编者注:这是一篇两部分论文的第二部分。第1部分发表于2017年10月号

摘要

有机涂层系统的概念由热熔涂层(也称为热塑性涂层)组成,在熔融状态下覆以水稀释涂层,通过开发无溶剂的车间底漆,用于森林产品的外部建筑组件。通过在多个地点暴露于天气条件下,将这些带有或不带有商用饰面的车间底漆与各种基材上选定的商用涂料系统进行比较。这一概念尚处于初级阶段,但开发的涂料具有商业实用价值,其性能等同于或优于公认质量的传统涂料系统。该概念的建议应用包括道路标记和内部装饰。这块地是开放开采的。

简介

本文的第1部分描述了一种应用于工业涂装生产线上的有机涂料系统,由热熔涂料和适当的水稀释涂料组成。这篇论文涵盖了这一发展的历史,包括20世纪60年代的早期工作,以及90年代恢复调查后的进一步发展和测试。虽然这可能是一个多用途的概念,但该系统开发用于天气测试,包括森林产品外部墙板的车间底漆,水稀释组件是乳胶底漆。讨论了配方和测试,以及尚未彻底检查的潜在应用,1包括道路标记。

实验

选择用于风化试验的涂层表面

20世纪60年代测试的热熔/乳胶系统所显示的耐久性表明,在传统表面上与其他耐用涂料进行比较测试可能需要相当长的时间。为了减少暴露在天气中的测试时间,我选择外部胶合板作为测试的主要衬底。油漆承包商通常认为,当暴露在天气下时,它是不能油漆的。特定胶合板表面选择光滑砂外部AC级,3层,8.6毫米(11/32英寸)厚。相关涂料也暴露在红木上,红木是一种广泛使用的基材,被认为是可涂漆的,以及其他一些木质表面。然而,正如预期的那样,大约5年半的暴露时间只能从这些交替表面的测试中获得有限的信息。

尽管正如本文第1部分所认识到的,壁板的涂层可能不是拟议的涂层系统最有用的领域,但有令人信服的理由将重点放在该涂层的应用上。除了胶合板可以作为加速失效的一种手段外,我还可以利用我在早期工作中积累的知识,并有可能展示出卓越的性能。因此,胶合板作为一种主要基材的意义不在于目前的涂料系统对该特定表面的涂装是否有用,在该表面上很少使用成膜涂料。相反,它在于对加速测试的期待,以及这种表面所带来的挑战。一种表现良好的涂层应该能够在许多更稳定的表面上表现良好。

胶合板作为外部油漆表面

通过考虑胶合板表面在天气中的行为,以及成功所需的涂层特性,这可能会进一步得到赞赏。耿氏2应用名称“车床检查”,平行于颗粒,不可避免地出现在外层层后,一个或多个湿/干循环,解释裂纹产生于应力引入的铺层后,从圆原木剥落。本文将用“晶粒裂纹”一词来代替,因为“检查”一词在涂层技术中具有不适用的含义。Gunn的结论是,只有当胶合板表面不可避免的裂缝(始于木材表面的裂缝)不通过胶合板薄膜传播时,涂层才能抵抗龟裂。因此,在风化过程中,薄膜必须保留强度和/或延伸性,以限制裂缝的发展。任何观察过外层胶合板上形成薄膜的涂层风化的人都熟悉这种灾难性的失败,通常是涂层出现裂缝之后的剥落。

涂层系统在选择用于天气测试的表面上的应用

胶合板来自一家制造商2在工业带砂机上轻轻打磨,以去除通常覆盖胶合板表面的木纤维“绒毛”和小碎片。在滚涂之前,木材表面被红外线预热到104°C(220°F),赶走表面的水分,否则可能会被热涂层蒸发,导致起泡。注意以前用于清洁涂布机的物质与正在应用的热熔涂层兼容,以避免对涂层间粘附的不利影响。

选择两种热熔涂料进行天气测试——一种涂料用干燥油和干燥剂改性,以限制交联,另一种涂料不使用干燥油(见本文第1部分中的表1-4)1-分别由工业直接辊涂布机应用于胶合板和其他用于风化的基材表面。无油热熔涂料的应用温度为182°C(360°F),油改性热熔涂料的应用温度为127°C(260°F)。涂布机通过涂布板上的样品片来调整其所涂的热熔厚度,通过差值确定近似的涂布重量,并计算薄膜厚度。

