PGS.TS. Nguyễn Thế Hữu với “Nghiên cứu sản xuất sơn nội thất kháng khuẩn phục vụ phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc”

Sáng ngày 3/12, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội tổ chức nghiệm thu cấp cơ sở đề tài NCKH tỉnh Vĩnh Phúc: “Nghiên cứu sản xuất sơn nội thất kháng khuẩn phục vụ phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc”, do PGS.TS. Nguyễn Thế Hữu chủ nhiệm đề tài.

Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, ngành sản xuất sơn cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ trong nền kinh tế quốc dân của các quốc gia trên thế giới nói chung, cũng như ở Việt Nam nói riêng. Người sử dụng sơn quan tâm nhiều đến chất lượng của sơn, cũng như các tính năng khác của chúng. Vĩnh Phúc là tỉnh đang phát triển mạnh trong cả nước, người dân có điều kiện phát triển kinh tế và thu nhập ngày càng cao. Do đó việc nghiên cứu sản xuất sơn nội thất kháng khuẩn để tạo ra lớp màng liên kết bền, sau khi khô không tan trong nước và loại sơn này bền thời tiết, đặc biệt trong các điều kiện nhiệt ẩm của khí hậu nhiệt đới. Mặt khác, sơn không sử dụng độc tố mà vẫn cho khả năng chống rêu mốc, kháng khuẩn tốt. Ngoài ra dung môi sử dụng là nước nên không ảnh hưởng đến môi trường, sức khỏe con người và không gây cháy, nổ trong quá trình sản xuất, lưu giữ và sử dụng là yêu cầu cấp thiết.

Nhận thức được tầm quan trọng của sơn không chỉ có vai trò che phủ bảo vệ vật liệu mà ngày nay sơn còn có nhiều vai trò khác như chống chịu sự thay đổi của thời tiết, chống sự phá hủy của vi sinh vật, tăng tuổi thọ của sản phẩm… Việc thực hiện đề tài này mhằm sản xuất ra loại sơn đạt TCVN 8652:2012, có khả năng kháng khuẩn để bảo vệ sức khỏe người dân, đồng thời có giá thành phù hợp với kinh tế, thu nhập của người dân.

Nghiệm thu cấp cơ sở đề tài “Nghiên cứu sản xuất sơn nội thất kháng khuẩn phục vụ phát triển kinh tế - xã hội trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc “

Nhóm nghiên cứu đã hoàn thành 12 nội dung công việc trong năm 2017 -2018 và được nghiệm thu theo từng giai đoạn thực hiện đề tài. Thông qua những nghiên cứu về kết quả thực trạng sản xuất và nhu cầu sử dụng sơn, quy trình tổng hợp nano bạc; những nghiên cứu ảnh hưởng của các thành phần đến chất lượng và khả năng kháng khuẩn của sơn nội thất trong phòng thí nghiệm; xây dựng quy trình sản xuất sơn kháng khuẩn 100kg/mẻ; hoàn thiện và phát triển sản phẩm.

PGS.TS. Phạm Văn Bổng – Phó Hiệu trưởng chủ trì buổi nghiệm thu đề tài

Nhóm nghiên cứu đã tổng hợp dung dịch hạt nano bạc trong phòng thí nghiệm. Ứng dụng khả năng diệt trừ vi khuẩn, nấm và đã thu được các kết quả sau:

- Đã chế tạo được keo nano bạc phân tán bền vững trong môi trường nước với các điều kiện thích hợp cho phản ứng là:

+ Tác nhân khử là đường glucozơ, NaBH4.

+ Chất hoạt động bề mặt là PVA.

+ Nồng độ dung dịch bạc nitrat là 0,4M.

Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ phòng, hoàn thành sau 7 giờ. Kích thước hạt nano bạc thu được dao động trong khoảng 10-20nm vì vậy quá trình trên là hợp lý và có khả năng được sử dụng trong thực tế.

Phân tán thành công nano bạc trong polyme thông dụng PVA. Kết quả này mở ra triển vọng ứng dụng nano bạc làm chất kháng khuẩn trong sơn.

