Các loại sơn dung môi hữu cơ hiện nay thường sử dụng chất tạo màng trên cơ sở các polyme hữu cơ tự nhiên hoặc tổng hợp như: sơn dầu, sơn alkyd, sơn acrylic, sơn latex, sơn epoxy, sơn acrylic/epoxy hybrid, sơn polyurethane, sơn polyester… Các polyme hữu cơ chỉ có thể hoà tan trong một số loại dung môi hữu cơ như: aceton, benzen, xylen, toluen, methanol, butanol, butyl axetat, ethyl axetat… Thông thường lượng dung môi sử dụng trong sơn chiếm từ 40 – 50% khối lượng sản phẩm. Tùy theo chủng loại sơn mà có thể sử dụng các dung môi khác nhau. Các nhóm dung môi thường được dùng bao gồm:

– Dung môi có chứa nhân thơm (toluene, xylen..) 30%

– Dung môi dạng mạch thẳng 27%

– Dung môi gốc xeton (methyl ethyl xeton-MEK, MIBK) 17%

– Dung môi gốc alcohol (butyl alcohol, ethyl alcohol..) 17%

– Dung môi khác 14%

Dung môi hữu cơ dùng cho sơn là loại dễ cháy, hơi của chúng khi bốc lên sẽ kết hợp với không khí tạo thành hỗn hợp khí dễ bắt cháy khi có nguồn nhiệt hoặc các tác nhân kích thích khác như tia lửa điện, hồ quang điện… Các dung môi hữu cơ đều độc đối với con người, hơi của chúng có tác hại cho đường hô hấp, đ­ường máu và tác dụng vào da gây bệnh ngoài da. Trong quá trình khô của lớp màng sơn, dung môi sẽ từ từ thoát ra khỏi bề mặt và khuếch tán vào không khí. Lượng dung môi dùng càng lớn, diện tích sơn phủ càng nhiều thì nồng độ dung môi trong không khí càng cao, thời gian tiếp xúc lâu dài sẽ tác dụng đến sức khoẻ con người càng nhiều.

VOC là gì?

Lượng dung môi hữu cơ phát thải ra môi trường được đặc trưng bởi chỉ số VOC (Volatile organic compounds). VOC là các hóa chất bay hơi rất nhanh, khi đã lẫn vào không khí, nhiều loại VOC có khả năng liên kết lại với nhau hoặc liên kết với các phần tử khác trong không khí tạo ra các hợp chất mới. Cụm từ VOC thường dùng để nói đến hỗn hợp các chất hữu cơ độc hại bay trong không khí xuất phát từ các sản phẩm do con người chế tạo, chẳng hạn như các dung môi toluen, xylene và dung môi thơm. VOC có ở hầu hết các loại sơn như sơn dầu, sơn nội thất, ngoại thất, keo hồ, các sản phẩm chùi dọn, dung môi làm loãng sơn, xăng dầu. VOC thải ra từ sơn là tổng các hợp chất hữu cơ bay hơi thoát ra từ quá trình sơn, khi chúng bị cháy sẽ bay hơi và có khả năng kết hợp với chất hữu cơ vô hại khác hoặc các thành phần phân tử khác trong không khí tạo ra những hợp chất mới gây ô nhiễm môi trường, gây hiệu ứng nhà kính và gây ảnh hưởng cho sức khỏe con người.

Ảnh hưởng của VOC đến sức khỏe con người

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi sinh của Mỹ thì 9% hợp chất gây ô nhiễm môi trường là do hàm lượng VOC từ trong sơn thải ra. Nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới đã chứng minh rằng một số hóa chất được tìm thấy trong những dòng sơn không tốt đã gây tác hại xấu đến thai nhi. Con người dễ bị dị ứng, đau đầu, chóng mặt, nhức mắt, khó thở, dị ứng da (khô hoặc nứt da) khi vừa tiếp xúc với các loại sơn sử dụng dung môi hữu cơ. Theo báo cáo của của Hiệp hội các bệnh về phổi ở Mỹ (American Lung Association), VOC có thể gây khó chịu mắt và da, các vấn đề liên quan đến phổi và đường hô hấp, gây nhức đầu, chóng mặt, các cơ bị yếu đi hoặc gan và thận bị hư tổn.

