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世界隔熱涂料對比

作者:廊坊森卓化工有限公司 來源:本站 發表時間:2018-08-01 08:20:17 查看:
世界隔熱涂料對比



摘要:介紹了一種具有世界領先水平的新型超級熱反射隔熱涂料——涼爽酷隔熱涂料(COOL-888),并對其隔熱原理、性能、效果和用途及其市場前景進行了詳細闡述。同時,為證實涼爽酷隔熱涂料先進性,對幾種頂級隔熱涂料進行了試驗研究,并進行了對比。                            
關鍵詞:熱反射;納米粒子;隔熱涂料;黏度;對比

 
0 引言

建筑物在使用期間需要消耗大量熱能,主要于空調、采暖、通風、熱水供應、炊事、照明、家用電器等方面,約占能源消耗的30%~40%,而其大部分用在采暖與空調上。當前中國的建筑物絕大多數是非節能型建筑,單位面積能耗高于氣候條件相近的發達國家的3倍左右,因此,建筑節能問題日益受到重視。早在2000年2月,建設部就頒布了關于民用建筑節能管理規定,近些年相關節能環保法規更是頻繁頒布。在全球對溫室效應、環境保護日益重視的今天,節能環保已成為中國發展的最高戰略。
涼爽酷隔熱涂料(COOL-888)是一種具有國際領先水平的新型超級隔熱涂料,它采用納米技術研制而成,能夠將照射到物體表面98%以上的太陽熱能反射掉,其超級隔熱效果可以讓建筑物的室內溫度維持在人體適宜的范圍內,從而節省巨額的空調費用。同時,涼爽酷隔熱涂料是一種超薄涂料,只需0.1 mm厚度即可實現98%以上的隔熱效果,再加上良好的防水、耐候、自潔等特性,使其可廣泛應用于建筑、石油、軍工等諸多領域,在節能環保方面能夠發揮巨大作用。
近年來,隨著迅速經濟的發展與城市化不斷推進,人口集中,熱量不易擴散,使城市氣溫比郊區高3 ~ 5 ℃,稱之為“熱島效應”。太陽熱量輻射引起屋頂與外墻溫度的升高,相應的升高室內溫度。溫度升高降低了居住環境的舒適度,影響了身體健康,而且也加大了制冷設備與空調的用電量,消耗大量能源。數據表明,美國洛杉磯酷熱的下午,氣溫每升高l ℃電力供應會相應增加2%。統計顯示,發達國家使用的電風扇,空調、冷氣機等降溫設備上的能量費用己經超過了全國總耗能的20%。
工業生產中,很多露天的反應裝置、管道及各種容器和儲罐,在太陽的強烈輻射下,會引起外部和內部溫度的大幅升高,高于油品沸點時會生成油氣,油氣累積致使設備內部壓力急劇升高,存在爆炸危險。在美國,因為溫度升高引起的油氣耗損占石油總量的3%,因為油氣蒸發造成的爆炸事故也有發生。另外,直接受到太陽光輻射的材料,溫度對其物理性能和化學性質會產生很大的影響;高分子材料制品長期受到陽光輻射會加速材料的老化;溫度升高,能加快金屬材料的腐蝕速度。此外,軍事上的很多武器裝備與器材也都需要進行隔熱處理。
由于厚厚的城墻阻隔了太陽熱量的傳遞,即使在炎熱的天氣下,城門洞內也是非常涼爽。而隔熱涂料起到了與城墻相同的作用,降低了內部的溫度,使房屋達到了與城門同樣的涼爽效果。
運用各種措施解決太陽輻射帶來的物體表面溫度升高,減少工程建筑、石油化學、運輸貯存、國防軍事等領域的太陽輻射影響,已經成一個熱門的研究課題。
熱反射隔熱涂料作為一種新型節能材料,能有效反射、阻斷太陽光的輻射能量,明顯降低建筑物、金屬材料等的溫度,減少空調等制冷設備在高溫條件下的能耗,既改善了工作環境又節約了大量能源。自20世紀90年代以來,歐美等國家已經在這方面取得了一定的成果,在能源的節約和合理利用、環境的改善和工廠的預防安全事故方面,都發揮了積極的作用。中國近些年才開展隔熱涂料的研究,與國外相比還處于比較落后的階段。
1 涼爽酷隔熱涂料

