臺灣博碩士論文加值系統

隨著人類高科技的發展，造成全球氣候不斷變遷、廢棄物持續增加等問題，低耗能建築已成為目前的新式建築趨勢之一。在建構低耗能建築諸多方式中，建築隔熱塗料為代表方式之一，可透過其簡易施作並有效改善室內溫度，達到節能之效果。近年已有不少研發團隊陸續研發出各種不同功能的隔熱塗料，但目前市面上研發之隔熱塗料大多成本較高且一般隔熱塗料之組成成份多少有危害環境之物質。故本研究之目的，乃冀透過天然環保類藥劑回收廢聚苯乙烯及廢橡膠之方式，進行建築隔熱塗料之研發，期盼能研發出對環境影響較小之隔熱塗料。
研究過程中，先由配方設計之觀念設計初步配比(單形格子點法)，透過表面乾燥時間及黏度試驗，得到廢聚苯乙烯隔熱塗料之初步配比。為了解材料組成之性能，以實驗設計法之L27直交表規劃出27組試驗配比表，經由全距分析及變異數分析，分析27組不同混合比例之配比對於導熱係數、拉伸強度及拉伸率等試驗之變動趨勢，藉以建立廢聚苯乙烯隔熱塗料之配比表，從中設計出廢聚苯乙烯隔熱塗料之最佳配比組合，最後再以驗證試驗確認配比之準確性。
本研究之隔熱塗料考量市售隔熱塗料檢驗之項目及本研究中選用材料之特性，故研究中在初步配方試驗以塗料基本工作性能中黏度及乾燥時間為試驗指標，在實驗規劃中針對隔熱塗料之材料強度及隔熱性能進行分析。試驗結果顯示影響拉伸強度最適因子與水準依序為聚苯乙烯 (27.6%)、溶劑DL (25%)、橡膠粉(18.4%)、松香(30.3%)、增塑劑TB (0.5%)；影響拉伸率最適因素與水準依序為增塑劑TB (1.5%)、松香(30.3%)、溶劑DL (55%)、聚苯乙烯 (27.6%)、橡膠粉 (18.4%)；而影響導熱係數最適因素與水準依序為松香(30.3%)、溶劑DL(55%)、增塑劑TB(0.5%)、聚苯乙烯 (27.6%)、橡膠粉(18.4%)，此結果顯示各材料因子對於導熱係數、拉伸強度及拉伸率之變動趨勢，可作為往後調整廢聚苯乙烯隔熱塗料組成配比之依據。此外，經驗證試驗結果顯示，本階段所研發隔熱塗料之拉伸強度、拉伸率、導熱係數及具熱源之燈光照射之屋頂正反面溫度差等皆達到本研究所設定之目標值，確認了本階段所研發隔熱塗料之有效性。

Resulting in global climate change, waste continued to increase with the development of the human high-tech, low energy buildings has become one of the new architectural trends. In many ways to construct low-energy buildings, building insulation-coating can be treated as one of the representative methods, featured as its simple implementation and effective improvement on the indoor temperature to achieve the energy-saving effect. In recent years, many R & D teams gradually developed thermal insulation-coatings for a variety of different functions, but most of the available insulation-coating cost higher and the composition of the insulation-coating contain more-or-less environmentally harmful substances. The purpose of this study is to develop building thermal insulation-coatings with less impact on the environment, through natural and environmentally friendly pharmaceutical recycling of waste polystyrene and waste rubber.
This research will attempt to process the waste rubber and polystyrene with environmental chemical additives to produce the insulation-coatings. In order to find out the initial configuration of the coating constituents, the grid-point method was introduced to make up the first formulation, then, based on the best guess on the configuration of the coating constituents, the design experimental levels(3 levels)for different coating constituents could be decided by introducing the golden-section ratio. Then, the orthogonal experimental design method (L27(313)) was adopted by choosing thermal conductivity, viscosity, surface drying time, tensile strength, pull - elongation rate as orthogonal indicators. Through orthogonal experiment design method, the most influential coating constituents on different indicators could be pointed out by F-test in analysis of variance.
In this research, by considering the test items and features of commercial insult-coatings, the initial formulation experiment is based on the basic performance by the viscosity and drying time. In Design of Experiments, the strength and insulation properties were analyzed by range analysis and analysis of variance. The results showed that the sequence affect the tensile strength of the optimal factor and standard polystyrene (27.6%), solvent DL (25%), rubber powder (18.4%), rosin (30.3%), plasticizer TB (0.5%); Elongation optimal factor and standard order the plasticizer TB of (1.5%), rosin (30.3%), solvent DL (55%), polystyrene (27.6%), rubber powder (18.4%), while affect the thermal conductivity of optimal factor and the standard order of rosin (30.3%), solvent DL (55%), plasticizer TB (0.5%), polystyrene (27.6%), rubber powder (18.4%), this result material factor for the thermal conductivity, tensile strength and tensile rate of change in trend can be used as the next adjustment of waste polystyrene insulation-coating the basis of the ratio. In addition, the certified test results show that this stage developed thermal insulation-coatings, tensile strength, tensile, thermal conductivity and positive and negative temperature difference through the roof of the lights and heat source in the model roof achieves target-values, confirming the development effectiveness of thermal insulation-coatings.

