市场报告|2022年4月

PCI编辑部
2022-10-13
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科学家设计出智能屋顶涂层,可全年节约能源




  加利福尼亚州,伯克利 – 科学家们已经开发出一种四季皆宜的智能屋顶涂料,它可以在冬天让家里保持温暖,在夏天保持凉爽,而不消耗天然气或电力。发表在《科学》杂志上的研究结果表明,这项突破性的技术在节能方面要优于目前市售的冷屋顶系统。


  伯克利实验室材料科学部研究员、加州大学伯克利分校材料科学与工程教授Wu Junqiao(吴军桥)说:“我们的全季屋顶涂料会根据室外空气温度自动从制冷切换为保暖。这是一款零能耗、零排放的集制冷和加热功能于一身的系统。”




  目前的屋顶降温系统,如反射涂层、薄膜、木瓦或瓷砖等,一般利用浅色或深色的“冷色”表面,通过反射太阳光来进行降温。这些材料还会以热红外辐射的形式释放出一部分所吸收的太阳光热量;在这种被称为辐射制冷的自然过程中,热红外光从表面辐射出去。


  市场上的许多屋顶降温系统存在的一个问题是,它们在冬季仍会继续散热,因此会推高供暖成本。吴军桥解释道:“我们研发的新材料——自适应温度辐射涂层或称TARC——可以通过在冬季自动关闭散热冷却来克服冬天过度降温的问题,从而实现节能的目的。”


  金属通常是电和热的良导体。2017年,吴军桥和他的研究团队发现,二氧化钒中的电子行为类似于金属中的电流传导,但却是热量的绝缘体——换句话说,它们导电良好,但不导热。“这种行为与大多数其他材料形成对比,在那些材料中,电子既可导热也可以导电,”吴解释说。


  当温度低于约67°C(153°F)时,二氧化钒对热红外光是透明的,因此不会吸收热红外光。但一旦二氧化钒达到67°C,它就会转变为金属状态,吸收热红外光。这种从一个相切换到另一个相的能力——在这种情况下,从绝缘体切换到金属——是所谓相变材料的特征。


  为了了解二氧化钒在屋顶系统中的性能表现,吴军桥和他的团队设计了一个2厘米乘2厘米的TARC薄膜。TARC“看起来像透明胶带,也可以贴在像屋顶这样的固体表面,”吴军桥说。


  在一个关键的实验中,文章共同第一作者KechaoTang(唐克超)去年夏天在吴军桥的East Bay的家中屋顶上进行了实地实验,以验证该技术在现实环境中的可行性。吴军桥的阳台上安装了一台无线测量设备,连续记录了TARC样品、市售深色屋顶样品和市售白色屋顶样品在数天内对直射阳光和室外温度变化的响应。随后,研究人员利用实验数据,模拟了TARC在横跨美国大陆15个具有代表性的城市中全年的性能表现。


  吴军桥联系了该研究的共同作者、伯克利实验室能源技术部(Energy Technologies Area)Heat Island Group研究组的组长Ronnen Levinson,来帮助他们优化屋顶表面温度的模型。Levinson根据超过10万的建筑能量模拟结果(Heat Island Group 曾开展这些模拟,用以评
估全美屋顶降温和墙壁降温系统的效益),开发出一个评估 TARC节能性能的方法。Finnegan Reichertz是奥克兰东海岸创新研究院(East Bay Innovation Academy)的一名12年级学生,去年作为暑期实习生参与了吴军桥的工作,帮助模拟了TARC及其他屋顶材料分别在15个具有代表性的城市或气候地区每年特定日期、特定时间的性能表现。


  研究人员发现,在15个气候区中的12个地区,TARC的节能性能优于现有的屋顶涂层,特别是在昼夜温度变化较大的地区(如旧金山湾区),或在冬季和夏季温差大的地区(如纽约)。“安装TARC后,美国平均每个家庭可以节省高达10%的电能,”唐克超说,他在研究期间是吴军桥实验室的博士后研究员,现在是中国北京大学的助理教授


  即使在寒冷的天气下,标准的降温屋顶也具有较高的太阳反射率和热辐射率(通过发射热红外辐射释放热量的能力)。根据研究人员的测量,TARC全年反射约75%的阳光,但当环境温度较暖(高于25°C或77°F)时,其热辐射率才较高(约90%),这促进了热量向天空的释放能力。Levinson说,在天气较冷时,TARC的热辐射率会自动切换到较低程度,有助于保持太阳能吸收和室内加热产生的热量。


