Kết quả chính của đề tài | - Về khoa học: * Đã chế tạo thành công hệ sơn tường ngoại thất phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao ứng dụng cho các công trình xây dựng cho bề mặt tường và bê tông cốt thép trên cơ sở nhựa acrylic nhũ tương và các hạt vô cơ phản xạ nhiệt kích thước micro và nano: + Đã xác định được thành phần các hợp phần và tỉ lệ hạt nano SiO2 trong sơn lót kháng kiềm. Với hàm lượng nano SiO2 khoảng 2,5 % (khối lượng) đã tăng khả năng kháng kiềm của màng sơn lót. + Đã xác định thành phần các hợp phần và tỉ lệ các hợp phần của sơn phủ. Kết quả xác định ảnh hưởng của các phụ gia vô cơ phản xạ nhiệt kích thước micro và nano (hạt vi cầu rỗng, TiO2, BaSO4, ZrO2, CaSiO3) đến độ phản xạ UV-Vis-NIR cho thấy nano-TiO2 là phụ gia phản xạ nhiệt cao nhất; Hàm lượng nano-TiO2 trong màng sơn thích hợp 2%. Ở hàm lượng này, màng sơn có độ dày 60 µm có độ phản xạ trung bình ở vùng λ = 700-1400 nm là khoảng 90- 91%. + Hạt nano TiO2 do HP1 chế tạo có thể tiềm năng ứng dụng làm phụ gia phản xạ nhiệt cho hệ sơn phản xạ nhiệt mặt trời với độ phản xạ nhiệt và hiệu ứng làm mát cao. + Đã xác định hàm lượng tinh màu (tinting màu) thích hợp cho màng sơn phản xạ nhiệt mặt trời. Tinting màu vàng AXX có thể đạt độ phản xạ cao trên 80%, các tinting màu còn lại có thế pha vào sơn phản xạ nhiệt với tỉ lệ khối lượng là 10-20% (so với khối lượng sơn màu trắng) mà màng sơn vẫn có thể đạt độ phản xạ trên 80%. + Hệ sơn tường ngoại thất phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao có khả năng làm giảm nhiệt độ bề mặt bê tông khoảng 9,5oC với màu trắng và 7-8oC với màu khác và làm giảm nhiệt độ không khí trong buồng thử nghiệm mô phỏng khoảng 4,5oC đối với màu trắng và giảm 3 – 3,7oC với các màu khác so với buồng thử nghiệm không được phủ sơn. * Đã chế tạo thành công hệ sơn chống thấm mái, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao (gồm sơn lót và sơn phủ) ứng dụng cho các công trình xây dựng trên bề mặt tường và bê tông cốt thép trên cơ sở nhựa polyurethane gốc nước và các hạt vô cơ phản xạ nhiệt kích thước micro và nano. Kết quả nghiên cứu cho thấy, màng sơn có khả năng chống thấm tốt. Màng sơn dày 60 µm có độ phản xạ trung bình ở vùng λ = 700-1400 nm là khoảng 90 – 91 %, có khả năng làm giảm nhiệt độ bề mặt 9,12oC và nhiệt độ không khí trong buồng thử nghiệm là 4,21oC so với buồng thử nghiệm không được phủ sơn. * Đã chế tạo thành công hệ sơn dung môi hữu cơ, bảo vệ chống ăn mòn, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao (gồm sơn lót và sơn phủ) với các phụ gia hạt vô cơ phản xạ nhiệt: + Đã xác định ảnh hưởng của các hạt nanocarrier@Ce3+ tới tính chất và khả năng chống ăn mòn của màng sơn lót trên cơ sở nhựa epoxy. Kết quả cho thấy màng sơn chứa 1,5% hạt SiO2 biến tính mang Ce3+ có tính chất tốt chất, khả năng kháng ăn mòn cao nhất. Sau 30 ngày ngâm dung dịch NaCl tổng trở màng sơn vẫn được duy trì ở mức cao, 2.108 Ω.cm-2. + Đã xác định thành phần của lớp sơn phủ trên cơ sở nhựa polyurethane. Màng sơn có độ dày 60 µm, có khả năng phản xạ ở vùng λ = 700-1400 nm với độ phản xạ là 90,16 %. + Hệ sơn hệ sơn dung môi hữu