Tại Việt Nam hiện nay nhiều loại sơn có tác hại xấu đến sức khỏe con người và môi trường sống vẫn đang được sử dụng để sơn nhà ở, nơi làm việc, các máy móc thiết bị, các tòa cao ốc, các căn hộ cao cấp… Đó là những loại sơn có hàm lượng VOC rất cao như sơn dầu, sơn Polyurethane (PU), sơn Nitro Cellulose (NC)… thậm chí, nhiều thương hiệu sơn có tên tuổi vẫn sản xuất những dòng sơn dầu hoặc sơn dung môi hữu cơ độc hại, gây ô nhiễm môi trường. Nhiều nghiên cứu cho thấy lượng VOC bên trong nhà có thể cao hơn 10 lần so với bên ngoài, và có khi tăng cao đến hơn 1.000 lần sau khi một lớp sơn mới được sơn lên bề mặt kim loại.

Xu thế phát triển công nghệ sản xuất sơn trên thế giới hiện nay

Từ trước đến nay, hệ sơn dung môi hữu cơ chiếm chủ yếu trong hầu hết các loại sơn trên thế giới. Do tác động không tốt đối với môi trường, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, dễ cháy nổ mà các loại sơn dung môi hữu cơ gây ra, vì vậy các nhà khoa học trên thế giới đã kêu các hãng sản xuất sơn phải chú trọng ưu tiên vào sản xuất hệ sơn không chứa dung môi hữu cơ nhằm hạ thấp hàm lượng các chất bay hơi (VOC).

Qua nhiều thập niên, từ năm 1975-2009, lượng VOC trong sơn đã giảm dần từ 750 xuống 560 – 450 – 300 – 100 – 50  g/l và gần đây, vào năm 2008-2009 rất nhiều hãng sơn đã thành công trong việc sản xuất ra những dòng sơn Zero VOC. Theo tiêu chuẩn xanh của Mỹ (GREEN SEAL STANDARD FOR PAINTS AND COATINGS) quy định hàm lượng chất VOC cho phép ở trong sơn là <50- 150 g/l.

Thực tế hiện nay trên thế giới đã có nhiều hãng sản xuất chuyển từ sơn dung môi hữu cơ sang sơn dung môi nước, tuy nhiên các hệ sơn dung môi nước hiện nay vẫn còn sử dụng chất tạo màng là các loại nhựa như alkyd, acrylic latex, epoxy, acrylic/epoxy hybrid, polyurethane, polyester… và do đó hệ sơn này vẫn còn mang các nhược điểm của hợp chất hữu cơ, gây ảnh hưởng xấu tới môi trường và sức khỏe con người.

Sơn vô cơ chịu nhiệt – BKV và những ưu điểm của nó

Xuất phát từ suy nghĩ cần phải tạo ra hệ chất tạo màng ưa nước để chế tạo sơn thân thiện môi trường, từ những năm 1990 nhóm các nhà khoa học thuộc Viện Kỹ thuật Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tập trung nghiên cứu và đã tổng hợp được một số hệ chất tạo màng trên cơ sở polyme vô cơ. Các polyme vô cơ tan tốt trong nước, bền cơ và nhiệt cao vì vậy khi sử dụng để sản xuất sơn sẽ tạo ra sản phẩm sơn không chỉ thân thiện môi trường mà còn có khả năng chịu nhiệt độ cao. Sản phẩm Sơn vô cơ chịu nhiệt – BKV ra đời không chỉ là một sản phẩm thân thiện môi trường vào bậc nhất hiện nay (VOC = 0) mà còn đáp ứng yêu cầu sơn phủ bảo vệ bề mặt các đường ống dẫn khí nóng, các lò đốt, các loại nồi hơn, các hệ thống sấy công nghiệp… tại nhiều cơ sở sản xuất ở nước ta.