納米透明隔熱塗料在建築節能中的應用




    
慧聰塗料網訊:摘要:介紹了納米透明隔熱塗料對不同頻譜陽光的透過具有選擇性及其在建築玻璃上的開發應用。它不但經濟實用,而且節能環保,為建築節能提供了一條新思路。

    
前言

    
隨著新修訂的《節約能源法》的貫徹實施,節約能源成為我國發展經濟的一項長远战略方針。目前,我國建築能耗佔能源總消耗的1/3左右,建築單位面積采暖能耗是國際氣候條件相近的發達國家的2~3倍。建築節能新技術的研究開發和新產品的推廣應用勢在必行。我們通過多年的研究開發,成功地將納米透明隔熱塗料應用於建築玻璃上,有效阻隔太陽光通過透明玻璃的紅外熱輻射,讓80%的可見光透過玻璃進入室內被物體所吸收,同時又能將90%以上的室內物體所輻射的長波保留在室內,達到“冬暖夏涼”的節能效果,為建築節能開闢了一條新途徑。

    
1納米透明隔熱塗料的應用機理

    
玻璃作為透明材料被廣泛應用於建築中,它不僅是良好的透明材料,也是一種良好的熱導性材料。為保證玻璃的採光透明和賦予玻璃相關的熱學功能,在玻璃表面塗覆納米透明隔熱塗料形成均勻的透明塗膜,塗膜中的納米導電粒子含有一定濃度的電子空穴,而引起自由載流子的吸收,具體表現在太陽光譜中,波長在400~800nm​​的可見光區,塗膜透過率不受影響;波長在小於400nm的紫外線區,塗膜吸收率為90%左右;波長在800~2500nm的近紅外區域,由於太陽入射光總工程師,主要從事特種功能性塗料的研究開發工作。的頻率高於塗膜中納米導電粒子的振動頻率,引起了其離子的高反射,對分佈於紅外波段佔43%左右的太陽能量起反射阻隔作用。由此可見,納米透明隔熱塗料對太陽光譜具有選擇性,表現出吸收紫外線,透過可見光,阻隔紅外熱輻射的綜合性能。

    
2納米透明隔熱塗料的應用性能

    
納米透明隔熱塗料結合了尖端的納米粒子技術和微層塗覆技術,應用於建築物的玻璃表面,在不改變玻璃透光性的情況下,能有效屏蔽紅外熱輻射和吸收紫外線,且兼顧了整體性和美觀性。只要在玻璃表面塗覆形成20μm左右厚的透明整體塗膜,玻璃塗覆前後的室內溫差就達6~8℃,尤其是在日照最烈、隔熱需求最強的中午前後表現更為出色,很大程度地降低了空調製冷電能消耗,節能達35%左右,隔熱效果顯著。為實現玻璃通體的透明性,產品選用了透明高分子樹脂為成膜物,採用比頭髮絲還細數百倍的納米導電超細粒子作功能材料,讓納米導電超細粒子均勻分佈於透明樹脂塗漠中,最大限度保持玻璃門窗整體的優美外觀,從室內朝外看塗覆後的玻璃呈現出淡淡的藍色,晶瑩剔透,即使在夜晚也能讓人擁有清晰透明的視野。加之其90%的紫外線阻隔率,不僅為住戶提供了一個安全的“陽光保護傘”,更為玻璃景觀設計帶來了更多靈感和創造空間。同時,納米透明隔熱塗料在保證可見光透過的同時,還能反射波長較長的室內暖氣熱輻射,有利於采暖效果和阻擋室內熱能通過玻璃門窗傳導外洩,減少冬季室內能量的損耗,以達到“冬暖夏涼”的節能效果。

    
3納米透明隔熱塗料的環境友好性

    
環境友好型產品是指在其壽命週期內通過採用先進的技術,能經濟地滿足用戶功能和使用性能的要求,同時實現節省資源和能源,減少或消除環境污染,且對勞動者(生產者和使用者)具有良好保護的產品。

納米透明隔熱塗料在建築節能中的應用2009/12/2/08:42 來源:塗料與塗裝資訊網作者:洪曉,潘新華隨著人們環保意識的不斷加強,人們選擇使用環境友好型產品的願望越來越強烈,目前在全球的生產和消費領域已形成了一股綠色浪潮。納米透明隔熱塗料為滿足產品功能的需求,採用高分子透明樹脂分散體和納米導電超細粒子為主要原材料,以水為分散介質,在生產和使用過程中物理性能穩定,基本沒有化學反應發生,無毒無害,沒有“廢渣”、“廢液”、“廢氣”排放,生產過程清潔,原材料中不含對人體有害的成分,符合現代人對家居環保的要求,屬環境友好型產品。
    
4納米透明隔熱塗料的經濟性

    
目前對既有建築中的玻璃節能改造有2種途徑。一是採用節能玻璃:比如利用由2片或3片玻璃與空氣層組合而成的中空玻璃,這種中空玻璃保溫性能較好,但隔熱效果欠佳;又如在玻璃表面鍍上一層金屬、非金屬及其氧化物薄膜的鍍膜玻璃,其對太陽熱具有一定的反射效果,但嚴重影響可見光的透過性並帶來“光污染”,無法得到廣泛應用;低輻射(Low-E)玻璃對可見光有較高的透射率,紅外阻隔性也較好,但每平方米300多元的價格難以在普通住宅普及應用。另一種是在玻璃上貼膜,目前質量較好的貼膜均來自進口,如3M公司推出的一種極景建築隔熱防爆膜,其每平方米價格為200多元人民​​幣,目前僅在高檔汽車玻璃上使用,而國產貼膜的質量良莠不齊,顏色過深的貼膜影響玻璃的透光性,顏色適中的貼膜對玻璃的隔熱貢獻不大。納米透明隔熱塗料作為一種新型高科技產品,良好的隔熱性可以減小空調負荷,改善建築室內的熱穩定性和熱舒適度,在創造價值的同時也美化了環境,具有極佳的社會和環境效益。同時產品整體性強,使用壽命可達10年,無維護費用,每平方米的價格僅為十幾元,具有經濟、快捷、環保、優效等特點。

    
5納米透明隔熱塗料的應用前景

    
有關專家稱,在整個建築的能量損失中,約70%耗在門窗上,所以說致力於節能玻璃的開發與應用是現今建築節能的重中之重。由於我國對建築門窗的節能不夠重視,導致目前400億m2的建築中,95%以上用的是不節能玻璃,而且在每年新增加的20億m2的建築規劃中,也沒有設計使用節能玻璃。新頒布的《節約能源法》提出的建築節能目標是,到2010年,全國新增建築的1/3達到節能50%的目標;到2020年,全國新增建築全部達到節能65%的目標。按2010年的目標計算,今後3年將新增節能建築面積約25億m2,若要達到節能法所規定的要求,建築節能所需的節能玻璃面積約4億m2,這還不包括既有建築玻璃的節能改造。由此可見,納米透明隔熱塗料的推廣應用,是繼中空玻璃、Low-E玻璃為代表的節能玻璃之後未來幾年行業中最“耀眼”的亮點。

    
6結語

    
隨著科學技術和社會經濟的快速發展,能源和環境成為全社會日益矚目的兩大問題,從而為節能和環保提出了更高要求。建築物的門窗玻璃、頂棚玻璃、汽車玻璃、船舶玻璃等透明載體除了要求有較高的可見光透過外,還需要對太陽熱輻射能有效阻隔,以降低內部空間的溫度。由於普通玻璃對太陽光的透過不具有選擇性,在充足可見光透過的同時,太陽光譜中的紅外熱也會隨之傳遞。因此,利用納米透明隔熱塗料對不同頻譜太陽光透過的選擇性,有效解決了一直困擾建築玻璃既保證透明又隔熱節能的技術難題。納米透明隔熱塗料在普通玻璃、有機玻璃等透明載體表面的開發應用,不但經濟實用,而且節能環保。納米透明隔熱塗料可採用專業工具刷塗或淋塗施工,塗層薄,無接縫,施工簡便。塗料與玻璃基材粘接力好,塗膜硬度高,無空鼓,韌性好,使用壽命長,具有較高的節能經濟效益,極具市場開發潛力。