在第一块涂覆的面板上,冷却的热熔膜表面覆盖着一种外观上令人反感的图案。这种不必要的“肋”现象经常出现在辊涂热熔表面。为了克服它,涂布机上的医生辊被锁定,因此,无法转动,它执行擦拭动作,以平滑涂覆在涂药器辊上的热熔液。这产生了轻微的纹理涂层表面,令人满意的光滑的外部使用,在板的表面上平行于颗粒。涂布机制造商3建议锁定医生卷不会伤害涂布机。

热熔辊涂布机能够达到的最小薄膜厚度受涂层粘度的限制(约18000 mPa)。S在应用温度下)至38 μ m (1.5 mils)。胶合板和其他类型的板的涂布速率为38 - 50 μ m(1½- 2密耳),附加的胶合板涂布速率为50 - 75 μ m(2 - 3密耳)。将不适合滚涂的羽毛边红木墙板磨成平面,用Bird涂布器涂布25 μ m (1 mil)左右。

一些胶合板表面也用Bird涂抹器以25微米的速度进行了类似的磨损和涂覆,以允许在薄膜厚度低于辊涂机范围的情况下进行风化测试。一些用大约50 μ m的热熔液进行了类似的涂覆,作为比较。用这种方法制备面板的必要性决定了用于天气暴露的面板要小。

即使是一个小的面板也需要大量的劳动来平滑到足够平面的表面(关于面板的制备方法,见本文第1部分的附录1)。1;平滑较大的面板是不切实际的,但为了有效的测试结果比较,需要统一的尺寸。因此,所有涂层板都被切割成10x20厘米(4x8英寸)的面板。

在辊涂设施,没有办法应用乳胶底漆。在喷涂乳胶底漆之前,有必要在另一个位置使用红外装置来液化之前热熔涂层的卷涂膜。通过严格的程序和夹具来指导喷枪的运动来控制喷膜的厚度和均匀性。每个面板都暴露在热风鼓风机中90秒,并在最后一分钟使用额外的红外线加热。为了保证干燥的乳胶涂层在12 - 25微米(½- 1mil)之间,乳胶底漆膜厚度由重量差来估计,只有当膜厚度在所需的范围内时,才接受面板进行天气测试。

面板的底部边缘采用了尽可能类似于表面的涂层系统。面板背面由传统的商用乳胶漆双涂层系统保护,在末端和顶部使用铝箔胶带。

涂布板的试验设计与曝晒

为了平衡本文的平衡,在熔融状态下由热熔涂层和乳胶涂层组成的系统将被称为“混合”系统。

许多面板的最初曝光是通过两种方式之一完成的。如果面板代表的是一个新结构的表面,通常在现场涂覆,因此在底漆前风化,它被暴露在未经油漆的30天,然后用传统的房屋油漆系统进行油漆。或者,如果它代表的是车间底漆表面,则在暴露前涂一层,要么涂一层传统的乳胶漆房屋底漆,要么涂一层混合车间底漆系统。然后,在接受任何额外的涂层之前,它被暴露30天。预先暴露30天的限制是为了限制对经过车间底漆的面板和未涂漆的面板进行比较的干扰。出乎意料的是,这将进一步讨论,这种预曝光对未涂漆胶合板比其他未涂漆基材的影响要大得多。

除了下面提到的,在俄亥俄州的辛辛那提郊区或佛罗里达州的霍姆斯特德,面板暴露在两个,南垂直无背。在涂有混合系统、高颜料体积浓度(PVC)乳胶底漆(见本文第1部分表5)的面板上,1在12至25微米(½至1mil)的干膜厚度下,形成的乳胶涂层直接应用于热熔。这里将描述一个例外。曝光分为几个面板系列,每个系列有不同的用途,每个系列除胶合板外还包括其他林产品基材。每个系列的所有面板都在同一时间和地点暴露。在每个系列中,每个基板的一对面板涂上传统的商业涂料系统作为对照,其余面板涂上基于混合引物的系统。每一对涂有混合底漆的面板使用无油热熔漆,另一对相同的面板使用油改性热熔漆。胶合板上的其他变量包括热熔膜厚度、商业表面处理的特性及其涂层数。