- Đã tiến hành phân tích xác định hình thái, cấu trúc và tính chất của sản phẩm nano bạc bằng ảnh TEM, SEM. Kết quả thu được đã chứng minh kích thước nano (10-20nm) của bạc.

- Đã tiến hành phun thử khả năng diệt khuẩn, nấm của dung dịch hạt nano bạc nhận thấu rằng khả năng diệt khuẩn, nấm của dung dịch nano bạc rất tốt.

Lựa chọn thủy tinh lỏng kali với mô đun silic 3,2 làm chất kết dính chế tạo màng sơn và nhũ tương copolyme styren - acrylic AC 1612 với tỷ lệ sử dụng TTL/nhũ tương = 5/1 làm chất đồng tạo màng.

Lựa chọn được chất đóng rắn thích hợp cho hệ sơn silicat một thành phần là phức chất Fe - EDTA với tỷ lệ 1,5 % tính theo thủy tinh lỏng kali.

Nghiên cứu được cấp phối chế tạo sơn màu vô cơ sử dụng chất kết dính thủy tinh lỏng và các thành phần chất màu, chất độn vô cơ khác. Tỷ lệ chất kết dính và hợp phần khô trong hỗn hợp sơn là CKD/Hợp phần khô = 20/30. Trong hợp phần khô thì tỷ lệ chất màu/chất độn = 10/20. Đối với cấp phối sơn màu đỏ thì hợp phần khô có tỷ lệ TiO2/Fe2O3 = 5/5; sơn màu xanh thì hợp phần khô có tỷ lệ TiO2/Cr2O3 = 3/7.

- Đã nghiên cứu sử dụng hợp lý các loại phụ gia làm tăng cao chất lượng cho sơn, cụ thể sử dụng phụ gia phân tán ở hàm lượng 0,3 %, phụ gia phá bọt ở hàm lượng 0,3 % và phụ gia làm đặc ở hàm lượng 0,4 % tính theo khối lượng sơn. Sử dụng phương pháp nghiền bi để phân tán hỗn hợp bột rắn, tỷ lệ nước/chất màu = 1/4 tính theo khối lượng, thời gian nghiền là 90 phút. Sơn được tạo ra nhờ quá trình khuấy trộn pha loãng paste màu và bổ sung phụ gia. Paste màu thu được từ công đoạn nghiền được định lượng cùng với lượng nước còn lại theo tính toán rồi đưa vào thùng khuấy, bật máy khuấy chạy với tốc độ vừa phải (600 vòng/phút), để máy khuấy chạy 15 phút rồi định lượng thủy tinh lỏng và nhũ acrylic đưa vào thùng khuấy, cho khuấy tiếp 15 phút. Sau đó định lượng nano bạc, phụ gia phá bọt, chất đóng rắn đưa vào thùng khuấy, để khuấy tiếp 15 phút. Cuối cùng định lượng phụ gia làm đặc đã được ngâm với nồng độ 2% đến độ nhớt tối đa và cho vào máy khuấy, để máy khuấy chạy 30 phút rồi dừng.

- Đã xây dựng được 5 loại sơn và quy trình sản xuất sơn nội thất khác nhau nhằm phát triển sản phẩm.

- Đã đăng ký nhãn hiệu, mã vạch, mã số.

- Đã thiết kế được nhãn sản phẩm sơn nội thất. Thiết kế bản mầu sản phẩm. Tính được giá thành sản phẩm. Sản phẩm có tính cạnh tranh cao.

Nhóm nghiên cứu cũng đã ứng dụng sơn vào 2 ngôi nhà (1 ở tỉnh Vĩnh Phúc, 1 ở Hà Nội) và kết quả ban đầu cho chất lượng tốt.

Từ những kết quả nghiên cứu, PGS.TS Nguyễn Thế Hữu và nhóm nghiên cứu đề xuất với Sở Khoa học và công nghệ tỉnh Vĩnh Phúc tạo điều kiện cho nhóm thực hiện đề tài và doanh nghiệp tiếp tục nghiên cứu sơn ngoại thất và sơn lót.

Hội đồng nghiệm thu đánh giá đề tài đã hoàn thành được mục tiêu đề ra, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Hội đồng nhất trí nghiệm thu và yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện để bảo vệ đề tài ở cấp cao hơn.