關於玻璃用納米隔熱涂料的研究進展




  吳兵1,海景2,皮丕輝1,程江1,楊卓如1
  
  (1。華南理工大學化學與化工學院,廣東廣州510640;2。華南環境科學研究所,廣東廣州510655)
  
  摘要:納米氧化錫銻(ATO)等粒子是一種n型半導體材料,由其制成的膜具有很高的紅外屏蔽效果和良好的可見光區透過率。將納米ATO應用於涂料中能夠制備出透明玻璃隔熱涂料,具有極高的應用價值。本文對納米隔熱涂料的隔熱機理進行了介紹,並對透明隔熱涂料的研究狀況、納米隔熱復合涂料的制備方法進行了綜述。
  
  關鍵詞:隔熱涂料;氧化錫銻;納米顆粒;玻璃;節能
  
  中圖分類號:TQ637文獻標志碼:A
  
  文章編號:1004–227X(2011)12–0067–06
  
  1·前言
  
  當前,節能和新能源探索已經成為世界的重要課題。建築能耗在人類整個能源消耗中所佔的比例一般在30%~40%,它們絕大多數是採暖和空調造成的能耗,而通過門窗散失的熱量約佔整個建築採暖及空調耗能的50%。因此,提高門窗的保溫隔熱性能是降低建築能耗的有效途徑〔1〕。為節約能源,人們發明了熱反射玻璃、中空玻璃、熱反射玻璃薄膜等節能方法,這些都是為了阻隔太陽光中多餘的熱輻射而達到降溫的目的。但是這些產品有的隔熱效果不佳,有的可見光透過率較低,有的價格過於昂貴,因而在應用推廣上有些困難。納米材料由於具有宏觀尺寸物體所沒有的性質,能為新型涂料的研制帶來意想不到的效果而成為研究的熱點。研究發現,具有寬能隙的n型半導體材料,如氧化銦錫(ITO)、氧化錫銻(ATO)、摻鋁氧化鋅(AZO)等,具有類似的光學性能,即在紅外光區有高的反射率、在可見光區有高的透過率、在紫外區有高的吸收率等,是理想的透明隔熱材料。把這種納米粒子應用於涂料中,能夠制得既具有透明性,又具有隔絕紅外線的功能涂料。本文對玻璃隔熱涂料的隔熱機理、研究進展、存在的問題和解決辦法進行了介紹。
  
  2·納米氧化錫銻等的隔熱機理與納米隔熱涂料
  
  輻射到地球表面的太陽光光譜能量分布情況為:紫外區200~380nm,佔總能量的5%;可見光區380~780nm,佔總能量的45%;近紅外區780~2500nm,佔總能量的50%。因此,太陽光譜的能量主要集中在可見光區和近紅外區。納米半導體隔熱效果一方面與其本身的物理結構有關,另一方面與其粉體微粒的粒徑有關。通常只有納米級的半導體才能起到透明隔熱的作用〔2〕。氧化錫銻等粒子是一種高密度、自由電子氣型材料,其存在的自由載流子能夠激發與氣體等離子體相類似的等離子體振動,因此可通過對半導體進行摻雜來增加其載流子的濃度,使摻雜後的半導體具有對太陽光譜中的紫外線具有強吸收、對可見光透明並能反射紅外線的功能〔3〕。半導體的摻雜一般有2種方式:一是摻雜高價金屬,以替位方式形成施主雜質,如五價Sb摻雜半導體SnO2、Sn摻雜半導體In2O3等;另一種摻雜是用非金屬元素F替位O產生電子施主來增加半導體的載流子濃度,如F摻雜半導體SnO2。目前,在透明隔熱功能填料中應用較廣的半導體包括氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化鎘及其摻雜體係〔4〕。
  
  黃寶元等〔5〕研究認為,ATO納米涂層對太陽光的隔熱主要源於其對近紅外光的吸收(平均吸收率達86%,僅反射4.5%)。何秋星等人研究認為〔6〕,納米粒子隔熱作用是基於對紅外光的吸收。也有其他學者〔7-9〕研究了納米級半導體的粒徑、摻雜等因素對光譜選擇性的影響,取得了一定成果,但還未能形成統一的定論。
  
  納米隔熱涂料主要用於窗體的節能,也可應用於多種領域,如:(1)應用於汽車、火車、飛機的風擋玻璃以及建築物玻璃等,起到了很好的隔熱降溫作用,且無反射光污染;(2)涂覆於玻璃上,制成納米透明隔熱玻璃,包括單層玻璃、中空玻璃以及夾層玻璃;(3)涂覆於聚碳酸酯等透明樹脂上制成納米透明隔熱板材,其應用場合非常廣泛,如可以做成汽車站頂上的透明隔熱板等;(4)涂覆於聚酯薄膜,制成透明隔熱貼膜,應用於建築及汽車窗玻璃〔10〕。
  
  3·透明隔熱涂料的研究狀況
  
  制備透明隔熱涂料的關鍵是選擇使用對太陽光譜具有選擇性的納米半導體材料,目前這類材料主要是納米氧化錫銻(ATO)和氧化銦錫(ITO)。其中,ATO因成本相對較低而成為市場可接受的產品。
  
  3.1隔熱納米粒子粉體的合成方法
  
  目前,國內外對隔熱納米粒子粉體的研究較多,這些納米半導體粉體的合成方法主要有共沉淀法、水熱法、溶膠–凝膠法、固相法等。
  
  3.1.1共沉淀法
  
  共沉淀法是在溶液狀態下將不同化學成分的物質混合,在混合溶液中加入適當的沉淀劑使共存於溶液中的金屬陽離子沉淀,再將沉淀物洗滌、幹燥或鍛燒,制得相應的納米粉體。J。P。Coleman等〔11〕用SnCl4·5H2O配成溶液,然後與相應量的SbCl5及濃鹽酸混合,接著滴入NaOH溶液,使終點pH為2,過濾洗滌後將濾餅在60°C下真空幹燥,並在600°C 燒3h,接著在空氣中迅速冷卻,得到ATO超微粉體。Kim等〔12〕以SnC14·5H2O和SbCl3為原料,以甲醇為介質、氨水為沉淀劑,制得無硬團聚、低軟團聚的納米ATO微粉,並討論了甲醇在低團聚納米ATO微粒的形成以及前體微粒抗團聚中的重要作用。該研究表明,甲醇比水更低的表面張力是消除前驅體粒子間的氫鍵以及毛細管作用的關鍵因素,它阻止了粒子在幹燥、燒結過程中由於架橋作用而形成硬團聚的發生。該工藝以甲醇取代水作為反應介質,消除水為介質引起的氫鍵等不利影響,但缺點是甲醇易燃、易爆,且比水貴。然而通過優化工藝、充分回收溶劑並提高生產的安全性,該工藝應該具有較好的工業化前景。整體而言,共沉淀法是制備納米ATO粒子的一種便捷方法,具有制備工藝簡單、制備條件易控、合成周期短、成本低等優點,易於工業化生產。但是用這種方法制備的粉末易團聚,粒子粒徑分布範圍較寬。
  
  3.1.2水熱法
  
  水熱法是在特制的密閉反應容器裏,採用水溶液作為反應介質,通過對反應器加熱,創造一個高溫、高壓的反應環境,使得通常難溶或不溶的物質溶解並且重結晶的一種制備粉末的方法。Bai等〔13〕以SnC12·5H2O和SbCl2為初始原料,在100~350°C的溫度內採用程序升溫的方法一步合成得到單分散的ATO懸浮液。
  
  研究結果顯示,ATO粒子的粒徑為10~15nm,粒徑分布窄。程序升溫工藝提高了Sb的摻雜水平,實現了較低溫度下的單分散摻雜氧化物粒子。
  
  馮博等〔14〕採用水熱法制備納米ATO粉體,發現在摻雜濃度為11%、水熱反應溫度為180°C、反應壓力為1MPa、熱處理溫度為700°C、熱處理時間2h的條件下,制備的納米ATO粉體性能達到最佳,晶粒度在20nm左右。張建榮等〔15〕以草酸亞錫和酒石酸銻鉀為原料,在260°C用高溫水熱法一步合成了具有納米結構和單分散的ATO,消除了其他方法難以克服的粉體嚴重團聚的缺點。
  
