建築用隔熱塗料

刊登日期:2014/8/21
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近百年來,由於工業發展迅速而過度使用石化能源,造成許多嚴重的環保問題。其原因來自於已開發國家對能源未妥善管理,與新興國家對於能源需求急速增加,導致能源使用過度,造成全球暖化及氣候變遷,許多異常氣候衍生的災害與日俱增。在尚未有完整的能源替代方案之前,如何有效節能減碳,降低對石化能源的需求是目前最應積極發展的課題。本公司基於上述理念開發出節能減碳之建築用隔熱塗料,其應用技術為丙烯酸樹脂搭配金紅石型TiO2與空心玻璃微珠,藉此達到最佳隔熱效果。

隔熱機制
1. 熱傳與隔熱機制
建築物主要熱能來源為日光,日光是以電磁波方式將熱量傳遞到建築物,進入大氣層之電磁波是以紫外光、可見光、紅外光最多,如圖一所示。以能量來分,紅外線約占 50%、可見光約占 45%、紫外線約占 5%。日光的電磁波會讓建材吸收,造成建材溫度上升。如圖二,日光照射造成室內溫度上升,包含窗戶 24.5%、外壁 18.2%與天花板、屋頂 22.8%等。尤其建築物通常為混凝土材質,其高比熱材料達到0.27 kcal/kg˚C具有高蓄熱性(如表一),更容易造成室內溫度居高不下。為避免混凝土建築因蓄熱問題導致室內溫度居高不下,必須使用額外材料來阻隔建材對於日光能量的吸收,達到降低室內溫度,並減少空調使用之目的。


圖一、熱能的光譜分布


圖二、熱能輸入

熱傳遞的機制包含傳導、對流及輻射三種,就建材而言,熱傳主要為傳導及輻射兩種機制,因此隔熱機制主要以增加日光反射率及降低熱傳導係數為主。為阻隔日光能量,隔熱材料可設計成阻隔型、輻射型、反射型三種方式。阻隔型隔熱塗料是利用低熱傳導方式,避免經由熱傳導進入到室內,一般是使用孔隙材料做為主要結構,導熱係數一般小於 0.04 W/m•k。由於低熱傳關係,因此熱量通過非常緩慢,有效阻止室內熱量流失和室外熱量的進入。一般來說阻隔型隔熱材料隔熱效果與厚度有明顯關係,厚度越高阻隔效果越好。

第二種隔熱材料為反射型節能塗料,也稱日光反射型塗料,其隔熱機理是將日光中的可見光、紅外光透過反射方式反射到室外, 避免建材吸收到可見光與紅外線,而造成建材與建築物溫度上升。反射型塗料通常由樹脂、反射填料、溶劑(水)等組成,其中反射填料必須為高反射率之顏料,並能有效反射日光照射到塗膜上的大部分能量。反射型塗料與阻隔型不同,隔熱效果通常與塗膜厚度無關,僅與表面反射率相關。在反射型隔熱塗料設計上通常會導入上述阻隔型機制,藉由添加多孔性材質來降低傳導係數,阻止熱量藉由熱傳導方式通過塗膜,因此在實際配置塗料時還要加入一定量的空心玻璃微珠,如圖三所示。

2. 隔熱塗料市場潛力與應用
隔熱塗料應用在混凝土建築上不但能降低室內溫度節省空調費用,也能賦予混凝土建築美觀之外表,另外也能保護混凝土結構不受陽光曝曬、雨水侵蝕及其他有害物質之破壞,延長混凝土建築使用壽命,可謂是一種多功能性產品。

3. 南寶樹脂之隔熱塗料開發結果
南寶樹脂為響應節能減碳之世界趨勢,特別開發出建築用節能隔熱塗料。為能使應用層面更為廣泛,因此隔熱塗料有水性單液型系統及油性兩液型系統,搭配不同底漆及中途漆應用於不同建築結構體,如一般混凝土結構及鋼構等。水性單液型系統主要應用於一般混凝土結構,塗料組成為丙烯酸樹脂搭配銳鈦礦型TiO2及特殊空心玻璃微珠,而油性兩液型系統其塗料組成與水性單液型系統相同,但樹脂本身改為PU樹脂,主要針對鋼構系統所設計。由塗料組成來看,一方面可
……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文。另外,SGS檢測報告可點選下方網址參閱。

作者:劉謹嘉/南寶樹脂化學工廠股份有限公司
本文節錄自「工業材料雜誌332期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=17018


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