1.1 反射型隔熱涂料的隔熱原理

    反射型隔熱涂料是在鋁基反射隔熱涂料的基礎上發展起來的,經過選擇合適的原料和配方,制得高反射率涂層,通過高反射涂層把陽光熱能反射到空中,從而達到隔熱降溫的效果。薄層隔熱反射涂料是這類涂料的代表,它由基料、熱反射顏填料和助劑等組成,這種薄層隔熱反射涂料的熱反射率高,隔熱作用明顯。顏色對熱反射率有很大影響,白色的熱反射率高,而其他顏色的熱反射率就明顯下降。在實際應用中,反射隔熱涂料的涂層性能受外界影響的因素很多,其涂層暴露于大氣中,要經受陽光、雨水、風沙、冷熱變化等作用。一般來講,大氣中的灰塵及其他懸浮物較多,而隔熱涂料又大部分具有很大的黏性,在短時間內就會布滿灰塵,導致熱反射性能失效。隔熱涂料自開始應用以來,在國民生活的很多方面都發揮了重要作用,但由于其自身技術水平的限制(如隔熱效果不好、防水性能一般、黏性易沾灰等缺點),一直沒有被廣泛應用。

1.2 涼爽酷隔熱涂料介紹

涼爽酷隔熱涂料不同于一般市面上的陶瓷隔熱涂料,其采用的中空納米粉會隨著溫度升高而膨脹,也就是說,內含納米中空粉凃料在溫度越高的情況下,會因為中空納米粉的膨脹,使涂料中含有更多的空氣成分,讓熱量不容易傳導,進而產生良好的隔熱效果。另外,由于這種特殊的中空粉顆粒僅有3 ~ 5 nm,質量輕,具有很好的柔軟度與彈性,所以制作的涂料亦具有很好的彈性與柔軟性。
涼爽酷隔熱涂料的主要特點如下:
1)超級隔熱性
涼爽酷隔熱涂料有白色、灰色、紅色、藍色等多種顏色,其中白色的熱反射率可以達到98%以上,彩色的熱反射率亦可達到95%以上,在已知的國內外同類產品中均為最高水平。
2)涂層超薄性
涼爽酷隔熱涂料能夠達到上述隔熱效果的涂層厚度僅為0.1 mm左右,厚度只有國外同類最薄產品的一半,這一特性使其還可以應用在建筑以外的其他場合,大大拓展了應用空間。

4)良好自潔性
為了維持表面輻射熱的反射效果,涼爽酷隔熱涂料中添加了自潔材料,消除了易沾灰、不能長久使用的缺點,達到了良好的自清潔效果,提高了使用壽命。
3)優秀防水性
涼爽酷隔熱涂料具有良好的彈性,可以隨著附著物表面形變而彈變,不會因建筑物表面出現的紋裂而開裂,可以達到很好的防水效果。

5)優異耐候性
涼爽酷隔熱涂料由多種樹脂與特殊的中空納米粉等原料經特種工藝加工而成,具有強大的熱反射功能、良好的抗紫外線性能和極佳的耐候性,使用壽命可達15年以上。
6)施工便捷性
涼爽酷隔熱涂料由多種水性樹脂精制混合而成,不但具有優越的防水性能與隔熱性能,對于底材的附著性更是卓越,不需要任何底漆就可以一次涂覆完成,從而根本性地解決了目前要分別刷防水、隔熱、底漆等3種涂料的做法,大大減小了施工復雜度,節省了工期和費用。

1.3 涼爽酷隔熱涂料試驗

1)反射率試驗
    經過陽光反射率試驗,測試記錄見表1。
表1 紅外線反射率
涂料
顏色
紅外線功率/(W·m-2)
紅外線透過功率/(W·m-2)
功率差
/(W·m-2)
紅外線反射率/%
白色
1000
7
993
99.1
紅色
1000
22
978
97.2
灰色
1000
29
971
96.8
由表1可以看出,白色的紅外線反射率(即隔熱率)可達98%以上,而灰色和紅色的都在95%以上。
  2)溫升試驗
在JG/T 235—2008《建筑反射隔熱涂料》標準中,設置隔熱溫差的本意也是可直觀地反映熱反射涂料的隔熱效果,從而為隔熱效果的演示、評價提供一種簡便易行的測試方法。現場模擬試驗是驗證涂料隔熱效果的通常做法,在紅外光源照射下將涂有隔熱涂料及未涂隔熱涂料的試板照射一定時間,溫度升高到一定程度,保持穩定后,測量試板背面的溫度差。
試驗方法:把紅外光源放到架子頂端,分別把涼爽酷涂料樣板和水泥樣板(模擬真實建筑材料)放到支架下方的平臺架上,同時把溫度計置于樣板的背面。用紅外光源直接照射樣品表面,待溫度穩定后,分別記錄2種樣板的溫度,通過溫升來比較2者的隔熱性能,試驗數據見表2。
表2溫差試驗數據
紅外線強度
/(W·m-2)
水泥板溫度/℃
涼爽酷板溫度
/℃
溫差/℃
 