  伯克利实验室Molecular Foundry团队使用先进设备进行的红外光谱实验结果验证了模拟结果。“简单的物理预测TARC会达成目标,但我们很惊讶它的性能竟会如此优异”,吴军桥说,“我们原本以为从变暖到降温的转换功能不会如此强大,但我们的模拟、户外实验和实验室实验结论都证明了这一点——这真的很令人激动。”


  研究人员计划在更大的规模上开发TARC原型,以进一步测试其作为实际屋顶涂层的性能。吴军桥表示,TARC还可能作为一种热保护涂层,用于延长智能手机和笔记本电脑的电池的使用寿命,或是用于保护卫星和汽车免受极高或极低温度的影响。它也可以用来制造可调节温度的织物,如帐篷、温室大棚、甚至是帽子和夹克。




即将出台的欧盟化学品法规将给欧洲的胶粘剂、涂料和密封剂行业带来挑战



  布鲁塞尔 –欧洲化学工业理事会(Cefic)报告称,行业领袖最近呼吁欧盟委员会共同努力,制定欧盟化学工业转型路径,以维持实现欧盟绿色协议目标所需的大规模投资。此前,欧洲Cefic发布了由独立经济研究咨询公司里卡多能源与环境(Ricardo Energy & Environment)就欧盟化学品可持续发展战略(CSS)的商业影响进行的一系列研究中的第一项。来自100多家欧洲化学品公司的数据将用于欧盟委员会对分类、包装和标签法规(CLP)和REACH的影响评估,这是欧盟化学品法规的核心。




  根据第一项研究,仅即将出台的两项立法提案——对CLP的改变和通用风险方法的应用——就有可能涉及多达12000种物质。该研究发现,这些物质可能占欧洲化学工业总营业额的43%。


  在应用不同的权重因素来解释CSS中定义和标准的不确定性后,顾问们得出结论,最有可能受到影响的投资组合将高达行业估计营业额的28%。咨询公司表示,这28%最可能受到影响的投资组合中,约有三分之一可能会被替换或重新制定。然而,公司替代潜在受影响产品的能力将在很大程度上取决于即将出台的法规的细节,以及技术和经济上的可行性,尤其取决于客户对替代品或新配制产品的反应。受影响最大的下游行业
包括粘结剂、密封剂和涂料。


  Cefic总裁Martin Brudermueller博士说,“化学工业的角色是为下游客户提供关键材料,以实现绿色协议的目标。欧盟化学工业是所有制造业和关键和战略价值链的主要供应商,包括制药、电子、电动汽车电池、建筑材料在内。CSS计划带来的预期政策变化也将在许多依赖化学品的价值链上产生重大的“连锁反应”。


  经济分析的结论是,即使考虑到减损,仍然会产生很大的净影响。根据该研究,无论考虑哪种情况,到2040年,这将意味着该行业投资组合的净市场损失至少为12%。由于到目前为止,只评估了CSS提出的两项措施,因此该战略提出的所有其他变化的累积影响将更大。这些变化可能对欧盟化学品出口产生的影响尚未得到研究,但这可能会显著增加其整体影响。


  Brudermueller解释说,“化学行业一直受到创新、对新技术的热情和创业精神的推动。这项研究结果表明,全行业的替代努力可能有机会实现化学品可持续发展战略的目标。然而,在目前的框架上,价值链上的企业如何实现这一目标存在很多的不确定性。未来20年,工业需要一个可预测的经济投资增长框架。为了应对绿色协议带来的诸多挑战,我们需要一条稳健的化学工业转型之路。”


  拟议的过渡过程应包括行业开发替代品的时间表和措施,并将重点放在那些可以首先获得这些替代品的产品上。在这方面,它应该建立在成熟的方法之上,比如REACH下的风险评估。需要采取激励措施,为这些新化学品创造市场,同时加倍执行REACH和进口产品安全法规。该方案应辅之以强有力的创新议程,以加速安全和可持续性设计替代方案的开发。最后,转型过程还应解决化学工业必须经历的其他三个过渡——气候中性、数字化和循环化。下一份报告预计将于2022年第二季度发布。




新报告预测全球工业涂料市场将增长


  都柏林 – 市场研究公司Research and Markets提供了一项新的研究报告,预测到2028年,全球工业涂料市场将达到1071.5亿美元。根据这份报告,2021至2028年,该市场预计将以3.4%的复合年增长率增长。消费者对可持续产品的意识提高,以及围绕减少挥发性有机化合物排放的日益严格的环境法规,推动了对环保型工业涂料的需求。美国、中国和西欧国家针对环境,尤其是空气污染的政府法规将继续成为未来几年采用低污染涂层技术的驱动因素。