作为对照的涂料系统包括来自两个来源的一线乳胶漆底漆和饰面漆,4第一个来源的一线醇酸/油房屋漆底漆和饰面漆,第三个来源的承包商级乳胶漆,v应用self-primed。所有对照涂料均按标签说明的涂速用刷子涂。在每个面板系列中,作为对照的相同商业饰面也被用作面板上涂有两种混合底漆系统的饰面漆。

在一个面板系列中,所有面板都用混合系统或商用乳胶漆房屋底漆进行车间底漆,然后暴露4个月,然后再进行任何额外的涂层。这是为了模拟秋天的施工,直到春天才进行饰面。该系列的另一个特点是,在几对红木和胶合板上,表5(本文第1部分)所示的高pvc乳胶底漆1直接在热熔漆上,用商用半光乳胶房屋漆替换了6在相同的干膜厚度,从而允许比较这两种涂料作为乳胶底漆。

三个短系列的面板有特殊用途。金宝搏app下载安装其中一个系列是用商业深棕色乳胶漆完成的7在俄亥俄州,在离地面61厘米(24英寸)的地方,脸朝下暴露了一年。它的设计目的是产生与酸雨或露珠有关的难看的白色表面沉积,被称为“糖霜”,并测试混合涂层系统对其的敏感性。在佛罗里达州,用同样深棕色的房屋涂料完成的另一个系列被暴露在85度的垂直温度下,以测试热熔涂料在佛罗里达州夏季阳光下软化的脆弱性。在第三个特殊用途系列中,每金宝搏app下载安装个面板上的混合车间底漆都被故意损坏,经过30天的风化,在损坏区域涂上商用乳胶底漆进行修复,然后再重新涂上商用房屋涂料。为了确定混合系统能否成功修复,该系列产品在俄亥俄州南部进行了测试。

因为我搬了家,俄亥俄州暴露在户外的太阳能板在43个月后被移走,并搬到乔治亚州东北部的一个农村地区,在那里它们又暴露在南垂直环境下25个月。在佛罗里达州,南部垂直暴露持续了5年半。在所有这些地点,每季度对每个面板的评估都以摄影标准为指导。3.

通过对数量相等的组进行配对,可以方便地对不同组面板上的涂层系统的性能进行统计比较,以便每个面板和每个涂层系统的每个可控特性(除了待研究的变量外)在每对中都是相同的。由此分析的失效模式包括晶粒开裂、剥落和霉菌生长。所采用的统计检验为配对差异检验和威氏符号秩检验,4每一种方法都适用于这种成对数据的分析。配对差异检验确定两个总体均值显著差异的概率。Wilcoxon检验对两个种群的频率分布也有同样的作用。在差异显著的情况下,每个检验提供结果的置信度。由于开裂和剥落的严重程度随着暴露时间的增加而增加,在相同的定期检查中,对每种失效模式分析了分配给每个面板的面板评级。另一方面,可见霉菌随暴露时间的变化而不可预测。因此,统计比较的霉病数据是暴露在可见发病前的几个月和在总暴露期间记录的最严重的感染。

研究一种涂料对外墙水汽凝结的贡献

众所周知,如果被占用的建筑物内产生的水汽凝结在外墙内,腐烂可能会造成破坏和/或有毒霉菌生长可能使建筑物无法使用。如果墙壁内的湿度与外界空气的冷却同时增加,直到超过露点,就会发生这种情况。影响因素包括渗漏的内部防潮屏障和/或不渗透的外部有机涂层。当木材纤维含水率约为30%时,腐烂和霉菌生长在略高于纤维饱和水平的地方。5为了调查混合涂料是否可能导致这一问题,我分别测试了混合涂料,分别使用了用于天气测试的两种热熔胶,每一种都涂上高pvc乳胶底漆,然后用油屋漆作为饰面。他们在一个装置上暴露在天气中,该装置被设计成代表一个有高内部湿度和漏湿屏障的占用结构。每次测试都将一种混合涂层系统与一种已知性能良好的涂层系统进行比较。有关测试细节和设备图纸,请参见附录2和图1。

