طرح توجیه فنی، مالی، اقتصادی تولید رنگ عایق حرارتی برای کاربرد های ساختمانی با گویچه های شیشه ای نانویی

خلاصه طرح 

(جداول در فایل اصلی موجود است)

معرفی محصول

ذرات سرامیک کروی توخالی در ابعاد میکرو که دارای حفره های نانو سایز هستند و در اصطلاح Ceramic Sphere or Cenospere خوانده می شوند دارای کاربردهای فراوان در صنایع مختلف می باشند. از جمله این کاربردها استفاده در رنگ های ساختمانی، صنعتی و ... است. این گویچه ها توخالی سرامیکی بوده و کاملا کروی شکل هستند. میزان شکستگی آنها کمینه است و مزایای متنوعی مانند عایق حرارتی، کاهش جذب رزین ها، کاهش وزن نهایی محصول (به علت تخلخل و سطح ویژه بالا)، بهبود سیالیت و کاهش خش پذیری ایجاد میکنند.

بر روی این گویچه ها پوشش نانویی پلی یورتان قرار گرفته است. این پوشش موجب افزایش میزان چسبندگی با ماتریس پلیمری و در نتیجه افزایش استحکام در لاتکس های پلیمری با کمترین میزان کاهش ازدیاد طول (Elongation) می گردد.

با اضافه کردن این مواد به رنگ با توجه به شکل کروی و گازهای موجود درون این ذرات از انتقال حرارت جلوگیری به عمل می آید. انتقال انرژی حرارتی معمولا نیازمند محیطی برای انتقال انرژی می باشد. در رنگ های عایق گویچه های شیشه ای نانو حفره قرار گرفته اند و در فیلم رنگ روی سطح تعدادی از این حفره ها قرار می گیرند. در هنگام انتقال حرارت، انرژی برای انتقال به ذرات سرامیک کروی توخالی در ابعاد میکرو که دارای حفره های نانو سایز هستند، برخورد می کنند. معمولا هوا در

حفره های نانو سایز این ذرات قرار دارد. هوا در این شرایط نقش یک عایق را ایفا می نماید. زیرا ذرات و ملکول های هوا انتقال انرژی را به راحتی انجام نمی دهند.

همچنین این رنگ علاوه بر ممانعت از خوردگی، عایق صوتی نیز می باشد. با توجه به اهمیت حفظ و بهبود انرژی در سال های اخیر در کشورمان و به ویژه با هدفمند سازی یارانه ها و افزایش قیمت انرژی

حذف سوبسید از آن، اهمیت انرژی در کشور بیشتر نمایان شده و راهکارهای ذخیره سازی و بهینه مصرف کردن آن از اهمیت بیشتری برخوردار شده است. از این رو بازار آمادگی بیشتری برای عایق های انرژی یافته است. بنابر این از نظر زمانی، دوره فعلی یکی از بهترین زمان های کاربست این فناوری

تولید این محصول است. به مرور زمان و با آزاد سازی بیشتر قیمت سوخت بعد از مراحل اجرایی هدفمند سازی یارانه ها، بازار این محصول بهتر و بهتر خواهد شد.

مقدمه ای بر تجاری سازی تولید رنگ های عایق حرارتی برای کاربردهای ساختمانی

با گویچه های شیشه ای نانوئی

فناوری نانو مملو از اصطلاحات مبهم است و افراد گوناگون با به کار بردن کلمات یکسان، به چیزهای کاملاً مختلفی اشاره میکنند. تجاری سازی در این مقوله فناوری نیازمند درک مشترک از مفهوم این فناوری است. مقبول ترین تعریف از فناوری نانو عبارت است از مهندسی هدفمند مواد در مقیاس کمتر

از 100 نانومتر (nm) برای به دست آوردن ویژگی ها و عملکردهای وابسته به اندازه١.

منظور از مهندسی هدفمند این است که بسیاری از مواد با ابعاد نانومتری وجود دارند ولی برای این منظور طراحی نشدهاند و فهم اینکه این مواد ابعاد کمتر از 100 نانومتر دارند، دهه ها یا قرنها بعد و همزمان با ظهور میکروسکوپهای جدید روی داده است. مقیاس کمتر از 100 نانومتر برای نقطهای است که در آن ویژگیهای مواد (به شکل وابسته به اندازه) به دلیل اثرات مکانیک کوانتومی، افزایش بسیار زیاد در مساحت سطحی، یا اثرات دیگر خودشان را در مقیاس نانو نشان می دهند، تغییر مییابد.

