弹性屋顶涂料(伦理委员会)已经使用了许多年的具有成本效益的方式维护、维修和延长使用寿命的许多类型的商业屋面基板,包括喷涂聚氨酯泡沫(SPF)、橡胶(乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPDM)],沥青、改性沥青、金属。直到现在,一个主要的例外是热塑性聚烯烃(TPO)屋顶,一个受欢迎的屋面系统首次引入商业在1990年美国市场。(1)正如前面的一些房产申诉专员署屋面系统已经开始表现出自然磨损的迹象,挑战是发展一个可行的水(亲水)弹性屋顶非晶涂层配方有足够的附着力,耐水(疏水性)聚烯烃表面风化传真照片屋顶膜,也符合ASTM的性能标准和经受恶劣的户外环境。
本文描述了正在进行的实验室,户外曝晒和试点测试各种丙烯酸聚合物乳液和添加剂组合用于风化传真照片屋面系统。风化房产申诉专员署粘附的挑战是克服通过使用亲水性多酸的分散剂,匹配的接触角形成的表面风化传真照片,和通过包含三个独立的粘合技术创建一个丙烯酸聚合物乳液粘结剂,最终可以用来制造特殊房产申诉专员署粘附的弹性屋顶涂料。
经过近三年的实地测试使用两个配方的原型在三个不同的网站,成功的丙烯酸聚合物乳液是商业化RHOPLEX™ec - 3100。新粘合剂开门制造弹性屋顶最下面的一层完全遵守传真照片底物高效地延长使用寿命老化房产申诉专员署屋面系统的5到10年或更长时间。
房产申诉专员署粘附的挑战
用于各种应用程序、传真照片技术首次引入无钢筋的,plasticizer-free屋顶膜在欧洲在1980年代。在1990年代早期,制造商开始增加钢筋网传真照片屋面薄膜撕裂强度增加。这些增强系统经历了快速的市场渗透在美国缓坡约1995以来的商业应用。今天,他们是美国商业屋面产业增长最快的部分,很大程度上受到了成本优势,易于安装,和“降温屋顶”的需求——白色或浅色的表面反映,而不是吸收太阳能。(2)
房产申诉专员署膜是基于聚合物由ASTM D 5538 - 07年,热塑性弹性体的标准做法——术语和缩写词,是“热塑性弹性体-烯。“房产申诉专员署屋顶膜通常是由聚丙烯+乙烯/丙烯橡胶(EPR)或三元乙丙橡胶,充当软化代理让他们更加灵活。排传真照片屋顶膜配方是色素(如二氧化钛和碳酸钙),阻燃剂,交联剂,抗氧化剂(酚类、胺类、亚磷酸盐),润滑油/加工助剂,和紫外线吸收剂。(3)聚烯烃化学的性质,材料只有碳和氢,使其成为low-surface-energy材料,很难坚持。尽管额外的成分与聚烯烃复合和EPR或三元乙丙橡胶房产申诉专员署屋顶防水层,很少有活跃的表面为化学键和附着力。
尽管房产申诉专员署屋顶膜新产品的经典模式,与持续改进优化配方,满足市场的需求,主要的机械和化学性质是由占主导地位的组件——丙烯+ EPR或三元乙丙橡胶。(4)而solventborne弹性涂料,坚持风化传真照片表面已经开发出来,这些涂料的成分是高度易燃和气味和VOC含量高,这会让它们复杂的使用和应用。挑战与水性涂料房产申诉专员署膜弹性屋顶涂料是由于几个因素的组合:
- 高的初始亲水性未风化的传真照片,以非常低的接触角,风化后较高的接触角;
- 缺乏通常官能团,可以促进粘附;
- 一个表面非晶态传真照片,结果从一个纯粹的依赖房产申诉专员署形态。
早期测试
 |
| 表1点击放大 |
在2000年代初,越来越多的屋顶涂料制造商询问潜在水性配方涂料风化传真照片屋顶。当时,没有可行的涂层方法,因为现有的弹性屋顶涂料不遵循表面风化传真照片。在2002年,我们获得了几个平方码的新房产申诉专员署膜样品# 1(45毫升),切成3 - 6英寸和8 - 12英尺样本广场和把他们放在我们的春天房子面对户外曝晒站费城附近,PA。虽然我们的实验室包括各种加速风化的工具,我们相信最终没有代替实际户外风化的最终测试涂料和风化测试基板的制备。
当我们等待户外样本获取足够的风化,我们测试了各种原型涂料配方在实验室中使用其他传真照片屋面样本:
- 房产申诉专员署膜样品# 2(45毫升),10年期风化(格鲁吉亚接触);
- 房产申诉专员署膜样品# 3(45毫升),六个月的风化(费城接触);
- 房产申诉专员署膜样品# 4(45毫升),三个月和六个月的风化(费城曝光)。
我们评估各种技术改善附着力,包括不同的粘附化学、乳液成分和分散剂。所有这些初始配方工作是测试新房产申诉专员署膜或传真照片外膜被风化不超过六个月。在此期间,大部分的附着力提高低,但有些重要的足以表明我们需要多个粘附化学组合为一个活页夹。
后向多个粘附化学路径,我们开发了一个新的丙烯酸聚合物原型相结合三个不同的粘附化学反应。此原型改善了各种表面的附着力,但只在风化传真照片显示有10%的改进。有些困惑,研究小组仔细看看一些的基本机制控制基质涂层的附着力。
- 润湿。可以涂湿表面(即。,macro-wetting) ?这通常是影响涂层和基体的相对表面能量。基质与低表面能通常只能湿涂料,也有较低的表面能。
