Nghiên cứu công nghệ sản xuất sơn nano chống thấm sử dụng vật liệu silica được sản xuất từ vỏ trấu và bột talc trên địa bàn tỉnh Phú Thọ.

         - Đánh giá được độ chống thấm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm hiện trường.

 1. Xây dựng quy trình chế tạo silica từ vỏ trấu

Đề tài đã hoàn thiện được quy trình chế tạo silica từ vỏ trấu, sơ đồ quy trình chế tạo nano silica từ vỏ trấu

Mô tả quy trình

Phương pháp sản xuất bao gồm các công đoạn: than hóa trấu; xử lý than trấu trong dung dịch kiềm, nhờ đó rửa giải và thu hồi SiO₂ từ tha trấu, hoạt hóa than trấu đã được rửa giải SiO₂.

Giai đoạn 1: Than hóa trấu

Vỏ trấu được rửa kỹ bằng nước để loại bỏ sự có mặt của các hạt hòa tan, bụi và các chất bẩn khác, theo đó các tạp chất nặng như cát cũng bị loại bỏ.Sau đó, vỏ trấu được đốt trong lò khí ở 650 - 700oC trong 24h. Tiếp tục nung nó ở nhiệt độ 800oC trong 60 phút. Nhờ quá trình than hóa này, tất cả hơi ẩm và các thành phần hữu cơ dễ bay hơi chứa trong trấu bị loại bỏ hoàn toàn. vỏ trấu nung ở nhiệt độ 800oC, cuối cùng chỉ còn lại những hạt SiO₂ có độ tinh khiết cao.

Giai đoạn 2: Thu hồi SiO₂

Để đảm bảo độ sạch độ tinh khiết cao nano silica được chế tạo bằng solgen thông qua hòa tan than tro trấu trên đây trong dung dịch NaOH 2,5M:

Cho 10 gam tro trấu vào cốc thủy tinh 500 ml, thêm 200 ml dung dịch NaOH 2,5M.

Đặt cốc thủy tinh gồm tro trấu với dung dịch NaOH này vào bể điều nhiệt đun ở nhiệt độ là 100oC và thời gian là 2 - 4h.

Sau quá trình đun cách thủy hoàn toàn ta tiến hành lọc thu được dung dịch NaSiO₃ và than bã thải đã rửa giải SiO₂

Phần dung dịch NaSiO₃: Ta thêm dung dịch HCl 2M với lượng phù hợp vào dung dịch cho đến môi trường axit (thử bằng giấy pH). Hỗn hợp bây giờ ở dạng Gel, Gel thu được đem rửa sạch bằng nước cất nhiều lần đến môi trường trung tính (thử bằng giấy pH) để loại bỏ các chất bẩn và ion Cl^-. Sau đó ta tiến hành đem Gel đi sấy tự nhiên và sấy ở 100OC trong thời gian 24 giờ, đem nung

ở   550oC trong thời gian 2 giờ. SiO₂ được thu hồi theo tỷ lệ 0,24 g SiO₂ cho 1 gam than trấu.

Phần than trấu đã rửa giải SiO₂: Cho than trấu phản ứng trực tiếp với NaOH ở nhiệt độ 800oC, thời gian 30 phút trong lò hoạt hóa với điều kiện là tỷ lệ khối lượng giữa than trấu và NaOH là 1:1. NaOH được sử dụng dưới dạng hòa tan trong dung dịch nước có nồng độ 10M, nên ở công đoạn hoạt hóa nó có thể tiếp xúc đều với bề mặt các hạt than trấu.

2. Xây dựng quy trình xử lý bột Talc làm nguyên liệu

Đề tài đã xây dựng qui trình xử lý bột talc phục vụ cho quá trình sản xuất

sơn chống thấm, sơn gốc nước, sơn ngoại thất: chế tạo bột talc với dụng kỹ thuật xay nghiền cơ. Sau đó rửa và sấy. Đã chế tạo 10 kg Silica có kích thước cớ hạt <35µm. Đã phân tích các thành phần trong bột talc tại Phú Thọ, để làm sơn chống thấm.

3.  Xây dựng quy trình chế tạo sơn chống thấm cao cấp sử dụng silica và bột Talc được chế tạo

Đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng silica, bột talc đến khả năng chống thấm của sơn. Tăng hàm lượng silica trong sơn làm tăng khả năng chống thấm của sơn, đến 5% hàm lượng silica trong sơn cho khả năng chống thấm tốt nhất. Hàm lượng bột talc cho vào sơn làm khả năng chống thấm biến đổi và chống thấm tốt nhất với hàm lượng bột talc là 3%. Từ đó đề tài đã xác định được quy trình chế tạo sơn chống thấm cao cấp sử dụng silica và bột Talc.

4.  Chế tạo 50 kg sơn chống thấm, đánh giá mức độ chống thấm của sơn trong phòng thí nghiệm và hiện trường

Đề tài đã chế tạo được 50kg sơn chống thấm. Vật liệu sơn chế tạo có tính chất cơ học nằm trong giới hạn cho phép theo qui chuẩn Việt Nam. Khi phối trộn các chất phụ gia (talc, silica) vào trong sơn làm tăng khả năng chống thấm của sơn. Đã sơn thử nghiệm đánh giá chất lượng đạt kết quả theo yêu cầu chất lượng.

Đề tài đã xây dựng được 01 tiêu chuẩn cơ sở cho sơn chống thấm, làm cơ sở kiểm tra chất lượng và chuẩn hóa qui trình sản xuất.