cơ, bảo vệ chống ăn mòn, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao có khả năng giảm nhiệt độ bề mặt lên tới 19,31oC và nhiệt độ không khí trong bình thử nghiệm 15,75oC. * Đã xác định độ bền thời tiết của các màng sơn bằng thử nghiệm gia tốc thời tiết. Kết quả thử nghiệm cho thấy, sau 1560 giờ thử nghiệm thời tiết gia tốc, phân tích FE-SEM cho thấy mặc dù bề mặt màng sơn bị bào mòn tạo thành các rãnh siêu nhỏ nhưng các khuyết tật này không thể quan sát được bằng mắt thường. Màng sơn chứa hạt nano bị phấn ở cấp độ 2. Độ phản xạ giảm nhẹ khoảng 2%. Màu sắc làm giảm độ phản xạ nhiệt và hiệu quả làm mát nhưng làm tăng nhẹ độ bền thời tiết. Việc bổ sung các hạt nano TiO2 và SiO2 vào công thức lớp phủ đã làm tăng đáng kể các đặc tính của chúng, bao gồm độ phản xạ, hiệu suất cách nhiệt làm mát và khả năng chống chịu thời tiết. - Về ứng dụng: Các hệ sơn tường ngoại thất phản xạ nhiệt, hệ sơn chống thấm mái phản xạ nhiệt và hệ sơn dung môi hữu cơ bảo vệ chống ăn mòn, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao đã được chế tạo thành công. Các sản phẩm phát triển công nghệ của hợp phần đã được ứng dụng thử nghiệm trong thực tế: 1000 m2 bề mặt ngoài tòa nhà, 200 m2 diện tích mái và 1435 m2 bề mặt bồn bề chứa xăng dầu với hiệu quả làm giảm nhiệt độ bề mặt ngoại thất tòa nhà > 9oC, nhiệt độ mặt bồn bề: 9-19 và làm giảm nhiệt độ trong bồn bề > 9oC. |
Những đóng góp mới | + Sử dụng các hạt nano TiO2 làm phụ gia cho màng sơn với hàm lượng thích hợp 2%. Ở hàm lượng này, màng sơn có độ dày 60 µm có độ phản xạ trung bình ở vùng λ = 700-1400 nm là khoảng 90- 91%. Màng sơn chứa 2% nano-TiO2 có khả năng làm mát/chống nóng tốt. + Sử dụng các hạt nano TiO2 và SiO2 vào công thức lớp phủ đã làm tăng đáng kể các đặc tính của chúng, bao gồm độ phản xạ, hiệu suất cách nhiệt làm mát và khả năng chống chịu thời tiết. + Sử dụng các hạt nanocarrier mang tác nhân ức chế ăn mòn Ce3+ trong công thức sơn lót bảo vệ chống ăn mòn phản xạ nhiệt mặt trời bền thời tiết cao đã làm tăng khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp sơn. + Hoàn thiện quy trình sản xuất thử nghiệm quy mô pilot các hệ sơn phản xạ nhiệt cho công trình xây dựng (sơn tường – hệ nước), kết cấu thép (sơn dung môi) và hệ sơn chống thấm mái, phản xạ nhiệt. *** Sản phẩm cụ thể giao nộp: - Các bài báo đã công bố (liệt kê): 1. Hoang Thi Huong Thuy, Hoang Thu Ha, Nguyen Thien Vuong, and Tuan Anh Nguyen - The Alkaline Resistance of Waterborne Acrylic Polymer/SiO2 Nanocomposite Coatings - Journal of Analytical Methods in Chemistry, Volume 2022, Article ID 8266576, 7 pages (SCIE, IF2023 = 2.6, Q2). 2. Thien Vuong Nguyen, Phi Hung Dao, Tuan Anh Nguyen, Van Phuc Mac, Truc Vy Do, Thi My Linh Dang, Minh Nguyet Ha, Hoang Nghia Trinh, Dai Lam Tran, Tri Phuong Nguyen - Effects of nano-TiO2 and nano-SiO2 particles on the reflectance and weathering durability of solar heat reflectance coating - Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 442 (2023), 114752 (SCIE, IF2023 = 4,778, Q1). 