  3.1.3溶膠–凝膠法
  
  溶膠–凝膠法的基本原理是將金屬醇鹽或無機鹽經水解直接形成溶膠或經解凝形成溶膠,然後使溶質聚合凝膠化,再將凝膠幹燥、焙燒,去除有機成分,其基本的反應有水解反應和聚合反應。該方法可在低溫下制備純度高、粒徑分布均勻、化學活性高的單或多組分混合物(可達分子級混合),並可制備傳統方法不能或難以制備的產物,特別適於制備非晶態材料。
  
  溶膠–凝膠法是合成超微顆粒的一種有效方法,但是膠體的某些性質妨礙超微粒子的生成。尤其是在脫水時,常常由於表面張力的存在,使孔結構坍塌,粒子凝聚,粒徑變大。龔聖等〔16〕以無機鹽SnCl4·5H2O和SbCl3為初始原料,以乙醇作為溶劑,採用溶膠–凝膠法結合超臨界流體幹燥(SCFD)技術制備了疏松、摻雜良好、具有四方型結構的納米ATO粒子,粒徑15~30nm,分散性好。徐麗金等〔17〕用溶膠–凝膠法制備了ATO粉末,並研究了熱處理時間、焙燒溫度、銻離子濃度對粉體的影響。
  
  3.1.4固相法
  
  固相法是將粉體原料按一定的比例充分混合、球磨,過篩後 燒即得到新相粉體材料。Bernardi等〔18〕用固相法直接將市場上銷售的分析純SnO2和Sb2O3混勻、超微碾磨,然後在800~1200°C的溫度下進行熱處理,得到灰色ATO粉末。研究發現,制得的納米粉體反應性低,必須在1000°C以上焙燒,才能得到單相ATO納米粒子。固相摻雜方法簡單方便,但是能耗大,同時高溫往往會引起組分的嚴重揮發和偏析,而且產品的粒度較大,形貌很不規則。
  
  除上述方法外,D。W。Jung等〔19〕在常溫常壓下以SnCl4和SbCl5為原料,通過直流電弧等離子噴射的方法制得了納米ATO粉體。通過控制ATO顆粒中Sb的摻雜量,並按其最佳工藝條件,制得平均粒徑為19nm的ATO顆粒。
  
  3.2納米粒子漿料的制備
  
  納米ATO在涂料體係中的分散和穩定是研制透明隔熱納米涂料的關鍵,而這方面的研究主要集中在納米粒子漿料的制備方面。華東理工大學對ATO漿料的制備進行了研究,探討了漿料穩定的機理及分散劑的使用效果,但所制取的ATO漿料穩定性不佳,貯存期一般只有2~3個月,主要應用在織物防靜電等方面〔20-21〕。
  
  李彥峰等〔22〕選擇了不同的偶聯劑對納米ATO粉體進行表面改性,篩選出改性效果較好的KH570偶聯劑,並得出用量、反應時間及反應溫度對表面改性效果的影響。
  
  蔡昭軍等〔23〕研究了pH、分散劑種類及添加量等對ATO水漿分散穩定性的影響,最終制得分散性、穩定性均較好的納米ATO水漿。納米微粒的表面張力很大,很容易發生團聚。因此,在分散納米粒子漿料時,通常採用高速研磨分散的方法,以便將聚集成團的微粒分散。另外,分散後的納米微粒還必須具有很好的分散穩定性。為此,必須選擇與體係相容性好的分散劑,通過分散劑與微粒表面鍵合,使微粒之間產生排斥力,再通過靜電排斥或空間位阻使微粒穩定。此外,預先對粒子進行表面改性,使粒子表面包覆一層低分子量的表面活性劑或聚合物穩定劑,或者採用其他分散方法(如超聲波分散等),也是值得研究的方向。
  
  3.3納米隔熱涂料的制備
  
  在納米隔熱涂料制備開發方面,美國和日本對透明隔熱納米涂料的開發研究起步較早,處於世界前列,其研究結果多以專利形式公布。美國的NanophaseTechnologies公司於2000年上半年用物理氣相合成方法制備了粒徑在11~44nm的納米氧化銦錫粉體,並制得了穩定分散的納米氧化銦錫粉體漿料。該漿料可直接應用於涂料中,但其價格較高,每kg售價達到2000美元。美國AirProducts公司也生產納米ATO、ITO溶膠。世界知識產權組織公開的專利WO00/09446介紹了納米氧化銦錫水分散體的制備方法以及用這種漿料制得的透明導電涂料。Takeda等〔24〕通過在樹脂基體中摻入ATO、ITO或LaB6,制備了能夠阻隔太陽能熱輻射的涂膜,該涂膜在可見光區具有高透過率,在近紅外區具有低透光率。日本三箭公司研制出一種可以過濾太陽輻射、不影響採光的高性能涂料。目前,該涂料在日本已廣泛應用於建築物玻璃的節能降耗處理,涂膜後的普通玻璃能夠在不影響採光的前提下,削減68%的紅外線和95%的紫外線〔25〕。Chonan和Kuno〔26〕將ATO隔熱漿料與丙烯酸紫外光(UV)固化樹脂混合,制得隔熱涂料,將其涂在聚酯(PET)膜上,在80°C條件下烘烤30s,然後用紫外光照射讓隔熱涂料固化,所得涂膜使太陽輻射透過率少於56.5%。
  
  Nishihara等〔27〕採用共沉淀法制備了納米ATO和ITO,並與合成樹脂復配得到在可見光區透光率大於80%、在近紅外區透過率很低的透明隔熱涂料。Kaneko等〔28〕採用無機半導體納米粉體SnO2、ITO、ATO與聚丙烯酸酯所形成的復合涂料,在可見光區幾乎沒有吸收,對太陽光輻射有較好的阻隔作用。
  
  近幾年,國內公司和科研單位也在納米隔熱涂料制備方面做了許多有益的探索。南京工業大學趙石林教授較早對透明隔熱涂料進行了研究,包括ATO、ITO隔熱涂料的研制,取得了一定的研究成果〔29-30〕。北京國邦以無機醇溶透明樹脂為成膜物,將其與分散性良好的納米級導電氧化物(TCO)相混合,制得透明絕熱涂料,其對可見光的透過率達75%,對紅外線的阻隔率可達72%。潤和科技研發的玻璃用透明隔熱涂料是一種黏度較小的藍色水性涂料(黏度<100Pa·s),其施工方法簡單,採用淋涂的方法涂覆,涂覆後在室溫下放置約15min後可表幹〔31-32〕。2005年,江蘇晨光涂料有限公司〔33-34〕就開發出了玻璃納米透明隔熱涂料,其透光率在可見光區達75%以上,紅外屏蔽率高於61%,並在中央電視臺節能改造工程主樓2000m2的窗玻璃上使用,可節能20%~30%。上海滬正納米科技有限公司〔35〕也有水性和油性透明隔熱涂料出現在市場上。
  
  據報道,其可見光透過率為75%~89%,紫外線屏蔽率95%,紅外阻隔率高於75%,對比溫差達6~12°C。深圳市多納科技有限公司〔36〕生產的透明隔熱涂料的可見光透過率為75%,紫外線屏蔽率為99%,紅外阻隔率達75%。該公司還開發出了透明隔熱涂膜玻璃。姚晨等〔10〕研制了納米透明隔熱涂料,並與高透、低透的LOW-E玻璃進行了比較,發現該涂料涂膜具有良好的太陽光譜選擇性,在可見光區的透過率為78%,紅外阻隔率為61%。目前,國內從事ATO等納米粉體及其分散液制備和納米隔熱涂料制備的公司越來越多,為隔熱涂料的發展奠定了很好的產業化基礎,但離市場化還有一段距離。
  
