Altiris 550 Altiris 800高紅外反射特性的新型涂料用顏料

1、Altiris550Altiris800高紅外反射特性的新型涂料用顏料降低能源消耗的全球化趨勢(shì)無疑為行業(yè)帶來了諸多挑戰(zhàn)。我們的產(chǎn)品和服務(wù)怎樣才能適應(yīng)節(jié)能和減少碳排放的大趨勢(shì)？如何利用我們的知識(shí)和專長(zhǎng)來進(jìn)行創(chuàng)新？在全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)衰退之后，我們需要問我們自己究竟如何高效地去做才能使風(fēng)險(xiǎn)最小化。法規(guī)和環(huán)境指導(dǎo)方針推動(dòng)我們邁向更加高效的能源利用之路，這些問題變得越來越緊迫。對(duì)于我們的回答，我們還必須考慮消費(fèi)者的期望。雖然許多消費(fèi)者也關(guān)注成本和減少能耗對(duì)環(huán)境的好處，但是他們卻不愿承受其它標(biāo)準(zhǔn)（如產(chǎn)品選擇和美學(xué)效果）降低的節(jié)能產(chǎn)品。在涂料行業(yè)，全球節(jié)能減排的需求增長(zhǎng)為企業(yè)帶來了機(jī)遇，也推動(dòng)了創(chuàng)新。新一代

2、太陽能反射涂料的表現(xiàn)是一個(gè)最好的例子。這些涂料的節(jié)能潛力越來越被人們所認(rèn)可。與傳統(tǒng)的太陽能反射涂料相比，該涂料為新配方帶來了更多的選擇以及增值。我們認(rèn)為，建筑物的冷屋頂技術(shù)是目前太陽能反射涂料在能源消耗戰(zhàn)中如何發(fā)揮有效作用的最好例證。當(dāng)太陽光照強(qiáng)時(shí)，冷屋頂可以有效使室內(nèi)溫度不會(huì)上升到更高的溫度。這樣就會(huì)減少空調(diào)系統(tǒng)的用電量，潛在地降低高峰電力的需求。今后我們可以繼續(xù)探索這些涂料的潛在應(yīng)用。船舶、汽車和航空產(chǎn)品也許可能從新一代太陽能反射涂料中獲益，誰說它們的應(yīng)用就到此為止呢？太陽能反射涂料的重要性當(dāng)太陽的能量被外表面所吸收時(shí)，太陽的能量可以傳導(dǎo)到建筑物、船舶或汽車的內(nèi)部，使里面的溫度升高。溫度升

3、高以后會(huì)使內(nèi)部空間變得不舒服，同時(shí)加大空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。反過來，這也會(huì)提高能耗、增加二氧化碳以及室溫氣體的排放量。這個(gè)問題的嚴(yán)重性一一以及太陽能反射涂料在解決這一問題時(shí)能起到多大的作用？什么是ALTIRIS紅外反射顏料？通過改變金紅石型二氧化鈦的晶體大小，ALTIRIS紅外反射顏料被設(shè)計(jì)用來提供高紅外反射率。通過改良處理和包覆，該顏料將具有極高的耐候性。該顏料共有有兩種不同的產(chǎn)品。ALTIRIS800顏料產(chǎn)生最佳的近紅外/可見光反射率之比。提供超低的著色強(qiáng)度（約為普通二氧化鈦顏料的25%），可用于生產(chǎn)太陽光反射率較高的黑色（L*v40v）、明亮及鮮艷顏色的產(chǎn)品。推薦用于少量添加或不添加普通二氧化

4、鈦顏料作為標(biāo)準(zhǔn)配料的情況，如黑色和亮紅色。ALTIRIS550顏料產(chǎn)生較高的太陽光反射率。用于生產(chǎn)中等色和淺色（L*40）涂料以產(chǎn)生較高的太陽光反射率（著色強(qiáng)度約為普通二氧化鈦顏料的50%）；國(guó)際能源署（theInternationalEnergyAgency）認(rèn)為，當(dāng)前在大多數(shù)國(guó)際能源署成員國(guó)中建筑物能耗占主要能源消耗總量的40%,也是二氧化碳排放量的主要來源1世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會(huì)（TheWorldBusinessCouncilforSustainableDevelopmen）的報(bào)告顯示，建筑物的碳足跡（簡(jiǎn)單的講就是碳耗用量）超過所有運(yùn)輸行業(yè)的總和。該理事會(huì)暗示，建筑物的能耗到2050年