摘要I
AbstractII
誌謝IV
目錄V
表目錄VIII
圖目錄X
第一章 緒 論1
1-1研究動機1
1-2研究目標2
1-3研究方法與流程2
第二章 文獻回顧7
2-1隔熱塗料之應用與回顧7
2-1.1隔熱塗料之發展7
2-1.2隔熱塗料材料組成10
2-1.3隔熱技術及塗料製程11
2-2聚苯乙烯回收之應用15
2-2.1聚苯乙烯回收再利用之技術15
2-2.2溶劑回收聚苯乙烯之原理17
2-2.3天然溶劑18
2-3環保增塑劑19
2-3.1傳統增塑劑發展19
2-3.2環保增塑劑發展20
2-4小結21
第三章 實驗設計與方法22
3-1配方試驗設計法22
3-1.1配方設計之約束條件23
3-1.2單形格子點試驗設計概念24
3-1.3單形格配方設計的迴歸模型25
3-1.4單形格配方設計原理25
3-1.5束制性單形格點配方設計原理27
3-1.6單形格點法設計流程與說明29
3-1.7隔熱塗料之單形格點法設計流程31
3-2實驗規劃33
3-2.1實驗設計法33
3-2.2統計分析方法38
3-3試驗配比38
3-4試驗材料44
3-5試驗儀器及設備52
3-5.1導熱係數分析儀52
3-5.2拉力試驗機53
3-5.3數位式黏度計54
3-5.4數位式電磁加熱攪拌器55
3-5.5精密恆溫水槽56
3-5.6精密型微量天平56
3-5.7實驗室排煙櫃57
3-5.8掃描式電子顯微鏡58
3-5.9溫控器59
3-5.10溫度紀錄擷取器59
3-5.11鹵素燈60
3-6試驗方法與步驟60
3-6.1表面乾燥試驗60
3-6.2黏度試驗61
3-6.3導熱係數量測63
3-6.4拉伸強度與拉伸率試驗65
第四章 試驗結果分析與討論68
4-1 配方設計之單形格子點法實驗結果與分析68
4-1.1 隔熱塗料組成材料對表面乾燥時間之影響68
4-1.2 隔熱塗料組成材料對黏度之影響69
4-1.3 驗證初步配比70
4-1.4 小結73
4-2 導熱係數量測試驗結果與分析74
4-2.1 導熱係數之全距分析76
4-2.2 導熱係數之變異數分析77
4-2.3 材料因子對導熱係數之影響78
4-2.4 小結85
4-3 拉伸強度試驗結果與分析86
4-3.1 拉伸強度之全距分析88
4-3.2 拉伸強度之變異數分析89
4-3.3 材料因子對拉伸強度之影響90
4-3.4 小結96
4-4 拉伸率試驗結果與分析97
4-4.1 拉伸率之全距分析98
4-4.2 拉伸率之變異數分析99
4-4.3 材料因子對拉伸率之影響100
4-4.4 小結106
4-5 驗證試驗107
第五章 結論114
5-1 結論114
5-1.1 材料特性114
5-1.2材料組成因子與參數水準115
5-1.3驗證試驗結果116
5-2 後續研究建議116
參考文獻118
附錄一 口試委員意見對照表122
附錄二 作者介紹125

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