用于测试涂料系统是否有助于墙体凝结的装置

图1”用于测试涂料系统是否有助于墙体凝结的装置。

为了评估测试本身和建立测试程序,我用它来比较几对构建和涂覆的面板,以确保其中一个面板将明显比另一个更好地输送水分。一到两周后,小组行为的差异总是如预期的那样。然后我认为该测试能够在合理的时间内区分水分输送的差异。在进行性能比较时,不考虑测试的时长和当时的天气,因为控制面板和测试面板总是从相同的含水量开始,并在相同的时间内暴露在相同的条件下,无论这些条件的细节可能是什么。在对混合涂层系统进行测试时,我使用了与天气测试中使用的相同的油漆房底漆和饰面作为控制系统。我也使用这种油屋漆,在相同的厚度,作为完成的混合系统。在两种热熔涂料膜厚度的情况下,在道格拉斯冷杉和南方黄松胶合板上,对两种混合涂料系统相对于油屋涂料控制的水分传输性能进行了测试,并在每组条件下进行了重复测试。

结果与讨论

外部胶合板行为的一些方面

外部胶合板的表现出人意料。这可能是普遍的兴趣,也与本次调查有关。

经过12个月的暴露后,两组风化涂层胶合板的颗粒开裂程度有较大差异。裂缝更严重的一组,作为风化试验的对照组,在使用商用油漆系统之前,已经暴露在未经油漆的环境中30天。另一组则是在涂完底漆前暴露30天。无论所涉及的特殊涂层系统是什么,性能的差异始终存在。额外的暴露几乎没有产生开裂变化,但剥落失效在18个月后开始,并在4年半后发展到油漆前风化的几乎所有面板严重剥落。相比之下,在任何涂有混合底漆或商用乳胶底漆的面板上,都很少或没有发生剥落。表6(表1-5见第1部分)1显示了裂缝和剥落是如何随着曝光的进行而发展的。图2显示了68个月后的一个比较示例。很明显,暴露过程造成的性能差异——未涂胶合板的风化与车间底漆后的风化——掩盖了由于涂层本身而产生的任何性能差异。

传统控制涂层系统与混合底漆系统的对比

表6»传统控制涂层系统与混合底漆系统的对比。

胶合板暴露了68个月

图2”胶合板暴露了68个月。上面照片中的两个面板涂有相同的两层常规乳胶系统。左边的面板在被涂上涂料之前,未经涂漆暴露了30天。右边的是用传统乳胶底漆进行车间底漆,暴露30天,然后再进行面漆。下图中的面板是用混合底漆进行车间底漆,暴露30天,然后得到与其他面板相同的面漆。它们说明了在涂装面漆前,使用和不使用车间底漆的曝光效果,以及车间底漆的选择对木材着色的影响。

由于风化作用,暴露的木材表面的可涂性会退化,这是众所周知的,但在这次测试中,短暂的暴露几乎没有影响红木和松树,胶合板严重退化。同样,在预风化胶合板上失败的传统饰面,在应用于车间底漆胶合板时,在天气中存活了5年半。这同样适用于任何不同的车间底漆。

似乎未经保护的胶合板很容易受到风化作用的表面损伤,即使是短暂的,这可能是其“不适于绘画”的名声的来源。菲斯特报告了结果6这很容易被理解为确认。他报告了胶合板上的一些商用乳胶涂层系统在三个地点经过7年的风化后的优异性能。这与一般经验相反,但涂层是在任何面板暴露之前涂上的。因此,面板应该被认为是车间涂层。

与预期相反,佛罗里达州胶合板的抗开裂和剥落能力始终优于俄亥俄州。剥落几乎只发生在涂覆前经过30天风化的面板上,但即使在这些面板上,佛罗里达暴露的剥落也持续较少,开始时间较晚(表7)。我建议的解释是,胶合板表面的不稳定性对涂层性能的影响比佛罗里达强烈的太阳辐射和潮湿的气候更大。俄亥俄州较宽的温度和湿度范围,以及冻融循环,可能会导致表面更频繁和严重的膨胀和收缩,因此,与佛罗里达州相比,俄亥俄州胶合板表面不稳定对涂层性能的影响可能会放大。

