Các nhà khoa học Việt Nam sáng chế sơn phủ chống nóng, kháng khuẩn

Thí nghiệm khả năng cách nhiệt, làm mát của màng sơn ở ngoài trời.

Đây là sáng chế của GS.TS Thái Hoàng và cộng sự - Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam).

Bảo vệ công trình

Phương pháp sản xuất hệ sơn phủ lai hữu cơ - vô cơ và hệ sơn thu được từ phương pháp này là nội dung Bằng độc quyền sáng chế số 35923 có tên “Phương pháp sản xuất hệ sơn phủ lai hữu cơ - vô cơ và hệ sơn thu được từ phươngpháp trên có khả năng chống nóng, bền mài mòn và kháng khuẩn” đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp cho GS.TS Thái Hoàng và các đồng nghiệp.

Sáng chế đề cập đến phương pháp sản xuất hệ sơn phủ lai hữu cơ – vô cơ và hệ sơn thu được từ phương pháp này, trong đó hệ sơn có thể dùng làm sơn bảo vệ cho các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng, có khả năng chống nóng, bền mài mòn và kháng khuẩn.

Theo GS.TS Thái Hoàng, do sự bùng nổ dân số thế giới, diện tích rừng/cây xanh giảm mạnh để lấy quỹ đất phục vụ sản xuất nông nghiệp và đô thị hóa đã tạo ra các hiệu ứng đảo nhiệt đô thị (urban heat island - UHI) trong các thành phố do hiện tượng hấp thụ năng lượng từ bức xạ mặt trời của các thiết bị, công trình, nhất là các tòa nhà lớn, cao tầng.

Thế nên, nhiệt độ trung bình môi trường không khí ở đô thị vào ban ngày cao hơn 2 - 5 độ C so với các khu vực nông thôn xung quanh, tạo ra các vùng vi khí hậu nóng bức, khó chịu. Vì vậy, nhu cầu về năng lượng làm mát trong nhà sẽ tăng cao.

Trong bối cảnh Trái đất “ấm” lên và yêu cầu thích nghi với biến đổi khí hậu, sử dụng lớp phủ chống nóng/làm mát cho các công trình công nghiệp và dân dụng là một trong những giải pháp quan trọng để tiết kiệm năng lượng làm mát cũng như giảm hiệu ứng đảo nhiệt đô thị.

Về lý thuyết, lớp phủ phản xạ nhiệt mặt trời gồm hai thành phần chính đó là chất tạo màng và các hạt có khả năng phản xạ bức xạ mặt trời. Trong các chất tạo màng có nguồn gốc hữu cơ, polymer acrylic nhũ tương được chú trọng và nghiên cứu nhiều do tạo ra sản phẩm tốt như có khả năng bền thời tiết, dễ thi công và có hiệu quả kinh tế cao, đặc biệt là thân thiện môi trường, an toàn cháy nổ trong lưu trữ và vận chuyển.

Kết hợp ưu thế

GS.TS Thái Hoàng cho biết, các nghiên cứu về lớp phủ phản xạ nhiệt hiện nay chủ yếu tập trung nghiên cứu trên đối tượng nhựa acrylic nhũ tương kết hợp với một số phụ gia nano như silic dioxit, hạt gốm vi cầu rỗng, TiO2… và phụ gia kháng khuẩn như ZnO, nano bạc…

Tuy nhiên, các lớp phủ này tương đối mềm, khả năng chịu mài mòn kém, nên việc phát triển các hệ sơn phủ lai vô cơ - hữu cơ để có thể cải thiện được tính chất cơ lý của màng sơn (bền mài mòn), khả năng phản xạ nhiệt và kết hợp với các phụ gia để tăng khả năng kháng khuẩn là rất cần thiết để mở rộng ứng dụng của lớp phủ bảo vệ cho các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng.

Các nhà khoa học đã giải quyết các vấn đề nêu trên, bằng cách kết hợp nền polymer acrylic nhũ tương (phần hữu cơ) với keo silic dioxit (phần vô cơ), hạt nano ZrO2 được biến tính hữu cơ, hạt micro TiO2, phụ gia kháng khuẩn, nước và các phụ gia khác cho hệ sơn nước. Sáng chế đã phát triển được hệ sơn phủ có khả năng chống nóng, bền mài mòn và kháng khuẩn.

Nhóm sản xuất hệ sơn phủ lai hữu cơ - vô cơ và hệ sơn thu được từ phương pháp này có khả năng chống nóng, bền mài mòn và kháng khuẩn. Các hệ sơn theo sáng chế có khả năng phản xạ bức xạ mặt trời tốt hơn so với hệ sơn đối chứng.

Ngoài ra, hệ sơn theo sáng chế cũng có các đặc trưng, tính chất như độ bền mài mòn, thời gian khô bề mặt, độ bền nước, độ bền kiềm, độ bền chu kỳ nóng lạnh, độ ổn định ở nhiệt độ thấp và khả năng kháng khuẩn đạt yêu cầu kỹ thuật đối với sơn trang trí. Các đặc trưng, tính chất của hệ sơn theo sáng chế đều rất tốt, đặc biệt là khả năng kháng khuẩn, bền mài mòn và phản xạ bức xạ mặt trời.

Cụ thể hơn, hệ sơn này có hệ số phản xạ bức xạ mặt trời 89,8% - 92,4%, độ bền mài mòn 230,77 - 333,33 L/mil, có khả năng diệt khuẩn mạnh với vi khuẩn gram âm (E.Coli) và gram dương (S.Aureus). Đây là các yếu tố mong đợi và cần thiết đối với hệ sơn để tạo ra ứng dụng hiệu quả trong thực tế.

Giải pháp theo sáng chế đã giải quyết được bản chất của vấn đề, cả về tính thực tiễn và học thuật. Hệ sơn và phương pháp tạo ra hệ sơn này còn phù hợp với điều kiện chế tạo, có thể áp dụng ở quy mô công nghiệp và ứng dụng tại Việt Nam.

Nhật Phong