Vật liệu pigment MgCr2O4 do nhóm chế tạo. Ảnh: NNC

Các chất màu vô cơ (pigment) có vai trò quan trọng, làm tăng giá trị, sức hấp dẫn của sản phẩm trong ngành sản xuất gốm sứ, thủy tinh, sơn, mực in, xây dựng… Hiện nay, công nghệ sản xuất các chất màu ngày càng được quan tâm đầu tư, nghiên cứu để tạo ra những sản phẩm đáp ứng được yêu cầu của thị trường. Do vậy, quá trình sản xuất pigment chất lượng cao đã và đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm và tập trung nghiên cứu. Chất tạo màu có ứng dụng quan trọng lĩnh vực chế tạo sơn, đặc biệt là sơn dùng trong công nghệ quốc phòng. Bởi những sản phẩm này đòi hỏi những chỉ tiêu, tính chất tốt như bền nhiệt, bền môi trường, chịu tác động khắc nghiệt của thời tiết,...

Để sản xuất pigment chất lượng cao, kích thước hạt nhỏ, ổn định và bền màu, nhóm tác giả ở Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga, Chi nhánh phía Nam, đã thực hiện đề tài “Tổng hợp pigment MgCr2O4 kích thước nano ở nhiệt độ thấp bằng phương pháp tạo hợp chất cơ kim trong dung dịch ứng dụng chế tạo sơn”.

Theo ThS Đinh Thị Vân, Chủ nhiệm đề tài, pigment có nghĩa nguyên thuỷ là màu sắc trong; nhưng dựa vào những tiêu chuẩn hiện nay, từ “pigment” được dùng để chỉ một chất chứa những hạt nhỏ không thể hòa tan trong dung dịch và có khả năng tạo màu, bảo vệ, hoặc có từ tính. Pigment cũng thường được dùng để chỉ các chất tạo màu có nguồn gốc vô cơ do đặc tính ít tan của chúng. Ngoài thành phần chính là các pigment, chất màu còn có các chất phụ gia (chất độn) khác, phổ biến ở dạng bột, không tan trong dung dịch, làm tăng tính chất lý hóa của chất màu hoặc thay thế một phần chất màu, nhằm giảm giá thành. Hiện nay, các pigment chủ yếu được nhập từ nước ngoài với giá thành cao.

Qua khảo sát, nhóm nghiên cứu nhận thấy, pigment MgCr2O4 có cấu trúc rất bền với môi trường (axit, bazơ, nhiệt độ). Ngoài ra, nếu sản xuất pigment MgCr2O4 theo phương pháp sol – gel (phương pháp hóa học để sản xuất vật liệu rắn từ các phân tử nhỏ), ở nhiệt độ thấp tiêu tốn ít năng lượng, kích thước nano đồng đều cao, bền màu hơn so với pigment MgCr2O4 sản xuất theo phương pháp nung, đồng kết tủa,…

Do đó, nhóm tác giả xây dựng quy trình sản xuất pigment MgCr2O4 có kích thước hạt 20 – 30nm bằng phương pháp sol – gel từ các hóa chất như Mg (NO3)2, Cr(NO3), axit citricmonohytrat, chất đóng rắn, chất tạo màu,… Thử nghiệm cho thấy màu pigment MgCr2O4 không thay đổi sau khi ngâm 168 giờ trong môi trường axit và bazơ. Đề tài cũng nghiên cứu chế tạo sản phẩm sơn nano MgCr2O4 từ nguyên liệu pigment MgCr2O4 nói trên. Các thông số kỹ thuật của sơn về độ hấp thụ, độ bám dính, độ nhớt, độ bền uốn, độ bền va đập, thời gian khô bề mặt,… đạt tiêu chuẩn TCVN 9014 áp dụng cho sơn epoxy.

Quy trình do nhóm tác giả xây dựng phù hợp với điều kiện kỹ thuật và tận dụng được các nguyên liệu trong nước để sản xuất các sản phẩm màu chất lượng cao, có thể cạnh tranh với sản phẩm nhập ngoại.

Đề tài đã được Sở KH&CN TPHCM nghiệm thu.

Kiều Anh