佛罗里达州的表现与俄亥俄州/乔治亚州的表现——分裂和剥落

表7»佛罗里达州的表现与俄亥俄州/乔治亚州的表现——分裂和剥落。

在一组24块杉木胶合板上还发现了更多意想不到的现象,它们无一例外地在天气中保持均匀的光滑,与旁边暴露在外面的大量类似面板形成鲜明对比。这24个裂纹确实存在,但没有形成与晶粒裂纹平行的典型脊状。这种脊是造成胶合板表面不稳定的主要原因,这使得胶合板很难上色,有些脊高达表面以上3毫米。这24块面板是用拉下式而不是辊式涂布机涂布的,已经被严重磨损——约0.2毫米的木材被去除——为实验室涂层应用提供了一个足够平面的表面。一种可能的解释是,最受压力的外层已经被砂磨掉了。

风化测试结果

特别感兴趣的是对商店装饰的面板的比较;也就是说,混合底漆面板与涂有商用乳胶底漆的面板相比。从统计学上看,开裂数据无显著差异,剥落程度不足以进行有意义的比较。然而,在抗霉性方面,杂交株在暴露的前两年表现更好(表8和图3)。在表8中,抗霉性的标准是发病前的月数。当标准是试验期间记录的最严重的霉菌生长时,结果基本相同。因此,当将传统乳胶底漆与杂交系统进行比较时,杂交系统在5年半后出现的唯一区别是始终较高的早期霉菌抗性。

传统控制涂料系统与混合车间底漆系统-抗霉性

表8»传统控制涂料系统与混合车间底漆系统-抗霉性。

红木板暴露43个月

图3»红木板暴露43个月。左侧面板用常规乳胶底漆进行了车间底漆处理;右面板车间底漆与混合底漆。两个面板都采用了相同的传统表面处理。他们说明了车间底漆的选择对防霉性的影响。

另一个值得注意的观察结果是,在俄亥俄州和后来在乔治亚州暴露的90块混合底漆胶合板中,有一半在5年半的完整暴露期内抵抗了明显的油漆开裂。这些胶合板表面从来没有出现过典型的粗糙,或任何油漆剥落。考虑到所有胶合板在暴露时都会出现颗粒裂缝,这似乎表明混合车间底漆要么防止许多胶合板开裂,要么防止木材开裂处的油漆开裂。几乎所有其他暴露的面板都破裂了,但混合底漆面板集合包括不同时间暴露的多个面板系列,因此不可能进行统计比较。

如上所述,在一些面板上的热熔涂层上应用了商用半光乳胶漆,而不是使用平坦的乳胶漆。这种替代只略微提高了抗裂性和抗霉性(乳胶半光面含有杀菌剂),除了在佛罗里达州,这些面板上从未出现过霉菌。此外,他们从未在佛罗里达州使用粉笔,尽管佛罗里达州所有其他面板都使用了中等程度的粉笔,而且粉笔在其他方面不受同一地点暴露在一起的面板上的底漆差异的影响。

考虑到其他美学效果,无论是涂在传统的油漆漆底漆上还是涂在混合车间底漆上,常规光泽油漆漆的保光性没有明显的区别。木材染色损坏的杉木胶合板(图2)和红木面板,用传统的乳胶漆底漆和完成,当它们出现在外层胶合板贴面时,使难看的补丁可见。无论木材种类、热熔膜厚度或是否存在补丁,混合底漆系统都没有着色;然而,染色有时会发生在杂化膜的裂缝附近(图2和4)。当有意使条件有利于结霜时,染色会出现在敏感对照上,但不会出现在任何杂化膜系统上。

上面的面板是暴露了30个月的红木,混合底漆,用相同的传统乳胶涂层完成。

图4»上面的面板是暴露了30个月的红木,混合底漆,用相同的传统乳胶涂层完成。他们说明了无油热熔涂料(左)和油改性涂料(右)在抗霉性方面的差异。下面的面板是胶合板,暴露了68个月,说明了无油热熔板(左)和油改性板(右)在抗开裂和剥落方面的差异。

将含有无油热熔涂料的混合涂料系统与使用油改性热熔涂料的混合涂料系统进行比较,后者在某种程度上更耐开裂和剥落,而无油系统在抗霉性方面具有较小但一致的优势(表8和图4)。