  4·納米隔熱復合涂料的制備方法
  
  納米隔熱復合材料的制備主要有4種方法:原位聚合法、共混法、溶膠–凝膠法、插層法〔3,37-38〕。
  
  4.1原位聚合法
  
  該方法首先將納米粒子分散在單體溶液中,然後使單體進行聚合。該方法的反應條件溫和,粒子在單體中分散均勻,但其使用有較大的局限性。因為該方法僅適合於含有金屬、硫化物或氫氧化物膠體粒子的溶液中的單體分子進行原位聚合制備納米復合涂料。
  
  此外,進行原位聚合一般需要對粒子進行表面改性,常用作表面改性劑的化合物有有機酸、偶聯劑、表面活性劑、超分散劑、聚合物等。選擇表面改性劑時遵守以下原則:表面改性劑必須與納米粒子表面具有較好的鍵合能力,必須與溶劑具有較好的潤濕行為並與樹脂具有較好的相容性。只有綜合考慮這3個因素,才能得到適合納米涂料體係的最佳表面改性劑。Erdem等〔39〕將TiO2粒子加入苯乙烯和穩定劑OIOA370的混合物中,超聲分散得到含有無機粒子的微乳液液滴,接著進行聚合反應,無機粒子能夠部分被包覆。胡津昕等〔40〕研究了以聚氨酯(PU)、鈦酸四丁酯(TNB)、三乙胺、乙醇為主要原料,採用原位聚合法制備聚氨酯–二氧化鈦水分散復合物(PU–TiO2),觀察、表徵了分散體的粒徑大小、分布及PU–TiO2復合物膜的表面形態。結果顯示,PU–TiO2水分散復合物具有良好的穩定性和光學透明性。
  
  4.2溶膠–凝膠法
  
  溶膠–凝膠技術是一種由金屬有機化合物、金屬無機化合物或上述兩者混合物經過水解縮聚過程,然後經過凝膠化或相應的後處理而獲得氧化物或其他化合物的技術〔41〕。一般以烷氧基有機硅烷和金屬烷氧基化合物為原料,在催化劑的作用下,水解縮聚成透明的膠體分散液,並可添加顏料、填料等助劑,涂覆後可在較低溫度下固化成膜。其主要反應過程可分為混合、凝膠化、陳化、幹燥。
  
  4.3共混法
  
  共混法是通過物理方法使納米粒子直接均勻分散到成膜物中。該法的優點是易於控制粒子的尺寸和形態,不足之處是難以解決納米粒子的團聚問題,即難以保證納米粒子在聚合物基料中的均勻分散。大部分納米材料具有高的表面能,可吸附外來物質(如水)並與之反應,形成表面羥基層〔42〕。該羥基層親水疏油的性質易導致納米材料與涂料的相容性差,從而嚴重影響其在涂料中的分散性和穩定性。因此,對納米材料進行表面修飾,改變其表面狀態,提高與涂料的相容性,是制備隔熱納米復合涂料的關鍵。
  
  關於玻璃用納米隔熱涂料的研究進展
  
  陳飛霞等〔43〕研究發現,以在超水分散體係中分散良好的納米ITO制備的透明隔熱涂料具有良好的光譜選擇性,其可見光區的透過率達80%以上,而大部分紅外光被有效阻隔。顧廣新等〔44〕通過摻雜鎢,制備了具有常溫相轉變功能的二氧化釩粉體,採用特殊的研磨工藝,將摻鎢二氧化釩粉體和氧化銻錫(ATO)粉體分散成亞納米或納米漿料,並將這些漿料直接添加到水性聚氨酯涂料中,從而得到具有一定智能功能的透明隔熱保溫涂料。該涂料對玻璃附著力好,近紅外透過率可調。
  
  4.4插層復合法
  
  許多無機物(如硅酸鹽類黏土等)具有層狀結構,可以嵌入有機物。通過合適的方法將單體或聚合物插入片層之間,再將厚1nm、寬100nm左右的片層結構基體單元剝離,使其均勻分散於聚合物中,從而實現聚合物與無機層狀材料在納米尺度上的復合。這種方法只適用於像蒙脫土那樣的層狀無機材料。插層聚合法又可以分為插層原位聚合、溶液插層復合和熔融插層復合。以插層原位聚合法為例,插層原位聚合是指單體預先插層於層狀結構的無機物中,然後聚合形成雜化材料,如將單體或插層劑插於具有層狀結構的雲母類硅酸鹽中(片層厚度為1nm左右,片層間距一般在0.96~2.10nm之間),之後單體在硅酸鹽片層之間聚合成高分子。此過程中,片層之間被進一步擴大至解離,使層狀硅酸鹽填料在聚合物基體中達到納米粒度的分散,從而獲得納米級復合材料〔45〕。楊晉濤等〔46〕以可與苯乙烯發生共聚的陽離子表面活性劑十八烷基三甲基溴化銨(STAB)為插層處理劑改性蒙脫土(VC18-MMT),有機蒙脫土在超聲波強剪切作用及乳化劑作用下預分散在乳化劑溶液中,然後引入苯乙烯單體進行原位乳液聚合,制備了聚乙烯/蒙脫土納米復合材料。
  
  5·應用前景及存在的問題與對策
  
  與普通涂膜相比,納米透明隔熱涂膜不僅機械力學性能顯著提高,而且其抗老化、耐腐蝕性能都非常好,加上透明度高、隔熱性能良好及價格低廉等特點,因此具有極高的應用價值和廣闊的市場前景。納米隔熱涂料近幾年成為國內外研究的熱點,也取得了相當的成績。但是國內對納米隔熱涂料的研究起步較晚,離產業化還有一段距離。目前,有關隔熱納米涂料研究還存在以下問題:
  
  (1)納米ATO粉體及分散液的開發。納米ATO自身的團聚和在介質中的分散問題是工業應用所面對的最大難點。盡管有關納米ATO的制備和應用的文獻較多,但是針對納米ATO分散與表面改性的研究報道較少。探索切實可行的、能解決ATO粉體團聚問題的技術對於解決納米ATO的應用難點而言至關重要。
  
  (2)納米涂料的最大問題是納米粒子在其中的分散與穩定。涂料是一個非常復雜的多相分散體係,由成膜物質、溶劑、顏填料、助劑等4個部分組成。納米粒子在涂料中的分散穩定性不僅與分散方法有關,還與納米微粒的表面修飾有關。故需根據不同的涂料要求,選擇納米粒子和樹脂,並針對該體係選擇適合的分散方法。
  
  (3)涂料黏度低。國內普遍採用共混法制作納米隔熱涂料,即分別研制納米粒子漿料和樹脂,然後將二者共混;而且為了保持足夠的穩定性,納米漿料一般加入很少,並需要加入穩定劑、增稠劑等各類助劑。故所得涂料黏度低,施工不方便。
  
  (4)涂層的硬度、耐水等性能不佳。
  
  目前,國內常見的納米粒子漿料是通過把納米粒子粉體分散在醇類或者水中,漿料普遍偏鹼性,而與之復配的樹脂主要是丙烯酸樹脂或者氨基樹脂等酸性樹脂,因此,復配效果不佳,使制得的涂膜硬度不佳,耐水性差。在雨水較多的地區,涂料的使用受到限制。
  
  (5)納米粒子測試技術有待提高。在表徵納米顏料的粒度及分布時,目前主要採用重力沉降、小角度激光衍射儀、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、激光粒度分析儀和原子力顯微鏡(AFM)等,這些方法所採用的儀器大都非常昂貴,傳統的涂料研究方法及檢測方法不能滿足納米改性涂料的檢測要求。故必須建立新的檢測方法。另外,納米改性涂料缺乏相關的標準,比如納米顏料在純度、粒度、粒徑分布、貯藏穩定性等方面的性能指標以及測試標準等均亟待完善。為了解決上述問題,國內很多公司和學者也進行了相關研究。上海滬正納米科技有限公司已能成功配制ATO和ITO等油性或者水性漿料,其中的納米粒子粒徑小,漿料穩定。另外,其研制的ATO醇類分散液能夠實現pH的調節,可制成酸性ATO分散液,實現了ATO分散液與酸性樹脂的復配。而為了解決涂層耐水性差的問題,可以使用耐水性更好的單體,或者添加耐水性功能單體(如硅烷偶聯劑等)。
  
