Cr ≤ 60 / Hg ≤ 60 mg/kg. Yêu cầu báo cáo thử nghiệm kiểu theo GB/T 23997-2009.
Nguồn tham khảo
- GB/T 23997-2009 — sơn PU gốc dung môi cho gỗ trong nhà (hiệu lực 2010-02-01).
- GB 18581-2020 — giới hạn chất hại trong sơn gỗ.
- GB/T 23987-2009 (gia tốc thời tiết / ố vàng); GB/T 9286 (cắt ô).
- Tài liệu về 2K PU gốc nước và phương pháp xác định thời gian sử dụng (2012–2019).
Cập nhật: 2026-10-16 | Do đội kỹ thuật Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. tổng hợp. Giá trị giới hạn trích từ GB/T 23997-2009 và GB 18581-2020; đối chiếu tỉ lệ và thông số theo phiếu kỹ thuật sản phẩm. Cung cấp theo điều kiện EXW / FOB cho khách B2B.