当比较不同的热熔膜厚度时,25-50 μ m (1-2 mels)与50-75 μ m (2-3 mels)对任何失效模式的易损性差异不大。用压降法制备的胶合板——一组25 μ m (1 mil),另一组50 μ m (2 mil)——过早失效,在这些较低的薄膜厚度下没有提供有用的性能比较。有证据表明,在压降过程中,应用温度已经降低,干扰了附着力,导致故障。许多红木板,涂上混合体系在25 μ m热熔厚度,与各种面漆暴露了5年半,并表现良好。

起初,佛罗里达州暴露了足够多的面板用于统计比较,但飓风在面板组中留下了空白。在第一年之后,我停止了在佛罗里达暴露的面板涂层基于无油热熔涂层的混合系统,因为在之前描述的佛罗里达阳光软化测试中,面板起泡。采用部分交联油改性热熔涂料的涂层系统不会起泡,并保持暴露。

我以前曾讨论过俄亥俄州胶合板上的涂层对开裂和剥落的意外更大的敏感性,但在佛罗里达州,各种涂层系统之间的性能比较始终与俄亥俄州的一致。这两个地方的红杉几乎没有或没有失败,除了在佛罗里达有更明显的霉病。

如前所述,没有检测到的膜缺陷或附着损失,从未导致覆盖一个未损坏的混合底漆膜与溶剂稀释完成。风化测试也没有显示使用溶剂稀释的表面处理会以任何其他方式降低涂层性能。在统计上比较风化过程中的破坏模式时,12块涂有混合底漆和溶剂稀释饰面的胶合板与它们的对应物之间没有显著差异,除了饰面是水稀释外,其他各方面都相同。

然而,混合底漆的膜的意外损坏,如在建筑工地,可能会留下热熔膜的裸露区域,容易受到溶剂稀释涂料的攻击。由于这个原因,之前讨论的一系列故意损坏和修复的测试面板暴露出来。耐久性没有因修复而降低(图5)。人们发现了许多不同的乳胶底漆组合物,以保护热熔涂料不受溶剂侵蚀。似乎几乎任何适合与溶剂稀释涂料重涂的外部乳胶底漆都可以使用。

胶合板暴露了68个月。混合底漆采用常规乳胶面漆,曝光前故意损坏并使用常规乳胶底漆修补

图5»胶合板暴露了68个月。混合底漆采用常规乳胶面漆,曝光前故意损坏并使用常规乳胶底漆修补。

水分凝结测试结果

在用于测试涂料对外墙冷凝水影响的设备上进行了多次测试(附录2和图1),将油改性混合涂料系统与长期建立的性能令人满意的商用油屋涂料系统进行了比较。在杉木胶合板和松树上,混合系统和控制系统在相似的时间内达到了终点——30%的湿度水平。然而,控制面板后面的凝结要多得多,否则混合面板在传输液态水方面做得更好。表9显示了测试结果的详细信息。

水分输送及其对凝结的影响

表9»水分输送及其对凝结的影响。

其他测试结果

在附录1(本文第1部分)规定的熔融状态稳定性测试中,无油和油改性热熔涂料的粘度都没有显著增加,1颗粒化涂料储存一年后粘度也没有增加。在风化试验中使用的每种乳胶-过热熔涂层组合在对木材的粘附性和涂层间粘附性的测试中都达到了附录1所述的最大等级。对这些混合涂层系统的严重反向冲击试验,如附录1所述,使乳胶膜开裂,但没有检测到附着力的损失,并且在热熔膜中没有发现裂纹。胶乳底漆在热熔涂料冷却固化后涂抹时,其附着力比在熔融涂料上涂抹时差得多。

结论

关于风化试验的结论

涂料和粘合剂行业的技术人员对水稀释涂料与热熔液表面的粘附性持怀疑态度,事实上,很少有热熔液能以这种方式重涂。然而,这里已经证明,热熔涂料可以成功地设计为这一目的。在这里报道的工作中,在任何时候和任何情况下,水稀释涂层在应用到热熔表面后,在天气条件下都不会出现粘结失效。