ویژگیها و عملکردهای وابسته به اندازه اصلیترین قسمت تعریف میباشد. کاربردهای فناوری نانو شامل مواد و ساختارهایی میباشند که نه تنها کوچک بوده، بلکه کوچک و متفاوت هستند. مورد مشابه برای فناوری نانو را باید در فناوریهای عمومی دیگری در تاریخ جستجو کنیم که کاربردهای بسیار وسیعی داشتهاند. به طور کلی این فناوریها تأثیر بسیار زیادی در موفقیت یا شکست صنایعی دارند که آنها را پذیرفتهاند؛ اما هویت و موجودیت این صنایع را تشکیل نمیدهند. این فناوریها ابزارهای جدیدی ایجاد میکنند و موجب ایجاد صنعت جدیدی نمیشوند. زمانی که هنری فورد از روشهای تولید خطی و پیوسته برای تولید خودرو مدل T در دهه 1910 استفاده کرد، شرکت او توانست هزینههای تولید محصول را تا 63 درصد کاهش دهد، بر رقبای خود چیره شود، و ارزش سهامی به مراتب بیشتر از رقبای خود به دست آورد؛ اما فورد همچنان یک شرکت خودروسازی بود که در زمینه تولید خودرو فعالیت داشت، نه یک تولید کننده عمومی خط تولید که در »صنعت تولید خط تولید« فعالیت داشته باشد.

از این رو این نکته حائز اهمیت است که فناوری نانو می تواند حوزه صنعت رنگ و عایق را متحول کرده و از این رو باعث تحول در صنعت بهینه سازی مصرف سوخت گرمایشی یا سرمایشی در ساختمان یا صنعت گردد.

نکات مهم برای تجاری سازی رنگ عایق حرارتی با گویچه های شیشه ای نانوئی

برای درک منطقی تجاری سازی فناوری نانو، باید ابتدا از سه باور غلط در مورد فناوری نانو رها شد.

باور عمومی غیردقیق اول این است که »صنعتی به نام فناوری نانو وجود دارد.« بسیاری از فعالان حوزه کسب و کار فناوری نانو بر این باورند که یک صنعت یا بخش نوظهور به نام فناوری نانو وجود دارد که از »شرکتهای فناوری نانو« همفکر با پیشرانهای و چالشهای تجاری مشابه تشکیل شده است و همگی »محصولا ت فناوری نانو« را به فروش میرسانند. این مفاهیم هم غیردقیق و هم نامفید می باشند، چرا که فناوری نانو در بخشهای مختلفی گسترده شده است.

الکتریسیته موجب ایجاد کاربردهای بسیار متنوعی از جمله روشنایی، تلفن، و صنعت نیمههادیها شد، اما تمام این کاربردها چنان وسیع میباشند که به غیر از استفاده از فناوریهای بنیادی مشترک، هیچ وجه اشتراک دیگری باهم ندارند. این امر در مورد فناوری نانو نیز صدق میکند. شرکت نوپای C Sixty سازنده داروهای محافظت کننده اعصاب1 با استفاده از خاصیت آنتیاکسیدانی فولرین است و شرکت American Bowling Services از فولرینها برای ساخت توپهای بولینگ با ساختار

سطحی نانو (که مسیر مورد نظر را بهتر طی میکند) بهره میبرد. این دو شرکت به هیچ طبقهبندی صنعتی یکسانی تعلق ندارند.

باور عمومی غیردقیق دوم این است که »اگر نانو هست، پس جدید است.« توضیح داده شد که آنچه به طور روشن در فناوری نانو جدید می باشد، مهندسی هدفمند برای به دست آوردن ویژگیهای وابسته به اندازه می باشد نه هر نانویی مانند دوده یا خاک رس.

باور عمومی غیردقیق سوم این است که عده ای فکر می کنند »اگر نانو است، پس قابلیت سودآوری بالایی دارد.« کاربردهای فناوری نانو از قبل در محصولات متنوعی وارد شده است. بسیاری از این محصولات کالاهایی هستند که بر مبنای قیمت و دسترسی و با حاشیه سود پایین به فروش میرسند. این حاشیه سود پایین به دلیل ویژگیهای مشتریان و محصولات میباشد که تغییر نخواهد کرد. با وجودی که خریداران در ابتدا مقدار کمی هزینه اضافی بابت ویژگی های متفاوت محصول فناوری نانو پرداخت میکنند، اما این امر زمان زیادی دوام نخواهد داشت.

زمانی که رقبا بتوانند به پیشرفتهای مشابهی دست پیدا کنند، رقابت موجب خواهد شد که این سود بالایی که پیشتازان از آن بهرهمند شدهاند، از بین رفته و حاشیه سود به سمت میانگینهای آن صنعت رانده شود. در دراز مدت، این امر به معنای آن است که حاشیه سود محصولاتی که در آنها از فناوری نانو استفاده شده است، به سمت میانگین سود آن محصول در صنعت مربوطه میل خواهد کرد.