Giải Pháp Đo Độ pH Trong Kiểm Soát Chất Lượng Sơn Theo ASTM D1193 và ISO 23321

Sơn là vật liệu phủ đa chức năng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, giao thông vận tải và công nghiệp, … nhằm mục đích trang trí và bảo vệ bề mặt. Việc đo độ pH của sơn là yếu tố then chốt để đạt được các đặc tính tối ưu như độ chính xác màu sắc, độ nhớt, độ ổn định, độ bám dính và thời gian khô. Trong bài viết dưới đây, hãy cùng Thiết bị Hiệp Phát tìm hiểu về những thách thức cùng giải pháp đo độ pH trong các loại sơn nhằm đảm bảo kết quả đo chính xác, kiểm soát được các đặc tính của sơn, đồng thời kéo dài tuổi thọ của cảm biến.

Tại sao phải đo độ pH trong sản xuất sơn?

Sơn được cấu tạo từ các chất màu, chất kết dính, phụ gia và dung môi, được phối trộn theo các tỷ lệ xác định. Trong đó, Độ pH là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác màu sắc, độ bền và độ ổn định của sản phẩm, đặc biệt đối với các loại sơn gốc nước và hiệu quả của chất bảo quản.

Độ pH của sơn thường được duy trì trên 7–7.5 để đảm bảo độ ổn định và kéo dài thời gian bảo quản, phù hợp với các tiêu chuẩn ASTM D1193 và ISO 23321 về chất lượng nước sử dụng trong sơn.

Nếu pH quá cao hoặc quá thấp, sơn có thể gặp các lỗi như bề mặt sơn thô ráp, xuất hiện vết nứt và độ bám dính kém.

Các chất làm đặc có thể được điều chỉnh thông qua quá trình kiềm hóa để đạt được độ nhớt mong muốn, do đó việc theo dõi chặt chẽ pH là rất quan trọng.

Thách thức khi đo độ pH của sơn

Tuy nhiên, đối với các loại sơn có độ nhớt cao, khả năng bám dính tốt khiến cho việc phân tích trở nên khó khăn nếu sử dụng cảm biến pH thông thường, dễ ảnh hưởng đến độ chính xác và giảm tuổi thọ của cảm biến.

Chính vì vậy, việc chọn điện cực phù hợp như điện cực pH InLab® Max Pro-ISM, InLab® Viscous Pro-ISM và InLab® Science Pro-ISM dùng cho phép đo pH của sơn chính là giải pháp nhằm nâng cao độ chính xác và kéo dài tuổi thọ điện cực khi làm việc với các mẫu có độ nhớt cao.

Tham khảo thêm bài viết Độ pH là gì? của Thiết bị Hiệp Phát

Giải pháp đo độ pH của sơn

Máy đo pH Mettler Toledo SevenDirect SD20 kết hợp cùng cảm biến phù hợp pH InLab® Max Pro-ISM, InLab® Viscous Pro-ISM và InLab® Science Pro-ISM chính là giải pháp đo độ pH trong kiểm soát chất lượng sơn hiệu quả.

Tiến hành đo pH trong sơn

Bước 1: Hiệu chuẩn máy đo pH

• Máy đo pH và điện cực cần được hiệu chuẩn bằng dung dịch đệm METTLER TOLEDO trước khi bắt đầu đo mẫu và nên kiểm tra sau mỗi 10 mẫu. Nếu kết quả nằm ngoài dung sai quy định, cần tiến hành hiệu chuẩn lại. Đồng thời, cần đảm bảo sử dụng dung dịch đệm mới, chất lượng cao và tuyệt đối không tái sử dụng dung dịch đệm.
• Sử dụng ít nhất hai dung dịch đệm để hiệu chuẩn bao quanh giá trị pH mẫu dự kiến. Ví dụ nếu pH mẫu khoảng 8 thì nên sử dụng dung dịch đệm pH 7.00 và 9.21.
• Độ dốc trong khoảng 95–105% và độ lệch nằm trong khoảng 0 ± 20 mV chứng tỏ điện cực đang hoạt động ổn định và đảm bảo các phép đo đáng tin cậy.
• Sau khi hiệu chuẩn, kiểm tra bằng cách đo một dung dịch đệm khác có giá trị pH đã biết nằm trong khoảng hiệu chuẩn nhưng không trùng với các dung dịch đệm đã sử dụng, ví dụ pH 8.00 trong trường hợp này.

Bước 2: Tiến hành đo pH mẫu sơn

• Mẫu sơn được đặt trong cốc và điện cực được nhúng sao cho phần juction ngập hoàn toàn trong mẫu.
• Giá trị pH cần được đo và ghi nhận tại nhiệt độ xác định.
• Sau mỗi lần đo, điện cực cần được rửa kỹ bằng nước khử ion để tránh sự tích tụ của sơn trên bề mặt.
• Để đảm bảo độ tin cậy của kết quả, mỗi mẫu nên được đo lặp lại ba lần.
• Trong trường hợp cần thiết, sau khi hoàn tất phép đo hoặc một loạt phép đo, điện cực có thể được làm sạch bằng isopropanol, ethanol hoặc các dung môi phù hợp khác, sau đó rửa lại bằng nước khử ion và ngâm trong dung dịch bảo quản InLab® trong khoảng 5 phút.
• Không nên chà xát bề mặt điện cực mà chỉ nên dùng giấy mềm để thấm nước sau khi làm sạch.

