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研究生:劉靜而
研究生(外文):Liu,Jing Er
論文名稱:軍用建築物外牆隔熱塗料開發研究
論文名稱(外文):Study on Development of Insulation Coatings for Outside Wall of Military Buildings
指導教授:葉早發葉早發引用關係
口試委員:葉早發陸開泰黃其清林正雄陳正康
口試日期:2014-05-06
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學理工學院
系所名稱:化學工程碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:建築物外牆隔熱塗料
外文關鍵詞:Insulation Coatings for Outside Wall of Buildings
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本研究利用不同的隔熱材料,結合反射型及阻隔型隔熱塗料來達到隔熱的效果。實驗使用水性的丙烯酸乳液及乙烯-醋酸乙烯乳膠,目的在於降低有機溶劑對環境及人體的危害。在反射型隔熱塗料配方中採用高折射率的金紅石型二氧化鈦、白雲母粉及空心玻璃微珠,提高塗料表面塗層的反射率及降低塗料的導熱性,來達成隔熱的效果,另添加20nm的氧化鋅提高塗料的耐候性。在阻隔型隔熱塗料配方中採用疏鬆且低導熱係數的珍珠岩粉、發泡玻璃及中空陶瓷微球,降低塗料的導熱性,來達成隔熱的效果。在光照加熱測試方面,反射型隔熱塗料利用田口法試驗求得最佳化配方,其對鋼片的隔熱效果達9.6℃; 阻隔型隔熱塗料對鋼片的隔熱效果達14.1℃;反射型隔熱塗料搭配阻隔型隔熱塗料,其隔熱效果對鋼片達16.2℃,水泥板達13℃,模擬屋室溫下降4.1℃,有效降低建築物室內的溫度。在塗料百格刀測試方面,反射型隔熱塗料的ASTM等級達5B,阻隔型隔熱塗料之等級達4B,附著力良好。最佳化反射型隔熱塗料經六週紫外光耐候性測試,無黃化、剝落的現象;經熱穩定性測試,其熱分解起始溫度達200℃,顯示它是優良的外牆隔熱塗料。


關鍵字:反射型隔熱塗料、阻隔型隔熱塗料、空心玻璃微珠、發泡玻璃、中空陶瓷微球

In this study, the different thermal insulation materials were employed to achieve the effect of insulation by combined with the reflection and barrier insulation coatings. The water-based acrylic emulsion and ethylene-rinyl acetate emulsion were used in experiment to reduce the organic solvents that impact on the environment and the human body. The high reflactive index materials like rutile titanium, white mica and hollow glass microspheres were applied to improve the surface reflectivity and decease the thermal conductivity of the coatings. The 20 nm zinc oxide was added to improve the coating’s weatherability. In the barrier insulation coating, the loose and low thermal conductivity materials like perlite powder, hollow glass beads, foam glass and hollow ceramic microspheres were used to lower the thermal conductivity of the coating. Using Taguchi methods test, the best formulation of the reflective insulation coatings were obtained, and its insulation effect reached 9.6℃for steel sheet. For the barrier insulation coating, the steel’s insulation effect attained 14.1℃. For reflective insulation coating combineing with barrier insulation coating, it’s thermal insulation effect gained 16.2℃for steel sheet, 13℃ for cement sample, and dropped 4.1℃ for analog house temperature. For the adhesion test of the paints, the ASTM rating of refiective insulation coatings is 5B, and that of the barrier-type insulation coatings is 4B, and these results show that the paints have good adhesion. The bset refletive insulation coatings had no yellowing, and peeling after six weeks UV weathering test, and the set off of decomposition temperature reaches 200℃ for thermalgravimetric analysis test. The results indicate that the best refletive insulation coatings is a excellent coatings for outside wall of building.

Keywords: Reflective insulation coatings, Barrier insulation coatings, Hollow glass beads, Foam glass, Hollow ceramic microspheres

誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
1. 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究方法 2
2. 文獻回顧 4
2.1 熱傳的基本機制 4
2.2 隔熱的原理 5
2.3 建築塗料的分類 5
2.3.1 建築外牆阻隔型隔熱塗料 6
2.3.2 建築外牆反射型隔熱塗料 7
2.3.3 建築外牆輻射型隔熱塗料 8
3. 實驗 9
3.1 實驗藥品 9
3.2 儀器設備 10
3.2.1 光照加熱測溫裝置 10
3.2.2 行星式分散機 10
vi
3.2.3 塗佈器 11
3.2.4 自製模擬屋裝置 12
3.2.5 百格刀 12
3.2.6 紫外光耐候儀 14
3.2.7 熱重分析儀 14
3.3 實驗配方規劃 15
3.4 實驗程序 20
3.4.1 反射型隔熱塗料實驗程序 21
3.4.2 阻隔型隔熱塗料實驗程序 21
4. 結果與討論 22
4.1 反射型隔熱塗料 22
4.1.1 光照加熱測試分析 22
4.1.2 百格刀測試分析 31
4.1.3 紫外光耐候度測試分析 34
4.1.4 熱穩定性分析 35
4.2 阻隔型隔熱塗料 37
4.2.1 光照加熱測試分析 37
4.2.2 百格刀測試分析 43
4.3 反射型搭配阻隔型隔熱塗料 45
4.3.1 光照加熱測試分析 45
4.3.2 百格刀測試分析 47
4.4 模擬屋測試 47
4.4.1 反射型隔熱塗料光照加熱測試分析 47
4.4.2 阻隔型隔熱塗料光照加熱測試分析 49
vii
4.4.3 反射型搭配阻隔型隔熱塗料光照加熱測試分析 50
5. 結論 53
參考文獻 55
自傳 58
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