  6·結語
  
  納米隔熱涂料不僅能夠兼顧隔熱與透光性,而且具有機械性能優異、耐老化、耐腐蝕等優點。納米透明隔熱涂料的開發應用能夠很好地解決對採光玻璃既透明又隔熱節能的技術要求,加上其自身的結構特點保證了該涂料的使用壽命長,因而納米透明隔熱涂料在普通玻璃、有機玻璃等透明載體表面的開發應用,不但環保節能,而且經濟實用。在當今社會能源危機和環保壓力日益增大的情況下,隔熱涂料將具有很好的應用前景。

建築用透明隔熱材料


建築物外殼結構主要為窗戶、屋頂、外牆所構成。對於一般住宅而言,約60%熱能透過熱輻射方式經由窗戶進入室內,由於一般玻璃只能隔絕經由窗戶進入熱能的7% ,現行建材的隔熱性能不佳,導致消耗很高的空調用電,因此對建築用隔熱材料來說,隔絕熱輻射為首要課題。

透明隔熱機制
1. 熱源
一般建材需要隔絕的熱大致可區分成來自太陽的熱及非太陽產生的熱兩種。根據維恩位移定律,所有位於絕對溫度零度K 以上的物體皆會放出能量,此能量的大小與其溫度有關:Tλm = b , b = 2.8978 × 10-3m•K 。因太陽的溫度高,主要放射波長較短,位於可見光區,人體、建築物的溫度在室溫附近,主要放射能量位於遠紅外線4~50 µm 之間,屬於非太陽產生的熱。
3. 透明隔熱材料種類與原理
目前可以維持可見光區透明又可隔絕紅外線的材料大約可分為以下五種:染料型(染色膜):以吸收機制為主,通常吸收過多的可見光,且紅外線的隔絕效果不足;利用金屬特性同時反射可見光與紅外線,常見的為塗佈微米等級厚度之鋁膜產品,其透光性低且反光性高;利用光學干涉原理,以奈米等級厚度金屬銀,同時搭配介電材料形成銀多層薄膜結構,產生可見光區穿透加強、紅外線區反射加強的光譜選擇性隔熱膜材;以不同折射率材料堆疊(金屬氧化物或塑膠)形成多層結構,藉由多層薄膜干涉原理,產生可見光區穿透加強,紅外線區反射加強的光譜選擇性隔熱膜材;藉由透明導電材料的表面電漿特性,阻絕大於電漿波長之紅外線並維持透明性。


                                                   圖二、太陽熱能經透明基材的熱傳機制

透明隔熱材料的市場潛力與應用
透明隔熱材料可以隔熱膜的形式應用於建築玻璃的隔熱上,不但可利用自然採光創造明亮舒適的室內氛圍,亦可節省照明及空調用電,對於節能與降低地球暖化效應具有莫大的貢獻。透明隔熱膜技術可結合不同透明載體與技術產生各種商品(圖三),其中透明載體主要為玻璃與塑膠兩大部分,透明塑膠結構又可分為薄膜、平板,以材料區分可以為PC 、PE 、PET 等透明塑膠載體,可應用於建築窗戶、採光罩、窗簾等建材上。

工研院材化所之透明隔熱材料開發現況
工研院研究團隊近年來已開發出電漿波長在800 nm 左右的新型隔熱材料,其不同透光率的光譜如圖四所示,透光率在71% 以下時,紅外線阻隔率可達94% 以上,隨著透光率的提升,紅外線阻隔率逐漸下降,透光率在78% 時,紅外線阻隔率有81% 。由於此新型隔熱材料的電漿波長已調整到800 nm 左右,與一般透明導電材料(ATO, ITO..)比較, 800~1,600 nm 的近紅外線阻絕性能大幅提升。此材料可以做成奈米隔熱塗料的形式,塗佈於透明基材來應用於建材上,如隔熱玻璃、隔熱膜,亦可直接摻混到塑膠(如PC)中,再製成隔熱採光板或隔熱膜來應用於建材上,詳細說明如下。
1. 隔熱膜
金屬膜、陶瓷多層膜、銀多層膜與塑膠多層膜技術為現存於市場上的幾種透明隔熱膜技術(各公司網站資訊)。其中,高透光率的頂級產品以銀多層膜為主。雖然其隔熱效能在各種透明隔熱膜中為最佳,但其缺點包括以濺鍍法製作,鍍膜至少需5 層以上,製程繁複且速度較慢,相對成本較高等。因此開發出以低成本的濕式塗佈方法製作透明隔熱膜且其隔熱效能與銀多層膜相當,具有低成本、高性能的優勢。目前本研究團隊已開發出先進的奈米透明隔熱塗料,將此塗料經由Roll-to-Roll方式塗佈於聚酯膜表面,形成高性能的隔熱膜。



圖六、ITRI 之奈米透明隔熱膜與市售隔熱貼膜玻璃之光譜比較

4. 無機膜隔熱玻璃
本研究團隊開發的透明隔熱材料亦可直接塗佈於玻璃基材,再經過熱裂解處理後形成純無機氧化物膜,硬度可達9H ,其UV-VIS-IR 光譜如圖十一所示,並與市售雙銀低輻射玻璃之光譜比較。證明以直接鍍膜的製作方式,可得到高可見光穿透率與紅外線阻隔率的透明隔熱玻璃,且此材料亦具有很高的紅外線反射率,與Low-E玻璃商品比較毫不遜色……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文

作者:鍾寶堂、鍾松政、傅懷廣 / 材化所




透明隔熱塗料為什麼市場不佳?



    因為地球越來越熱,因為石油、煤炭等化石等能源越來越少,節能減排的重要性因此也越來越為人們所重視。政府重抓,部門重管,於是,各種新技術、新產品粉墨登場。
    建築用能佔能源總消耗的百分之三十多,建築節能因而是節能減排工作的重要環節。建築用能的重要部分是(夏天的)製冷降溫以及(冬天的)采暖保溫的能耗。建築是由牆、門和窗組成的。牆和門的節能做法不在本文探討之列,本文主要討論窗,更具體的說,是窗戶玻璃。
    透明隔熱塗料主要是為了窗戶玻璃的節能而生的“新產品”。之所以打上“”冒號,是因為這種塗料在國外早已有之,國內見到的晚而已。行文至此,我得替深圳市得汛科技有限公司做做廣告,因為下面的文章是摘自該公司的網站:

國產隔熱塗料概況
目前做進口透明隔熱塗料只有深圳市得汛科技有限公司一家,他們是日本“好瑞佳”透明隔熱塗料(劑)的中國總代理,據說“好瑞佳”透明隔熱塗料(劑)目前已經佔據日本透明隔熱塗料80%市場份額,做國產透明隔熱塗料的卻有很多,基本上都是從南京工業大學一個教授那裡買的專利,隔熱塗料的製造方法網上都可以查的到,如下:
1.納米透明隔熱複合塗料
本發明為一種可塗於玻璃,透明樹脂,金屬及水泥表面的納米透明隔熱複合塗料及其該塗料的隔熱效果測試裝置。塗料由聚氨酯樹脂,聚矽氧烷樹脂,聚丙烯酸樹脂,納米氧化銦錫(ITO)粉體,納米氧化錫銻(ATO)粉體,塗料助劑和稀釋劑等組成。該塗料具有附著力強,透明,屏蔽紅外線隔熱等特點,特別適於汽車玻璃和建築玻璃上使用。
2.一種透明隔熱玻璃
 本發明涉及一種透明隔熱玻璃,尤其涉及一種塗覆有納米透明隔熱塗層,擁有良好隔熱性能的隔熱玻璃,可廣泛應用於汽車車窗、建築物窗戶等場合。先製備納米透明隔熱功能塗料,然後把塗料通過噴塗和刷塗的方式塗覆在玻璃表面,乾燥固化後,得到擁有隔熱功能的玻璃。本發明採用納米塗料塗覆的形式在不影響玻璃透明性的前提下來實現玻璃的隔熱功能,其製備方法較為簡便,成本低廉,在基本不影響玻璃透光性能的前提下,大幅提高其隔熱性能。
3.一種合成聚氨酯玻璃隔熱塗料及其製備方法
本發明公開了一種合成聚氨酯玻璃隔熱塗料及其製備方法,該塗料包括40-90%(重量)合成聚氨酯樹脂、10-60%納米ATO漿料和稀釋劑,納米ATO漿料的固含量為10-30%,粒徑為50-100nm,塗料濕膜厚度為20~400微米。其製備方法是:先將10-60%的固含量為10-30%的納米ATO漿料滴加到40-90%的水性聚氨酯中,並攪拌10-30分鐘,得合成聚氨酯玻璃隔熱塗料。用這種塗料製成的玻璃有較高的可見光透過率,同時對紅外線(熱輻射)的反射率很高,具有阻隔熱輻射直接透過的作用。本發明通過簡單的工藝在常溫下即可製成透明隔熱塗料,與其他的鍍膜玻璃相比,成本大為降低,可廣泛用於民用建築。
4.一種具有紅外反射性能的汽車風擋玻璃及其製備方法
 一種具有紅外反射性能的汽車風擋玻璃及其製備方法涉及汽車風擋玻璃設計及製造技術領域,特別涉及具有節能隔熱、防結霧功能的高檔汽車風擋玻璃的設計及製造技術領域。其特徵在於,在外層玻璃和PVB薄膜之間或在內層玻璃和PVB薄膜之間還含有一層半導體氧化物薄膜,半導體氧化物薄膜是摻有氧化錫的氧化銦薄膜、或者摻有氧化鋁、氧化矽、氧化硼、氧化鏑、氧化鎵中的至少一種以上的氧化鋅薄膜,摻雜的含量質量百分比總額為0.1%~10%。本發明還提出了製備該風擋玻璃的方法。本發明對可見光的透過率高於70%,對紅外輻射反射率大於70%,使玻璃具有隔熱性能,起到節能作用;有一定的防結霧能力,可在一定程度上保證風擋玻璃的清晰度。
國產透明隔熱塗料基本為第3種方法製造出來的,因為國內一些公司還不具備先進的分散劑技術和粘接劑技術,所以他只好把ATO稀釋在聚胺脂裡面,說到底還是聚胺脂高分子材料,不耐老化,壽命短,硬度低,助燃(燃燒產生的氣體有毒),而我公司的隔熱塗劑固化後基本為無機物,不存在這些方面的問題。目前很多地方如廣州、深圳、上海、湖南、汕頭等公司都宣稱自己研發出了這個東西,彷彿一夜之間冒出來的,想想都覺得好笑。當然他們宣傳起來也不含糊,少則能降溫5-8℃,多的6-10℃,更有甚者竟然有人宣傳能降20℃,大家可以仔細想一下,整個中國能有多少地方夏季溫度超過38℃,按他們宣傳的數據,只要窗玻璃弄上他們的東西,根本就不需要裝什麼空調了,那我想中國乃至全世界的空調廠商危險了,離倒閉不遠了,事實上隔熱塗料僅僅是一種被動的隔熱產品,要想隔熱效果好,最好的方法就是把太陽光全部反射回去,但是這樣又會影響室內的採光,沒有任何陽光照到室內的話,白天都需要開燈,還不如直接砌一堵牆,隔熱效果更好。如果要保證80%可見光的透過,其隔熱效果就不可能超過60%,因為可見光佔太陽光總能量的一半以上。其實判斷隔熱塗料到底隔熱效果怎麼樣,最簡單的就是看其檢測報告了,看它在紫外線部分、紅外線部分以及可見光部分的透過率,太陽光能量就是由這3種成分組成的,然後簡單計算一下就可以了,如果有人告訴您他的隔熱塗料可見光透射比超過70%,太陽光反射比超過80-90%,那絕對是扯淡。眼前這光景就像當年光觸媒產品一樣,一窩蜂的人上,結果是上的快,倒的也快,市場是檢驗產品質量的唯一標準,相信要不了多久,那些打著高科技、納米技術、自主研發等馬甲的公司的真面目很快就會顯露出來,我們拭目以待。
  
  上文中提到的教授,在下認識,該Z姓教授大概靠販賣專利已經賺了不少財和色了。只是,買了他的專利的人,我很擔心會血本無歸。原因在於,透明隔熱塗料存在如下難以克服的缺陷:
  1.施工非常不便
  透明隔熱塗料固含量很低,不超過30%,也就是說有70%是水或溶劑,這造成塗料的粘度很低。普通的塗料粘度低了,可以採用增稠等辦法解決。遺憾的是,這種辦法不適用於透明隔熱塗料,原因是:目前還沒有一種增稠劑,可以使增稠後的透明隔熱塗料塗覆於玻璃板上,乾後的漆膜能平滑如鏡,而有絲毫不平都會大大影響玻璃窗戶的視覺效果。因此常見的塗料施工方法,如刷塗、滾塗、噴塗等根本不適用於透明隔熱塗料。Z教授推薦的辦法是用專門加工的海綿條,這種海綿條對付小塊的玻璃還湊合,大塊、或異形的玻璃就只能徒嘆奈何了。
    透明塗料顧名思義就是沒有遮蓋力,這就給它的施工帶來很大的麻煩--沒有重塗性。怎麼理解呢?就是萬一沒有塗好、或者外觀效果不滿意,你不可能重塗一遍了事,那隻會使得情況更加糟糕、更加難看。唯一的辦法就是,趁塗膜未乾,趕緊用濕布將它擦拭乾淨後,重新來過。要是塗膜已乾,濕布擦不干淨的話,那就很麻煩了。
    2.硬度低,不耐久
    從上面的專利可以看出,透明隔熱塗料的製備方法不外是將ATO或者ITO的漿料分散在樹脂中而成。由於受現有技術水平的限制,該塗料目前所使用的樹脂硬度不足,因此市面上可以見到的透明隔熱塗料幾乎都存在著塗膜硬度低、容易刮傷的缺陷。時間久了就使得塗膜極易被刮花,而刮花的塗膜反過來嚴重影響窗戶的景觀效果。如上面所述,由於透明隔熱塗料沒有遮蓋力,無法在其刮花的舊塗膜上通過重塗來解決刮花的缺陷,因此用戶的心情會如何惡劣就不難想像了。
    或許有人會問,塗膜花了,不能重塗,那就把它鏟掉總可以吧?呵呵,真的不容易啊!透明隔熱塗料雖然塗膜硬度不足,可是在玻璃上的附著力卻不差,鏟掉?難啊!
    3.隔熱保溫效果有限
    雖然眾多廠家都宣稱自家的產品少則能降溫5-8℃,多的6-10℃,更有甚者竟然有人宣傳能降20℃,作為做技術出身的我得負責任地說,室溫能降3℃就很不得了啦!另外,如下面所言,透明隔熱塗料的原理是使普通玻璃塗覆了它後就變成了吸熱玻璃,而玻璃的吸熱量是有限的,因此,透明隔熱塗料隔熱保溫效果有限!它不是空調的替代品!而只是可以有限降低空調的運行費用而已!
    4.玻璃有爆裂的危險
    目前面市的透明隔熱塗料幾乎都是採用ATO(ITO實在太貴了,用戶可能無法接受!)漿料做成。這類塗料之所以能隔熱,並非如商家或廠家的資料所宣稱的反射太陽光中的紅外線,而是半導體材料ATO能部分吸收太陽光線中的紅外線,將紅外線轉化為熱能儲存在於玻璃。這就是說,普通玻璃塗覆了透明隔熱塗料後就變成了吸熱玻璃。根據本人的實際檢測,一塊塗覆了透明隔熱塗料的普通玻璃暴露於夏日正午的陽光下,不到二十分鐘,玻璃表面的溫度就有110度之高,此時滴幾滴水在玻璃上,玻璃立即爆裂。而未塗覆的普通玻璃曬了一個鐘,其表面溫度也不超過55度。夏日的正午,暴雨說來就來,可以想像一下,塗覆了透明隔熱塗料的普通玻璃會遭遇什麼結局,而高樓上爆裂的玻璃又會存在什麽樣的危險!
 