2 120
 
64.6
白色
40.6
24.0
紅色
41.7
22.9
灰色
42.8
21.8
3 500
76.3
白色
48.8
27.5
3 830
86.0
白色
52.6
33.4
2 740
86.5
白色
53.1
33.4
1 880
70.0(鍍鋅板)
白色
47.9
22.1
由表2可以看出,涂了涼爽酷隔熱涂料的樣板比未涂涼爽酷涂料的樣板溫度明顯降低,根據紅外光源的照射強度不同,最高可降低33 ℃以上。按照現有標準,溫升降低≥15 ℃以上即為優,涼爽酷涂料已遠高于此標準。
1.4 世界同類產品比較

目前,國際上隔熱性能最好的涂料有美國凱德、德國巴斯夫、日本美爽酷以及臺灣的伊芙特等品牌。其中,德國巴斯弗公司是世界著名的化學材料生產公司;美國凱德防水公司生產的凱德隔熱涂料還被稱為是美國國家能源部(DOE)和美國環保署(EPA) 大力推崇的“冷屋面系統”;臺灣的伊芙特隔熱涂料曾獲得過廣東省頒發的金獎稱號;美爽酷是日本有代表性的隔熱涂料品牌,曾獲得世界級獎項。美國、德國以及日本產品在中國均有銷售,但臺灣伊芙特蔡鵬由于其黏度較高,而中國空氣污染嚴重,短期內隔熱涂料表面即沾滿灰塵,失掉了隔熱降溫效果,目前已經退出中國市場。下面就將涼爽酷隔熱涂料與美國、德國和日本的產品通過試驗進行比較分析。
把不同品牌隔熱涂料樣板的白色和彩色分別進行比較,試驗記錄見表3。
表3溫升試驗記錄
產品名稱
顏色
厚度/mm
溫度/℃
與涼爽酷溫差/℃
涼爽酷
白色
<0.1
36.3

美國凱德
白色
>1.0
37.3
1.0(因超厚,無可比性)
德國巴斯夫
白色
<0.2
45.8
9.5
日本美爽酷
白色
<0.2
44.0
7.7
涼爽酷
深灰色
<0.1
37.8

美國凱德
灰色
>1.0
52.0
14.2(超厚且溫升最高,與涼爽酷降溫效果相差甚遠)
涼爽酷
深棕紅色
<0.1
37.5

日本美爽酷
橙紅色
<0.2
47.5
9.7
從表3可以看出,與涼爽酷比較,德國和日本產品溫升比較高,都在7.7 ℃以上。美國白色涂料雖然只相差1.0 ℃,但是其涂膜超厚,達到1.0 mm以上,而且其灰色涂料的溫升是所有彩色涂料里面最高的,超過了涼爽酷灰色涂層14.2 ℃。上述試驗表明,涼爽酷隔熱涂料不僅最薄,而且隔熱效果最好,與其他品牌相比具有明顯的優勢。
1.5 后續研制計劃

涼爽酷隔熱涂料的研發團隊具有很強的研發能力,除了涼爽酷隔熱涂料外,另外2種涂料正在試驗之中。
2)耐高溫保溫隔熱涂料

耐高溫保溫涂料具有很好的耐高溫、隔熱保溫作用,應用在高爐等工業設施上,可以保護其內部熱量不散失,在保證高爐工作所必需的溫度前提下,能夠節省更多的燃料。


1)透明隔熱涂料

透明隔熱涂料是一種無色的、具有極佳隔熱效果的涂料,可應用在汽車、建筑玻璃等上面,減少車內以及建筑內的熱量吸收,降低制冷設備的使用,獲取極佳的節能減排效果。目前該涂料正在試驗中,很快即可獲得向市場推廣的產品。