5、可最高減少60%。在一些西方國(guó)家，建筑物空調(diào)的能源消耗占總能源消耗的20%以上。Levinson和Akbari認(rèn)為,將屋頂?shù)奶柲芊瓷渲笖?shù)從0.20提高至0.55,這可以使美國(guó)的年制冷能耗節(jié)約5.02kW/m20這可以使二氧化碳排放量減少3.02kg/m20在全球，各個(gè)國(guó)家及其地方政府機(jī)關(guān)更加注重冷屋頂技術(shù)帶來的價(jià)值。在澳大利亞，墨爾本市議會(huì)建議在其商業(yè)建筑區(qū)采用冷屋頂技術(shù)，從理論上來講，這可以使城市的年能耗減少125萬kW/hr（450萬MJ）相當(dāng)于減少150萬公斤的二氧化碳排放量。在印度德里，能源效應(yīng)電力政府部門認(rèn)為，使用冷屋頂技術(shù)可以使電力消耗降低25%5。全球許多地區(qū)的人口增長(zhǎng)以及城市

6、化發(fā)展也顯示了太陽能反射涂料在防止熱島效應(yīng)中越來越重要。城市熱島效應(yīng)可以被解釋為城市內(nèi)的深色表面吸收了太陽能。這些熱量再慢慢釋放到城市空氣中，使得高樓林立的市區(qū)溫度明顯高于周圍的郊區(qū)。城市熱島效應(yīng)可以增加霧霾出現(xiàn)的概率，加重城市的污染程度，因此能夠減緩城市熱島效應(yīng)的方案將非常受歡迎。太陽能反射方面的新標(biāo)準(zhǔn)改善能源效率、減少能源消耗以及促進(jìn)低碳發(fā)展一直是世界各國(guó)政府和組織的重要環(huán)境目標(biāo)。尋找高效節(jié)能以及保持外表面和內(nèi)部空間的低碳方式將變得越來越重要和緊迫。支撐這一前提的基礎(chǔ)是太陽能反射的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的不斷出現(xiàn)。美國(guó)在20世界90年代推出了太陽能反射涂料。它們被用于屋頂絕緣，進(jìn)行節(jié)能研究。開

7、始了美國(guó)屋面制品熱性能評(píng)級(jí)理事會(huì)（CoolRoofRatingCouncil）計(jì)劃，其保證陡坡屋頂屋面材料的太陽能反射指數(shù)（SRI）標(biāo)準(zhǔn)為25%。全球的各個(gè)立法機(jī)構(gòu)和有關(guān)部門都采用這一綱領(lǐng)來制定了一系列的政策、標(biāo)準(zhǔn)以及用戶建議：在歐洲，歐洲屋頂降溫委員會(huì)（ECRC）在通過提高建筑能源效率來減緩氣候改變方面已經(jīng)做出了巨大貢獻(xiàn)。它推動(dòng)了冷屋頂產(chǎn)品的認(rèn)證以及在歐洲各個(gè)國(guó)家中的使用。在法國(guó)，法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)（AFNOR）正在審查含太陽能反射值的DTU59.1的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)。日本頒布了高太陽能反射率的屋頂涂料用JISK5675標(biāo)準(zhǔn)。在北美，2014年有24項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)冷屋頂，在能耗上面能幫助業(yè)主節(jié)約30%。能源

8、效率方面的新標(biāo)準(zhǔn)，尤其是太陽能反射方面的標(biāo)準(zhǔn)，不僅限于建筑方面的。2011年，國(guó)際海事組織（theInternationalMaritimeOrganizatior）出臺(tái)了新的修正案，用于新船舶能源效率設(shè)計(jì)指數(shù)，使其具有強(qiáng)制執(zhí)行能力。該法規(guī)為非指定性規(guī)定。這意味著船舶設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者根據(jù)每個(gè)特定的船只都能自由使用成本最優(yōu)的解決方案，只要能達(dá)到要求的能源效率即可。創(chuàng)新對(duì)消費(fèi)需求的響應(yīng)2007年，亨斯邁公司意識(shí)到新興標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境需要將會(huì)使太陽能反射涂料的需求急劇增長(zhǎng)。ALTIRIS顏料項(xiàng)目始于2007年。成立了一個(gè)多學(xué)科項(xiàng)目組來評(píng)估市場(chǎng)潛力，建立概念的技術(shù)可行性。傳統(tǒng)上，二氧化鈦顏料用于優(yōu)化可見光的反

9、射。為了使彩色表面能夠在太陽光下保持涼爽,對(duì)太陽光譜中不可見的近紅外（IR）光的反射變的至關(guān)重要，因?yàn)檫@部分光譜產(chǎn)生的熱量最多（邊欄圖1）。SIDEBAR.FFCURE1hesolirwww上Ipfwxxini:Wd泅10001500200G2500邊欄圖1太陽光譜為了得到太陽能反射顏料亨斯邁團(tuán)隊(duì)不得不將二氧化鈦的主要反射范圍轉(zhuǎn)變成太陽光譜中的近紅外范圍。這也必須減少產(chǎn)品的傳統(tǒng)白度一一可以使客戶研發(fā)深色和鮮艷的太陽能反射色彩。資深研發(fā)科學(xué)家研發(fā)了光散射模型來確定具有近紅外反射性能的二氧化鈦顏料?，F(xiàn)在的問題是作為二氧化鈦顏料生產(chǎn)商的亨斯邁公司如何最快地響應(yīng)這一需求？我們的科學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)想了一種創(chuàng)新性