    透明隔熱塗料的市場競爭對手是隔熱玻璃(主要有Low-E玻璃、Sun-E玻璃,前者保溫效果好,適用於北方寒冷地區;後者防曬隔熱效果好,適用於南方酷熱地區)和隔熱防爆貼膜。隔熱玻璃的優點在於它不僅效果好又永久,而且可加工成各種形狀。隔熱防爆貼膜的優點在於效果好、硬度高,適用於各種形狀的玻璃表面,雖然持久性不如隔熱玻璃,但可以將舊貼膜撕下後再貼上新的,使普通玻璃繼續具備優良的隔熱保溫及景觀效果。

    筆者曾經為透明隔熱塗料著了魔,費了不少心血、花了不少銀子。拿到國家權威機構的檢測報告時,曾激動地以為挖到了金礦、要發大財了。不料幾年時間過去,無分文入賬,巨資買來的ATO漿料等材料想低價轉讓都無人問津......
    寫上上面的這些話,並非有什麼不良企圖,只是希望給行業內外的人士提個醒,謹慎些、謹慎些、再謹慎些!



玻璃隔热紙施工價





滬正透明玻璃隔熱塗料

建築節能不是單純的節能,夏天在室內開著空調涼風不斷並不是建築節能所提倡的東西,那是消極意義上的節能,節能的倡導是一種積極意義上的節能,即在保證室內舒適度的前提下降低能源的消耗,提高能源利用效率的節能。
玻璃隔熱節能工程

      如何提高玻璃隔熱性能是室內舒適節能與否的關鍵

滬正透明玻璃隔熱塗料:採用最新科技製造的熱阻塗層,阻擋陽光中不可見的紫外線和絕大部分紅外線不讓其通過玻璃進入室內,有效減少室外環境熱輻射通過室外物體表面反射經過玻璃進入室內,因此透明塗層在陽光照射或陽光照射不到的玻璃表面同樣具有明顯隔熱效果。

滬正透明玻璃隔熱塗料可以明顯改善居住空間舒適度,在不開啟空調製冷條件下可使室內環境溫度降低3-6℃,室內陽光直射物體表面溫度降低8-10℃以上。可以避免室內物體吸收熱量蓄積後再次向室內釋放,增加空調製冷負荷而造成的不必要能源浪費現象。在空調製冷條件下,可以減少空調製冷運行負荷,縮短空調製冷開機時間,從而達到舒適節能的目的。

透明玻璃隔熱塗料形成晶瑩塗層,可以屏蔽99.7%紫外線,為室內人提及物體提供防紫外線保護屏障,極大延長物品使用壽命,保護人體健康安全。


滬正納米科技有限公司,獲得了諸多檢測認證;ISO 14001:2004 環境管理體系認證和ITO9001:2000質量管理體系認證SGS檢測報告,MSDA和UL檢測報告


產品介紹:

通用型玻璃隔熱塗料 
AMS-020玻璃隔熱塗料是常溫自干型刮塗塗料,性價比高,集合了塗料的各種優點,在一般的工況環境下比較通用的產品。塗層具有智能化的光譜選擇性和穩定性,膜層硬度高、透明性好,高性能阻隔紅外線和紫外線,節能,環保,阻燃,隔噪音,使用壽命長,不怕水,不怕酸鹼,施工方便,便於推廣。


主要用途:
用於建築玻璃節能改造,降低能耗。
用於建築玻璃、太陽能玻璃、玻璃幕牆,高級賓館、酒店、寫字樓、私家住宅、展廳等提高舒適度和節能效率。
應用於汽車、火車、飛機、船舶等交通工具的玻璃隔熱和防紫外線,提高舒適度和節能效率
用於室內需要阻隔與屏蔽紫外線的玻璃。
施工面的選擇:
單層玻璃:室內面、室外面都可以。
雙層玻璃要選擇室外面施工。
可應用基材:
透明玻璃、透明亞克力、透明PET、透明PP






KristalBond奈米節能玻璃鍍膜

  (日本液體玻璃技術.多國認證)

1、中等價格頂級產品
2、阻斷99% 紫外線   
   ①防止皮膚黑色素生成及皮膚癌
   ②防止家具、展示品與貴重物品褪色與老化
   ③避免室內光線放射紫外線吸引昆蟲
3、室內溫度降低  3~10℃
   ①減少空調的使用 & 提升空調的率。
   ②降低冷擊現象,提升舒適性
   ③減少窗戶產生冷凝現象
4、表面光滑,無論大片玻璃或彎曲的玻璃
   ①能夠非常緊密地塗在曲面玻璃或是大面積的玻璃上,光滑異常。
   ②加上可自動維持水平的屬性,Kristal Bond 塗層的優勢遠勝於隔熱紙。
5、抗刮痕 鉛筆劃傷硬度達 6H
6、透光度極佳
7、安全建材,不會燃燒
8、遍及世界 25個國家
9、節約能源    
         ①因為溫度可下降 2~3℃,因此每年電源 消耗可節省達 20%    
         ②冬天提高~3℃ 將熱能保留在室內
10、阻斷 (90%) 遠紅外線、高可見性(76%)
11、透明,自然,顏色飽和度佳,灰霾層級 :0.8         
        ①可降低玻璃的反射作用         
        ②能夠保持玻璃透明的原狀,不會產生影像畸變
12、無需重新安裝,使用年限超過 20年
13、不脫落及無氣泡
14、日本液體玻璃技術
15、無毒
16、環境友好




隔熱奈米塗層

www.energypark.org.tw/coolhouse/.../nm_paint-e.htm

原理
進入大氣層經過臭氧過濾的地面陽光,它的組成包括紫外線(波長100nm~400nm)佔5%、紅外線(波長700nm~2400nm) 51%、可見光(波長380nm~770nm) 44%,其中大部分的熱源是來自於紅外線。。除此之外,紫外線是造成皮膚病變的主因。因此,如能減少近紅線及紫外線進入屋內,便能降低空調之需求及避免陽光所造成的皮膚病變。
 
技術內容
利用奈米金屬或金屬氧化物具有吸收特定波長的特性,減少近紅外線及紫外線進入室內,達到節能及維護健康之目的。(圖一)
效益 
塗佈於透明玻璃時,可降低室內面溫度約5~6℃,節省室內空調消耗電力,而有效達到節能之功能。(圖二)
圖說 

未塗覆  塗覆隔熱奈米塗料

透明隔熱建材與應用





作者:鍾松政、鍾寶堂、傅懷廣/工研院材化所



由於高油價時代的來臨與地球暖化議題的壓力,可以減緩能源短缺與地球溫室效應影響的能源與節能相關產業已漸露鋒芒,預估將成為21世紀主流產業之一。工研院材化所開發的透明紅外線阻絕材料為高性能節能材料,本文針對此材料於透明紅外線阻絕塗料、薄膜、玻璃與塑膠建材之應用做一簡單介紹,其更多的延伸應用技術與產品仍待開發,實為一值得投入的產品技術項目。
透明隔熱機制

2. 熱傳機制
一般熱傳遞的機制包括輻射、傳導、對流。對於亞熱帶地區窗戶的隔熱而言,室內外溫差較小,熱傳導(數十瓦)的熱量與熱輻射(數百瓦)比較,貢獻相對較小。因此,防止陽光輻射熱直接進入室內為建材隔熱的首要工作。當陽光照射到玻璃時,一部分光被反射,一部分穿透玻璃,另一部分則會被玻璃吸收再轉換成熱,再向室內與室外傳遞(圖二)。以隔熱的觀點而言,反射的機制最佳,吸熱次之。吸熱的機制可以將熱吸收於玻璃上,避免直接輻射於室內物體造成加熱效果,且可經輻射與對流作用傳到室外,由於室外對流較暢旺,往室外熱傳可達約70%左右,其效果約等於熱反射機制的70%左右,因此,經由吸熱的機制也可達到隔熱的目的。