在两组风化测试中,第一次是在20世纪60年代,第二次是在21世纪初,混合涂层系统显示出相当的耐久性,但性能不同于高质量的商用涂层系统。在早期的测试中,性能显著超过传统涂料;而在后来的测试中,其性能与传统涂料持平或略高于传统涂料。不幸的是,考虑到两组试验中热熔涂料成分的差异、早期试验中薄膜厚度的不确定性以及在这期间常规涂料性能的变化,这种差异的原因是不可知的。然而,从我对风化后热熔膜特性的观察来看,我认为早期的热熔膜保留了更多的韧性和弹性。这表明,与表2(本文第1部分)中的成分相比,如果需要增加粘度,可以通过挤出机进行热熔应用,以评估增加高分子量EVA的比例。在许多面板中,预期的胶合板颗粒开裂没有开裂的混合涂层似乎坚持承诺,如果涂层系统可以升级,特殊的保护。

热熔涂料与无干燥油改性和在许多方面表现相似。以油改性热熔胶为基础的复合体系在抗开裂和剥落方面有一定的优势;但无油的版本更防霉。其保光性、垩白度、抗木染性和抗霜性均令人满意。最显著的区别是无油品种在佛罗里达夏天的阳光下变软,这导致涂在上面的涂层起泡。因此,它的用途是有限的。

热熔涂膜厚度的差异不影响天气条件下的性能,但没有收集到厚度小于38 m的胶合板上的薄膜的数据。红木在25 m热熔厚度下的良好性能表明,在某些表面,热熔膜的最小保护层在25 m或以下。

在混合涂料中使用的成分中,杀菌剂只存在于一些面漆和在少数测试板上取代乳胶底漆的半光乳胶中。热熔涂料的非常高的薄膜完整性被认为有助于抵抗霉菌。它不像涂层那样提供通过薄膜的通道,挥发性物质从涂层蒸发,因此既阻止了在涂层应用前可能存在的真菌的传播,也阻止了表面沉积的孢子进入有营养的纤维素基质。据报道,漆膜中较高的湿度也有利于真菌的生长,7并且可以安全地假定热熔涂料是初始无水分的。在胶合板表面发现的木纤维如果延伸到漆膜中,会促进霉菌的产生,8但这往往会产生一个可识别的模式,但并没有出现。

混合涂层系统可以同时用作底漆和饰面漆的主张是基于20世纪60年代的性能。由该混合物组成的乳胶涂层被配制为表面漆,暴露时不附加涂层。在黄松或红木上经过5年的风化后,没有发现明显的退化。

关于水分凝结试验的结论

使用对比测试的基础是,假定油屋涂料系统的水分输送性能可以安全地用作标准,因为这种类型的涂料已可靠地使用多年,没有引起与墙壁冷凝水有关的问题。在控制面板上只使用两层常规油漆意味着混合涂料系统比使用更广泛推荐的三层油漆具有更高的标准。更薄的薄膜可以更容易地传递水分,这就要求混合薄膜也能做到这一点。

水分的输送机制可能是通过聚合物薄膜扩散,并通过胶合板表面的木纤维吸干。9如果出现了排毛现象,那么混合涂层和常规涂层面板上的纤维在数量和长度上可能是相似的,因此从测试中得出的结论应该是有效的。混合系统显然比油画漆控制更不容易造成有害凝结,因为在相同的条件下,木材饱和基本上发生在相同的时间,但在控制面板背面有更多的凝结(表9)。因此,这些测试表明,基于混合车间底漆的涂料系统不会比油画漆更容易造成有害凝结。

总结

在20世纪60年代,一种通过在熔融的热熔涂料上覆盖乳胶漆形成的涂层系统被设想为对木壁板工业寻找底漆以提高其产品的油漆性能的回答。性能测试,包括天气暴露,有积极的结果,但环境阻止了商业化。三十年后,作为这个概念的鼻祖,我在退休后进行了一次更彻底的调查。我现在公开一份涂料系统组成和性能的报告。它描述了广泛的测试,包括风化,并建议使用该涂层系统的道路条纹和其他应用远离最初的目的。解决方案描述了几种问题,这类涂料系统可能带来的思想。这是一篇两部分论文的第二部分。

鸣谢

我感谢Dennis Nie花了很多时间慷慨地协助记录这一工作。我感谢萨德·布鲁姆和埃德·劳里的批评和编辑。

参考文献

1新型多用途有机涂料系统,第1部分。油漆和涂料工业杂188BET竞彩志, 10月2017, p.66 - 73)。

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4林业局,w;《概率论与统计》,第九版,达克斯伯里出版社,沃兹沃斯出版公司,贝尔蒙特,CA(1994)。

5舍费尔,T.C.;摩西,c.s.《房屋中水分含量的腐烂易感性证据调查》,森林产品J。43, No. 11/12 45/51 (1994).