3. Nguyen The Huu, Dam Thi Tam, Do Truc Vy, Nguyen Tuan Anh, Le Trong Lu, Tran Dai Lam, Nguyen Thien Vuong - Effect of silane-modified SiO2@Ce3+ nanoparticles on the mechanical property and anti-corrosion for steel of the epoxy coating – Vietnam Journal of Chemistry, 2023, 61(S3), 109-115 (VAST1,IF2023 = 1,02, ESCI,Scopus). 4. Vuong Thiên Nguyen, Truc Vy Do, Phi Hung Dao, Tuan Anh Nguyen, Dai Lam Tran - Curing process, mechanical property and thermal stability of acrylic polyurethane/Fe2O3 nanocomposite coatings – Vietnam Journal of Science and Technology (Chấp nhận đăng vào ngày 05/12/2022) (VAST 1, Scopus). - Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích (liệt kê): 1. Nguyễn Thiên Vương, Trần Đại Lâm, Trịnh Văn Thành, Đào Phi Hùng, Mạc Văn Phúc, Nguyễn Anh Hiệp, Đỗ Minh Thành, Đỗ Trúc Vy, Đặng Thị Mỹ Linh, Nguyễn Tuấn Anh, Lê Trọng Lư, Nguyễn Ngọc Linh, Đặng Việt Hưng - Sơn phản xạ nhiệt mặt trời, bền thời tiết cao – Đơn đã được chấp nhận đơn hợp lệ theo quyết định số 16377w/QĐ-SHTT ngày 23/9/2023. 2. Nguyễn Thiên Vương, Đào Phi Hùng, Mạc Văn Phúc, Nguyễn Anh Hiệp, Đỗ Minh Thành, Trịnh Văn Thành, Đỗ Trúc Vy, Trần Đại Lâm, Nguyễn Công Thành, Đặng Việt Hưng, Đường Khánh Linh, Vũ Quốc Trung - Quy trình sản xuất sơn phản xạ nhiệt mặt trời, bền thời tiết cao – Đơn được chấp nhận đơn hợp lệ theo quyết định số 16378w/QĐ-SHTT ngày 23/9/2023. - Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ): + 500 kg hệ sơn tường ngoại thất phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao (đã được ứng dụng 460 kg trên 1000 m2 tại phường Liêm Chính, thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam). + 100 kg hệ sơn chống thấm mái, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao (đã được ứng dụng 80 kg trên 200m2 tại phường Liêm Chính, thành phố Phủ Lý, tỉnh Hà Nam). + 620 kg (1435 m2) Hệ sơn bảo vệ chống ăn mòn, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao (được ứng dụng tại bể T4, công ty Cổ phần Xăng dầu dầu khí Cái Lân và kho 101, Cục Hậu cần, Bộ Quốc phòng) - Các sản phẩm khác (nếu có): + Quy trình sản xuất hệ sơn tường ngoại thất phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao với công suất 200 kg/mẻ. + Quy trình sản xuất hệ sơn thấm mái, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao với công suất 200 kg/mẻ. + Quy trình sản xuất hệ sơn dung môi hữu cơ, bảo vệ chống ăn mòn, phản xạ nhiệt, bền thời tiết cao với công suất 200 kg/mẻ. + 03 tiêu chuẩn cơ sở của các hệ sơn phản xạ nhiệt. + 01 Báo cáo kết quả triển khai sơn thử nghiệm tại các công trình quân sự và dân sự. + 01 Báo cáo so sánh hiệu quả phản xạ nhiệt của các phụ gia nano tổng hợp ở hợp phần 1 so với các phụ gia nano thương mại. + Đào tạo 01 ThS (Quyết định giao đề tài số 697-6/QĐ-ĐHCN ngày 28/6/2022, học viên đã được cấp bằng ngày 20/7/2023). 11. Địa chỉ đã áp dụng, hoặc đề nghị áp dụng (nếu có): Sản phẩm sơn của đề tài đã được ứng dụng tại: - Công ty Cổ phần xăng dầu dầu khí Cái Lân (Giếng Đáy, Thành phố Hạ Long, Quảng Ninh). - Công ty Cổ phần Phát triển Sơn Quốc tế LUXSEN (Địa chỉ ứng dụng tại Phường Liêm Chính, TP. Phủ Lý, Hà Nam) - Kho 101, Cục Hậu cần, bộ Quốc phòng (Phường Tây Tựu, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội). |