10、的二氧化鈦顏料，可以使涂料反射太陽能。當(dāng)時(shí)，傳統(tǒng)上都使用白色或淺色涂料以及有限的樸實(shí)色調(diào)來反射掉太陽光的輻射。我們都知道白色或淺色物體比黑色或深色物體的太陽能反射率要高。但是現(xiàn)代消費(fèi)者以及建筑師和產(chǎn)品設(shè)計(jì)師都期望能有更多的產(chǎn)品和顏色選擇。這也就意味著需要有多種顏色的太陽能反射涂料。這種假設(shè)是研發(fā)計(jì)劃的出發(fā)點(diǎn)，因此亨斯邁研發(fā)出了亨斯邁新型ALTIRIS紅外反射顏料。ALTIRIS顏料可以反射掉太陽光譜中的紅外輻射。更易于與著色顏料混合，并可賦予任何顏色的產(chǎn)品都會(huì)產(chǎn)生高反射太陽光的能力亨斯邁能夠證明該顏料在任何顏色的外墻涂料中都能大大提高太陽能反射率。我們已經(jīng)配比出幾種顏色的涂料，包括：米色（L*

11、66.56,a*4.12,b*17.15）o控制樣本-34%的太陽反射率o使用ALTIRIS顏料-54%的太陽反射率紫色（與RAL4009相似）o控制樣本-27%的太陽反射率o使用ALTIRIS顏料-58%的太陽反射率為證明新型顏料的效果，該團(tuán)隊(duì)制備了多種含ALTIRIS顏料的彩色涂料，測(cè)試其太陽光反射率，并將其與含標(biāo)準(zhǔn)TIOXIDE顏料的涂料對(duì)比。結(jié)果顯示ALTIRIS顏料能夠?qū)⒛承╊伾奶柗瓷渫苛系奶柟夥瓷渎侍岣?00%以上。亨斯邁研究團(tuán)隊(duì)制備了含ALTIRIS顏料的涂料以及含TIOXIDE顏料的樣本，并將對(duì)照樣本控制在相同的RAL指數(shù)。然后應(yīng)用Cary5000型分光光度計(jì)對(duì)兩者的總太

12、陽光反射率進(jìn)行了比較。在添加ALTIRIS后,即使是黑色涂料的反射率也超出規(guī)定的25%總太陽光反射率。通常傳統(tǒng)黑色涂料大約只能反射5%8%的太陽能，與它相比這的確是一個(gè)實(shí)質(zhì)性的改善?；疑繉邮俏蓓敺浅Ａ餍械纳剩瑢?duì)該涂層進(jìn)行測(cè)試顯示，使用ALTIRIS顏料可以大大提高總太陽光反射率（亨斯邁已經(jīng)配制出了幾百種初始配方，它們具有高太陽光反射率，可以用于多種顏色的涂料中）。圖1說明了ALTIRIS顏料的效果，通過比較測(cè)量的涂料的總太陽光反射率（其色差比AEv2,黑色基材約75pm厚的膜）。JE-as圖1灰色涂層的太陽反射率ALTIRIS紅外反射顏料設(shè)計(jì)的重要標(biāo)準(zhǔn)是讓涂料配方設(shè)計(jì)師和技術(shù)人員的使用更方

13、便，而且代價(jià)比較低、不需要額外或改變工藝步驟。ALTIRIS顏料被設(shè)計(jì)成單一的添加劑，與涂料和聚合物體系的相容性更好。ALTIRIS顏料可使多種彩色涂料和聚合物獲得高的太陽光反射率，為建筑師和設(shè)計(jì)師提供多樣化的色彩選擇。通過提高外墻涂料的太陽光反射率，ALTIRIS顏料可以降低空調(diào)系統(tǒng)所需的能耗。反過來,這也會(huì)減少相關(guān)溫室氣體的排放量。為了提高新型顏料的光催化穩(wěn)定性，采用致密二氧化硅涂層來提高耐久性。該涂層在顏料粒子周圍形成保護(hù)殼，有助于防止帶電物質(zhì)從二氧化鈦中逸出，在樹脂內(nèi)產(chǎn)生有害的自由基。使用耐久三聚氰胺甲醛醇酸樹脂涂料體系可以證明顏料光催化穩(wěn)定性得到了增加，其測(cè)試了耐久性，尤其側(cè)重于顏料的光催化方面。這些結(jié)果見圖2。TIOXIDEI HYPERLINK http:/www.tlpfwxH.inI www.tlpfwxH.inIo01o.0.0000SOO10001500200025003000350040004500500055006000Hours(AtlasCi65a)AL11R1SFigmentTIQSIDE5uper-DurableRgmenr行業(yè)認(rèn)知亨斯邁的紅外反射技術(shù)已經(jīng)得到涂料行業(yè)的認(rèn)可，2012年11月獲得了英國(guó)化學(xué)