2 市場分析

隔熱涂料在國內外的工程建筑、石油化學、運輸貯存、國防軍事等諸多領域都有著極其廣泛的應用前景。
2.1 建筑工程領域的應用

隔熱涂料在建筑表面使用可有效降低建筑物表面及內部的溫度,緩解建筑物表面溫度變化,不僅對建筑物有良好的保護作用,而且大大減少了建筑內空調的使用,對于改善生活環境和節約能源有著重要的意義。目前,隔熱涂料已經應用在住宅、寫字樓、機場、彩鋼板房、鋼結構廠房等各種建筑物上,并且收到了良好的效果。
在未來30年內,我國還要新建400多億m2的建筑。根據現行建筑管理體系,達不到綠色建筑標準就不得開工,新建建筑必須采取節能技術才能達到開工標準。不僅新建筑要做到節能減排,我國既有的400億m2建筑的節能改造也要同步進行,使之成為綠色建筑。而既有建筑的改造難度相當大,是困擾建筑業專家和政府官員多年的老大難問題。在既有建筑的外表涂覆涼爽酷隔熱涂料,使之成為綠色建筑,簡單易行,且節能效果十分顯著。涼爽酷隔熱涂料的壽命為15年以上,幾年之內就可通過節約的能源消耗收回成本,可謂一勞永逸,從經濟性和實用性上來講都極具價值。
不僅在中國,涼爽酷隔熱涂料在國外亦有著巨大的應用前景。比如,中東地區的人們都喜歡白色,其建筑和衣服都以白色為主調,究其原因是因為當地氣候炎熱,而白色是對太陽輻射吸收最少的一種顏色,所以導致白色調的流行。同樣,在南美、印度、澳大利亞、東南亞、中東、非洲等全年氣候炎熱的國家和地區,以及夏季炎熱的美國、歐洲、日本等北半球國家和地區,對隔熱涂料都有著非常巨大的需求。隨著涼爽酷隔熱涂料在海外的推廣,相信不遠的將來,世界人民都將會享受到低能耗、不耗能,達到更加舒適的居住和生活條件。
2.5 其他領域的應用

涼爽酷隔熱涂料還可應用于倉庫、遮陽板、遮陽傘等其他工業與民用領域。比如危險品倉庫,在烈日曝曬下極易引起火災;汽車用的遮陽板目前都是采用普通的金屬材質,反射陽光效果很差,而使用涂覆涼爽酷隔熱涂料后,車內環境會更加舒適;常見的遮陽傘由于傘面材料的隔熱性差,阻止熱量逸散,導致人待在傘下會覺得悶熱難耐,而涂覆涼爽酷隔熱涂料后,會真正阻止太陽的照射,人待在傘下會非常舒適。隨著涼爽酷隔熱涂料在市場的大規模推廣,將會應用在更多場景和領域。

2.2 國防軍事工業的應用

涼爽酷隔熱涂料可廣泛應用于軍艦、戰車、營房、軍用帳篷等國防軍事工業領域。部隊營房大多都建設在偏遠地區,缺少電力供應,很多都未安裝空調,安裝空調的也較少使用。而涂覆涼爽酷隔熱涂料后,即使在炎熱天氣下也能夠提供舒適的生活環境。同樣,在野外執行任務時,軍用帳篷是必不可少的裝備,在炎熱天氣下帳篷內悶熱難耐,人待在里面極不舒適,嚴重影響了部隊的戰斗力,而在帳篷外表涂覆隔熱涂料很容易就解決了這個問題。軍艦、戰車等作戰裝備密封程度很高,隔熱通風很差,在執行任務時因內部溫度過高,造成戰斗力下降,而制冷設備又消耗了有限的燃料貯存。在涂覆涼爽酷隔熱涂料后,可大大降低裝備內部溫度,提高了舒適性,減少了燃料消耗。
2.3 運輸工業領域的應用

涼爽酷隔熱涂料可廣泛應用于汽車、船舶、集裝箱、危險品等運輸工業領域。冷藏車、油罐車等運輸車輛和船舶、集裝箱等長期在陽光照射下工作,受陽光熱量的影響。在涂覆涼爽酷隔熱涂料后,在提高乘員的舒適度、提高運輸的安全性、延長貨物貯存時間、降低燃油消耗等方面都有著重大的意義。
2.4 石油化工領域的應用

在石油化工領域,包括油庫、石油管道、化工設備等對高溫非常敏感,在烈日照射下極易發生著火、爆炸等事故。使用涼爽酷隔熱涂料后,能夠大大減小陽光熱量的影響,運行會更安全可靠。


3 結語

當前,世界各國都非常重視節能減炭,隔熱涂料成了研究的熱門課題。本文對熱反射隔熱涂料進行了研究,介紹了熱反射涂料的隔熱原理、性能和作用以及隔熱凃料的應用,并對隔熱涂料的市場前景進行了分析預測。同時,對世界著名品牌的隔熱凃料及隔熱效果進行了試驗研究和分析,得岀涼爽酷隔熱涂料的隔熱效果遠高于目前各著名品牌隔熱凃料的結論,而且有巨大的市場前景和商業利益。

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