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7罗斯,保留时间油漆技术J.41号,531号,269号,(1969).

8布鲁姆,电汇;苯基汞在木材基质上的薄膜保存机制,油漆技术J.、42、543、227 (1970).

9劳里说,E.J.;现代渗透理论在涂料工业中的实际应用,油漆技术J., 38, No. 495, 227 (1966).

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附录2»两种外部涂层系统在模拟有人居住结构的墙内引起水汽凝结倾向的比较试验方法。

测试装置是一个胶合板盒子,76厘米(30英寸)高,76厘米宽,51厘米(20英寸)深,双层和绝缘,除了76x76厘米的一面是开放的(图1)。盒子的双层特征减少了开口的尺寸约61厘米(24英寸)平方。这个开口由一个开槽的隔板与盒子的其余部分隔开,后退10厘米(4英寸)。每两个槽是30厘米(12英寸)长,宽度可调。盒子放置在户外,离地面46厘米(18英寸)。盒子的内部代表房屋或建筑的内部,当打开的一面通过并排安装测试面板和控制面板来关闭时,两个面板代表壁板,开槽隔板和“壁板”之间10厘米深的空间代表外墙内部的空间。开槽的隔断代表一个渗漏的内部防潮屏障。

两个30.5x61厘米(1x2英尺)涂层胶合板,胶合板的性能几乎完全相同,在每个测试中作为“壁板”。它们并排坐着,涂层的一面向外和长尺寸垂直,覆盖盒子的开放的一面,由翼螺母和垫圈与泡沫风雨条形成密封下的边缘。木质隔板将带槽隔板和面板之间的“外墙”空间分成了相等的部分,这样空气就可以从内部通过缝隙到达每个面板,但一个面板后面的“墙”内的空气不能与另一个面板后面的空气混合。

盒子的顶部是可拆卸的,以便调整里面的设备。这个盒子用电线接通电力。它配有一个小风扇和两个150瓦的白炽灯泡,由家用式恒温器控制,以加热空气。盒子里的一锅水不需要额外的热量就能使空气的相对湿度接近100%。

为了准备测试,在胶合板面板上作为对照,涂上一刷商业油屋漆底漆和一刷其油屋漆配套产品,都以标签方向的中间范围的扩散速度涂上。在重涂前,将油底漆风干24小时,并在测试前将面漆风干至少5天。在先前涂有热熔涂层的胶合板板上,薄膜厚度为50或75微米(2或3密耳),通过加热面板到烤箱中的热熔应用温度,使涂层液化,并立即刷上乳胶底漆,以扩展速度产生12至25微米厚的干燥膜,从而形成待测试的混合底漆。干燥至少24小时,并以相同的扩散速度,用控制面板上使用的相同的油屋漆重新喷涂。干燥时间与控制面板上的完成时间相同。当室外温度预计在-12至16ºC(10至60ºF)之间时进行测试。使用无绝缘针的湿度计,测量每个面板无涂层一面的初始潮气水平。如果湿度水平的差异超过1%,通过在共同环境中老化面板来平衡它们。

如上所述,将两个面板安装在盒子上,在盒子里的平底锅中注满水,打开加热灯,持续运行风扇。将自动调温器设定在24ºC(75ºF)左右,并设置好隔板上的凹槽,以便足够的潮湿空气进入“墙壁”,在一到两周内使面板内的湿度达到30%。然后在每24小时的特定时间记录盒子内的水和空气温度,也记录当天的降雨、降雪和室外温度范围。每天同一时间,从盒子上取下两块面板,用表面高温计测量每一面未涂涂层的表面温度,并记录下来,以便修正湿度测量值。记录每个面板未涂涂层的表面明显潮湿区域的位置和范围,如果有的话,使用无绝缘针的湿度计,在未涂涂层的面底部10厘米(4英寸)内均匀间隔的点上测量6次木材的湿度水平,避免可见的潮湿。修正湿度测量的温度和木材种类。平均,记录和日期。以相同的方向重新安装面板,每天交换位置,直到其中一块面板的背面平均含水量达到30%。