- 如果涂层能够湿衬底,在干燥、有涂层和基体之间亲密的身体接触?如果聚合物链能变形足以接触micro-surface和衬底的官能团,一个强大的物理键之间可以形成两种材料(即。188金宝搏bet官网,而不是一个化学键)。
- 最后,如果聚合物能够接触衬底(即在分子水平。micro-wetting),特定的化学镀层和基体之间的相互作用可以开发,导致粘附的化学类型。一般来说,化学附着力导致最强的类型涂料和底物之间的附着力。但如前所述,它通常是有效的只有当润湿和物理结合。
不用说,耐水性和疏水性屋顶衬底是非常重要的。确定表面的接触角是一个定义良好的疏水性的测试一滴液体-通常水放置在衬底,在指定的时间之后,角测量液滴与表面。接触角越大表明更大的疏水性。如表1所示,初始接触角的水传真照片相对较低,表明一种亲水表面。
这是很令人惊讶的考虑新房产申诉专员署屋面的假定的疏水性膜。我们认为这是由于部分加工助剂和配方的化合物用于生产传真照片膜,大概可以洗掉或者从外部的表面风化侵蚀。根据接触角数据,外部或蠕虫(Weather-Ometer)暴露后,传真照片变得越来越疏水和表面接触角增加。传真照片的疏水性增加风化实际上更兼容的润湿特征弹性涂层。这种兼容性是非常重要的,下面将进一步讨论。
粘附的突破
 |
| 图1点击放大 |
最终原型聚合物/配方
的附着力挑战解决,研究小组开始优化最终聚合物和配方的候选人,通过每个类添加剂的定义最优粘附和持久性属性:表面活性剂,润湿剂,增稠剂,颜料和填充剂。一个主要区别传统弹性涂料,我们发现氧化锌-一个常见的紫外线保护干扰小说粘附的化学原型。氧化锌代替我们配方中添加少量的二氧化钛来保持一个常数pigment-to-volume比率。
 |
| 附录1点击放大 |
几个原型基于不同粘结剂的配方选择申请在4年的风化3 - 6英寸传真照片膜样品# 1。这些涂料检测性能根据ASTM D 6083 -丙烯酸弹性屋顶涂料,(见附件1)。
最终,两个原型乳剂(候选人# 1和# 2)选择最终的田间试验。
 |
| 图2点击放大 |
田间试验
第一个田间试验开始在8 - 10英尺的屋顶甲板模型在春天家里摄站2007年11月,与最终的聚合物涂层新候选人,未风化的传真照片膜样品# 1(45毫升)早期结果显示没有起泡,而控制配方多孔的表面(图2)。
第二次现场试验于2008年5月发起与Pro-Tech合作产品在图森,AZ,屋顶上现有的商业房产申诉专员署膜样品# 1。经过12年的风化,白色的传真照片膜已经成为棕褐色,表面用粉笔和微裂缝由于高紫外线照射在美国西南部。基质是用水洗和晒干之前涂层。候选人# 1和# 2涂在选择大面积的屋顶,但不是整个表面(图3和图4)。
 |
| 图3点击放大 |
第三个试验与结构弹性产品开始合作在2008年8月在两级商业屋顶在新墨西哥州七到八年的风化传真照片膜样品# 2。水平都使用聚合物涂层候选人# 1和# 2的最下面的一层在不同的部分屋顶。商业屋顶弹性涂料配方是用作夹大衣。
 |
| 图4点击放大 |
现场试验结果
经过两年多的现场测试,在试验结果有显著差异。两位候选人整体表现良好,没有剥落、开裂、剥落或失去附着力。然而,尽管候选人# 1表现出更高的皮粘连的结果在实验室测试中,屋顶上也长水泡的,而候选人2号没有。候选人# 2也表现出良好的粘附强度划痕/探针测试中活跃的积水区域。尽管候选人# 1优越的附着力在实验室测试中,候选人# 2成为更好的实际选项由于更好的附着力,稳定、简单应用程序属性和首选的干燥特性。
 |
| 附录2点击放大 |
在第三屋顶试验中,候选人# 2也表现出了粘附强度约为5.0 PLI之前失败的皮附着力试验基于ASTM D 903:皮或剥离强度测试方法标准的胶粘剂债券。这个结果远高于1.5 PLI的目标。候选人# 2还提供了反射和发射率的性能相当于新房产申诉专员署膜,恢复“降温屋顶”性能的原始屋顶。
需要注意的一件事是粘合技术利用候选人# 2 -现在RHOPLEX ec - 3100降低涂层的抗拉强度,因此妥协符合ASTM D 6083标准。这表明RHOPLEX ec - 3100是理想选择最下面的一层粘合剂,,再加上一个既定ASTM D 6083 -兼容的弹性屋顶涂料表面涂层,提供特殊房产申诉专员署粘附,以及特殊的耐久性、耐水性和反射率。
 |
| 附录3点击放大 |
我们继续监视性能在所有三个田间试验的原型。鸟瞰图的大型白色试验在图森屋顶可以看到使用免费版本的谷歌地球(http://www.google.com/earth/download/ge/agree.html):选择“飞到”并输入:6025东百老汇,亚利桑那州图森市。放大的大型白色屋顶。当前视图是日期为11-20-09,试验开始后1.5年。
结论