3. 透明隔熱材料與隔熱機制
電漿波長(Plasma-wavelength)為一般的導電材料的特性波長,小於此波長的入射光將可穿透,等於此波長的入射光將被吸收,大於此波長的入射光將被反射,因此一般透明金屬氧化物材料的紅外線阻絕性能與此波長的位置有關,電漿波長為780 nm左右時,材料將可同時滿足透明性與紅外線阻絕的隔熱需求。由於電漿波長隨著載子密度(Carrier Density)的增加而減低,載子密度又與導電性或電阻有關,因此如能調整材料的電阻,使其電漿波長移至780nm,將可同時滿足透明性與紅外線阻絕的隔熱需求。一般金屬如Ag的電阻太低(1.6 × 10-6 Ω-cm),導致其電漿波長太小,使 400~800 nm的可見光均被反射或吸收,也使得玻璃透光性下降,甚至變得不透明。以往應用較普遍的透明隔熱材料電阻太高(約10-4 Ω-cm),在可見光穿透度70%時,紅外光穿透率僅有55%,隔熱性能不佳。如能控制透明導電材料的電漿波長至紅外線與可見光交界(780 nm)附近,將可產生可見光區穿透、紅外光區反射或吸收的光譜選擇性隔熱膜材。

透明隔熱材料與應用
目前的透明隔熱材主要以隔熱膜的形式應用於建築、汽車玻璃的隔熱上,不但創造舒適的生活空間,亦可節省龐大的空調用電,對於節能與降低地球暖化效應將具有極大的貢獻。此外,隔熱膜尚可應用於農業用膜,例如溫室,以防止農作物過度日曬。透明隔熱膜技術與產品因應用的不同,可結合不同的透明載體與技術,衍生出各式的商品。

目前工研院已開發出以奈米塗料製作之高透光隔熱膜產品,透明隔熱膜外觀清澈,緊貼於窗戶玻璃上(圖五)。另以電子顯微鏡觀測,顯示隔熱粉體在膜中呈現奈米分散,粒徑小於80 nm ,如圖六所示。以此奈米透明隔熱塗料製作的隔熱膜進行隔熱性能檢測,結果如圖七所示。在測試條件下,玻璃貼上此奈米隔熱膜後,可降低室內溫度約8°C ,證明具有相當的隔熱效果。檢測隔熱膜之光學性能如表一所示,並與市售光學性能做一比較。以本技術開發的隔熱膜具有最高可見光穿透率(Tvis =71%)及紅外線阻隔率(Rir = 90%),以及低成本與高隔熱性能的優點,且不影響電子通訊傳輸,鏡面也不會反光,極具市場競爭力。

本研究團隊開發的透明隔熱材料亦可直接塗佈於玻璃基材,再經熱裂解處理後,形成純無機氧化物膜,其UV-VIS-IR光譜如圖八所示,證明以直接鍍膜的製作方式亦可得到高可見光穿透率與紅外線阻隔率的透明隔熱玻璃,且此材料亦具極高的紅外線反射率,並可使用在單片玻璃上,未來有機會進一步應用於建築、汽車玻璃的隔熱節能應用上…



圖六、隔熱膜之TEM 圖

圖七、奈米隔熱膜之隔熱檢測溫升圖



Applications 應用領域

XX

玻璃透明隔熱納米塗料應用前景



2008年4月1日,我國《節能法》將全面落實實施,建築節能將是節能法的重要推廣對象,在大力提倡節能減排下,國內建築物的節能狀況受到重視,節能玻璃市場需求也日益擴大。中國建築玻璃與工業玻璃協會的專家表示,我國建築能耗約佔總能耗的四分之一以上,而建築門窗的能耗又佔建築能耗的一半左右。由於我國長期不太重視門窗的節能,現有400億平米的建築中,95%以上用的是不節能的窗框和玻璃,而每年新增加20億平米左右的建築,也是如此。另外,數十億平米的公共建築和數以千萬平米計的玻璃幕牆,絕大多數用的也是非節能單片玻璃或普通的中空玻璃。
全球玻璃透明隔熱納米塗料廣泛應用,中國市場潛藏金山銀礦,投資“錢”景前所未有
國外玻璃 ​​透明隔熱納米塗料使用普及率極高,在美國,建築玻璃透明隔熱納米塗料普及率已超過90%。澳大利亞、新西蘭等國建築玻璃透明隔熱納米塗料普及率也都在75%以上。從五角大樓、白宮、悉尼歌劇院、FBI總部再到眾多民用建築群……玻璃透明隔熱納米塗料的使用無處不在
在歐洲地區,建築用玻璃透明隔熱納米塗料普及率也已達到80%以上。其中,荷蘭、丹麥、瑞士等國的建築玻璃透明隔熱塗料普及率更超過了85%。
而在亞洲地區,除了中國香港、台灣地區和日本、韓國外,其它國家建築玻璃透明隔熱塗料普及率平均不到20%。
我國大陸的建築玻璃透明隔熱塗料普及率目前還不到10%。根據建設部與國家建材局的統計,目前,我國公共建築總面積大約為45億平方米,其中99%都屬於高能耗建築。在未來幾年裡,國家將全面普及推廣節能建材,這將構成至少5000億市場的利潤空間。現在,玻璃透明隔熱塗料正日益受到廣泛青睞。廈門軟件園、上海汽車站、深圳圖書館、南京大飯店、…等等,這些建築的玻璃上都有納米透明隔熱塗料。
玻璃透明隔熱納米塗料隔熱性能節能環保,是新一代隔熱控溫的健康選擇
近年來,地球表面溫度逐年上升,人們在炎熱天氣對空調的要求越來越強烈,安裝空調已成為我國大部分地區的一股消費浪潮。然而長期生活在空調室裡的人們經常會產生頭疼、煩躁等症狀,有的還會暈厥甚至死亡,世界衛生組織(WHO)將這種現象稱之為“致病建築物綜合徵”,俗稱空調病。患空調病的人中多數有以下表現:感冒、過敏、風濕痛、黏膜乾燥、緊張、煩躁、注意力難以集中、頭疼等等。
隔熱控溫,除了空調,玻璃隔熱塗料應該是最好的健康選擇!一層塗有納米透明隔熱塗料的玻璃相當於24厘米磚牆的隔熱效果,能擋掉高達80%可能通過玻璃窗戶進入屋內的熱量,達到隔熱效果。不用或少用空調,大大降低空調費用,並且可以消除太陽光的強烈刺眼和灼熱,從根源上減少“空調病”的發生概率。駿匯玻璃透明隔熱納米塗料高效節能、綠色環保的綜合優勢,必將取得顯著的經濟、社會和環境效益,具有廣闊的市場增值前景和前所未有的投資優勢。
有房子就有窗戶,有窗戶就有玻璃,超過150億平方米的玻璃,塗出“料”想不到的財富
在國內,目前玻璃隔熱塗料還是一項只有少數人知道的財富產業。據國家權威統計機構估算,中國有過150億平方米的玻璃維護市場,而且隨著每年大量新建築物的產生,需要維護的玻璃面積還將以6%到10%的速度遞增。同時,受全球氣候變暖的影響,玻璃透明隔熱塗料隔熱、環保的特性會得到人們更多的認可,玻璃隔熱塗料在建築和家庭裝修領域會有非常廣泛的應用。
居民小區、高層建築越來越多,水漲船高,玻璃隔熱塗料市場隨之越來越大
隨著人們對居住要求的提高和建築水平的進步,各種玻璃在住宅中應用的比例呈現明顯上升的趨勢。尤其是近年來,為了改善房間的外視景觀,許多住宅和公共建築都採用近乎密閉的大玻璃窗、落地玻璃門、陽台外飄窗。
據資料統計,全國的玻璃生產行業每年生產玻璃約1344萬平方米,除去16%至18%的深加工玻璃,其餘約1102萬平方米原片玻璃被人們直接用於建築、裝飾等領域,這無疑為玻璃隔熱塗料提供了一個很大的市場供給空間。
 據了解,玻璃隔熱塗料不僅適合在新建築物中使用,對翻修改造現有建築物更具獨特的效果。此種玻璃隔熱塗料很容易噴塗在現有的玻璃窗上,而且不需要再添加任何昂貴的設備。如果想要改造低效能、不節能舊樓窗系統,玻璃隔熱塗料不失為一種廉價、省時、節能絕佳選擇。不難看出,我國舊有建築門窗的改造,是個巨大的市場。

施工風景














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