  法规已导致需求从溶剂型涂料转向低VOC或环保产品,如粉末涂料、水性和UV固化涂料。这些低VOC产品在使用过程中所挥发的溶剂较少,有助于实现VOC排放量最小的绿色环境。业内各公司也越来越注重为所有行业的客户开发低VOC含量和可持续性的解决方案。


  该 报 告 预测 , 在 预 测 期内,电子终端市场将出现显著增长。工业涂料被广泛用于各种电子应用,如平板电脑、个人电脑、智能手机、触摸显示屏和可穿戴设备等。工业涂料有助于提高电子产品的效率,并提供耐用性、设计、颜色和先进的功能,如防指纹、防污渍、防眩光和低反射触摸屏和显示屏。根据该报告,亚太地区的电子行业预计将出现强劲增长,这种增长在一定程度上是由于各种电子产品生产商的存在,和包括政府支持、原材料供应和廉价劳动力等多样化的制造业格局带来的。这些因素预计将影响电子行业对工业涂料的需求。


  在收益方面,该研究发现,2020年一般工业终端市场的收入份额最大,预计在预测期内将出现显著增长。亚太地区在2020年占据了市场主导地位,预计将继续在2021至2028年保持领先地位。此外,由于各种终端用途行业的需求不断增长,丙烯酸产品领域可能会推动市场增长。






菲律宾非政府组织发现进口喷漆含铅量超标


  菲 律 宾 ,QUEZON CITY– 据监管机构EcoWaste联盟( E c o W a s t eCoalition)的调查,尽管在菲律宾禁止使用这些油漆,但含有大量铅的气雾剂罐中的油漆产品仍在线下和线上的零售商店销售。在《化学控制令(CCO)》颁布八周年之际,该组织公布了这一消息,CCO旨在该国所有涂料类别中逐步淘汰含铅产品。




  EcoWaste联盟和化学品安全运动人士Thony Dizon表示:“我们发现,零售店和购物网站上销售的含铅喷漆违反了CCO规定,这让我们感到非常失望。这些可供消费者使用的通用型装饰涂料,本应在2016年12月31日被逐步淘汰。”


  菲律宾环境和自然资源部发布的CCO于2013年生效,规定涂料中含铅的最高限值为90ppm,并规定三年(2013-2016年)逐步淘汰含铅装饰涂料,以及更长的六年(2013-2019年)期限逐步淘汰含铅工业涂料。EcoWaste联盟和国际污染物消除网络都为CCO的发展做出了贡献。在菲律宾涂料制造商协会的支持下,这些组织一直在进行含铅涂料研究,并提供公共信息和政策倡导活动,以推动该国转向无铅涂料生产。


  在最新的铅涂料调查中,EcoWaste联盟于2021年10月和11月共采购了60种喷漆,它们来自在线经销商和菲律宾11个城市各个零售店的16个品牌,包括Angeles、Antipolo、Batan-gas、Calamba、Lucena、Mabalacat、Malolos、Manila、Paranaque、San Fernando和San Jose del Monte。样本主要来自中国和泰国。


  样品产品通常被标记为几乎所有类型的表面和涂装应用的理想产品,并可用于修补划痕或装饰金属物品,以及学校项目的材料。这些样品最初通过手持X射线荧光(XRF)分析仪进行铅筛查。随后,37个超过90ppm限值的样品被提交给私营检测公司SGS,由电感耦合等离子体-光学发射光谱法进行总铅含量分析。


  实验室检测结果证实,代表11个品牌的37个样本中含铅浓度高达97100ppm。在37个样本中,有30个样本的铅浓度极高,超过10000ppm,而在这30个样本中,有23个样本的铅浓度超过40000ppm。其余七个样本的铅含量在428至4850ppm之间。这些含铅涂料都不是由PAPM的附属公司生产的。


  该组织表示:“那些被贴为‘无铅’的产品,会给消费者提供有关产品含铅量的虚假保证。这种标签错误的情况表明了第三方认证的重要性,该认证将独立确认涂料中是否符合90ppm油漆含铅标准”。


  除了建议立即采取监管行动外,EcoWaste联盟还提醒消费者不要购买标签不充分和未经认证的油漆产品,同时敦促制造商,包括向菲律宾出口油漆的制造商,要获得第三方铅安全涂料®认证,以帮助消费者挑选铅含量不超过90ppm限量的涂料。





本文收录在《PCI中文版》杂志2022年4月刊中