Nghiên cứu chế tạo vật liệu bột nano oxit thiếc và bột borosilicate cấu trúc xốp nano để sản xuất các vật liệu xây dựng "xanh"

Trên cơ sở tổng kết đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về vật liệu nano sử dụng trong sản xuất vật liệu thân thiện với môi trường và xu hướng công nghiên cứu liên quan đến sản xuất vật liệu xây dựng, đồng thời căn cứ vào nhu cầu sử dụng trong nước cũng như giải pháp công nghệ của các đơn vị sản xuất, nhóm nghiên cứu của Viện Nghiên cứu và Phát triển Viglacera, Tổng công ty Viglacera - CTCP do TS. Kiều Lê Hải đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu bột nano oxit thiếc và bột borosilicate cấu trúc xốp nano để sản xuất các vật liệu xây dựng "xanh" với mục tiêu là nghiên cứu chế tạo và ứng dụng hai loại màng phủ: màng phủ đi từ hạy nano SnO₂ pha tạp Sn phục vụ chống nóng cho tòa nhà đã xây dựng và màng phủ đi từ bột borosilicate cấu trúc xốp nano phục vụ cho sản xuất sứ vệ sinh và gạch ốp lát tự làm sạch. Từ đó sẽ giúp các doanh nghiệp Việt Nam chủ động trong sản xuất, tăng sức cạnh tranh trong quá trình hội nhập quốc tế nói chung và giúp cho Viện Nghiên cứu và Phát triển Viglacera làm chủ được công nghệ phủ màng mỏng trên các vật liệu xây dựng như kính, sứ, gạch và làm chủ từ công tác chế tạo vật liệu đến công tác hoàn thiện sản phẩm để phục vụ cho lĩnh vực sản xuất của Tổng Công ty Viglacera nói riêng.

Các nội dung triển khai nghiên cứu bao gồm: Tổng quan nghiên cứu ứng dụng lớp phủ chức năng trong nước và trên thế giới. Quy trình công nghệ chế tạo bột SnO₂ pha tạp. Quy trình công nghệ chế tạo bột borosilicat cấu trúc xốp nano. Quy trình công nghệ chế tạo keo vô cơ hệ silicate. Quy trình công nghệ phủ lớp ngăn cản nhiệt trên kính xây dựng. Quy trình công nghệ phủ lớp siêu kỵ nước trên sứ vệ sinh. Ứng dụng bột nano và bột borosilicat cấu trúc xốp để sản xuất vật liệu xây dựng xanh.

Trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài, sau 3 năm tiến hành nghiên cứu (12/2012-12/2015), nhóm nghiên cứu đã đạt được những kết quả đạt như sau: 
- Xác định được các thông số tối ưu cho quy trình công nghệ chế tạo vật liệu nano SnO₂ pha tạp Sb, có độ lặp lại, ổn định cao, phù hợp với việc chế tạo quy mô lớn. 
- Xác định được các thông số tối ưu cho quy trình công nghệ chế tạo vật liệu bột borosilicate cấu trúc xốp nano, so sánh chấtl ượng bột nano chế tạo theo hai phương pháp hóa học và phương pháp nấu chảy, từ đó lựa chọn phương pháp hóa học là phương pháp tối ưu, mang lại chất lượng đồng đều, có khả năng kỵ nước cao.
- Xác định được các thông số tối ưu cho quy trình công nghệ chế tạo hệ keo phủ silica, có độ lặo lại, ổn định cao, phù hợp với việc chế tạo quy mô lớn. 
- Xác định được công nghệ phủ phù hợp với màng nano oxit thiếc trên kính và màng borosilicate trên sứ vệ sinh.

- Triển khai phủ màng nano oxit thiếc và màng borosilicate trên các mẫu vật kiệu xây dựng như kính khổ lớn, sứ vệ sinh và gạch ốp lát.

Các sản phẩm do đề tài tạo ra đều đạt chất lượng vượt trội so với các mức chỉ tiêu trong nghiên cứu và so với các sản phẩm tương đương do nước ngoài sản xuất. Ngoài các tính năng chính như cản hồng ngoại và kỵ nước, các sản phẩm còn đáp ứng được các yêu cầu về độ bền như tính bám dính, độ bền ẩm, độ bền nhiệt, độ bền hóa học,.. Do vậy, sản phẩm có thể mở ra triển vọng thương mại hóa sản phẩm. Đem lại giải pháp cho cải tạo lại các công trình đã xây dựng như chống được nóng, tiết kiệm năng lượng. Tạo ra các sản phẩm có giá thành rẻ phù hợp với khả năng đầu tư cho các chủ công trình. Dễ dàng áp dụng đối với nhiều đối tượng (cả công trình mới và cũ). Những tính năng về khả năng tự làm sạch của lớp phủ nano khi áp dụng cho sứ vệ sinh, gạch ốp lát giúp tiết kiệm chi phí nhân công và hóa chất tẩy rửa bảo dưỡng công trình.

Các kết quả nghiên cứu đã được đăng trên tạp chí Vật liệu Xây dựng, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các Trường Đại học Kỹ thuật. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 12200-2016) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.