Bước 3: Bảo quản điện cực

• Khi không sử dụng, điện cực phải được bảo quản trong nắp chứa dung dịch bảo quản InLab®, tuyệt đối không được để điện cực khô hoặc ngâm trong nước cất vì có thể làm hỏng màng nhạy pH.
• Đối với điện cực InLab® Viscous Pro-ISM, điện cực sẽ hoạt động cho đến khi mức điện ly giảm xuống dưới áp suất yêu cầu; nếu điện cực có dấu hiệu hao mòn hoặc việc hiệu chuẩn và vệ sinh không mang lại kết quả đạt yêu cầu, cần thay thế điện cực. Thông thường, phải mất 12 đến 15 tháng để mức chất điện ly giảm xuống dưới phạm vi hoạt động, nhưng điều này cũng phụ thuộc vào việc sử dụng cảm biến và số lượng phép đo mẫu.
• Điện cực cần được vệ sinh định kỳ bằng dung dịch HCl 0.1 M, với tần suất phụ thuộc vào số lượng mẫu đo hàng ngày và tuổi thọ của điện cực. Cảm biến cũ cần được vệ sinh thường xuyên hơn so với cảm biến mới.

Kết quả đo độ pH trong các mẫu sơn

Mẫu sơn từ năm thương hiệu khác nhau được tiến hành đo pH. Do sự khác biệt về độ nhớt và bản chất của các mẫu, các điện cực InLab® được lựa chọn phù hợp cho từng trường hợp.

Phép đo được thực hiện bằng Máy đo pH Mettler Toledo SevenDirect SD20 cùng điện cực đi kèm, mỗi mẫu được đo lặp lại ba lần, đồng thời ghi nhận độ nhớt, độ lệch chuẩn và thời gian đáp ứng trung bình.

STT	Mẫu	Giá trị pH trung bình	Độ lệch chuẩn (n≥3)	Thời gian đáp ứng trung bình (s)
InLab® Science Pro-ISM
1	Sơn mỹ thuật (Pidilite) (Độ nhớt < 500 cps)	7.55	0.03	9
2	Sơn ô tô (Standox MIX-15I) (Độ nhớt < 1500 cps)	7.97	0.03	43
3	Chất kết dính basecoat (Cromax Pro WB2010) (Độ nhớt < 1500 cps)	8.4	0.03	131
Giải pháp SevenDirect SD20 Organic Kit
InLab® Max Pro-ISM
4	Sơn tường (Asian Paints) (Độ nhớt ~2500 cps)	9.45	0.02	56
5	Sơn tường (Dulux) (Độ nhớt ~2300 cps)	8.15	0.01	25
InLab® Viscous Pro-ISM
6	Sơn tường (Asian Paints) (Độ nhớt ≥3000 cps)	9.62	0.02	95
Giải pháp SevenDirect SD20 Viscous Kit

Từ kết quả trên cho thấy, đối với mẫu có độ nhớt:

• Thấp (dưới 1500 cP): Kết quả cho thấy điện cực InLab® Science Pro-ISM hoạt động tốt
• Từ 1500 cP – dưới 2500 cP: điện cực InLab® Max Pro-ISM được xác định là lựa chọn tối ưu nhờ thiết kế sleeve junction cố định giúp duy trì dòng chất điện ly ổn định.
• Trên 2500 cP: điện cực InLab® Viscous Pro-ISM cho thấy hiệu quả tốt nhất nhờ hệ chất điện ly SteadyForce™ được điều áp (3 bar), đảm bảo dòng điện ly đủ mạnh trong môi trường nhớt cao, ngăn tắc nghẽn tại junction và cho phép đo pH chính xác.

Tóm lại, việc pH đóng vai trò quan trọng trong kiểm soát chất lượng và độ ổn định của sơn, ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc, độ bám dính, độ nhớt và thời gian bảo quản sản phẩm. Do đặc thù mẫu sơn có độ nhớt và thành phần phức tạp, việc sử dụng điện cực pH chuyên dụng như InLab® Science Pro-ISM, InLab® Max Pro-ISM và InLab® Viscous Pro-ISM là giải pháp hiệu quả, giúp đảm bảo độ chính xác, tăng độ lặp lại của kết quả và kéo dài tuổi thọ cảm biến.

Hy vọng rằng bài viết trên đây giúp quý khách hàng hiểu rõ hơn về những thách thức cũng như giải pháp đo độ pH của sơn. Bên cạnh đó, Công ty TNHH Thiết bị Hiệp Phát cũng đang là Đại lý phân phối ủy quyền các dòng máy đo pH hãng Mettler Toledo, chuyên cung cấp các dòng máy đo pH, độ dẫn, cùng cảm biến tùy chọn theo từng ứng dụng. Nếu quý khách hàng đang có nhu cầu tìm mua các dòng máy đo pH, độ dẫn cao cấp, chính hãng đến từ hãng Mettler Toledo, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi theo Sđt: 0394.858.526 – Ms. Thảo Vy hoặc Email: sales6@thietbihiepphat.com để được tư vấn và hỗ trợ kịp thời.