外墙木器涂料几种性能测试方法

木材是用于外部结构的建筑材料之一。像大多数外部基材一样,木结构也需要保护环境。尽管某些类型的木材对自然环境具有抵抗力(例如雪松),并且某些木材经过化学处理以保持其完整性(狼尾化木材),但油漆和涂料可用于保护木材并增强其外观。没有保护,木材将逐渐腐蚀。适当涂覆的木结构应在需要重新粉刷之前可持续大约8至10年。但是,这取决于表面处理的程度,涂料的质量,施工的一致性,表面的方向(水平与垂直),位置(普遍的温度,湿度和太阳辐射强度)以及其他因素。避免保护涂层过早失效的重要步骤是使用各种实验室性能测试来测试候选涂层。性能测试的选择取决于涂料将要经受的环境因素类型。此外,重要的是要知道木质基材的现有状况(例如,新的裸露的,预涂底漆的或风化的)。这些细节将有助于预测木外墙涂料可能出现的问题类型。预涂底漆或风化的)。这些细节将有助于预测木外墙涂料可能出现的问题类型。预涂底漆或风化的)。这些细节将有助于预测木外墙涂料可能出现的问题类型。

附着力仪

尽管所有基材都在一定程度上膨胀和收缩,但是与木材保护有关的一个挑战是木材会大量膨胀和收缩。木材的纤维性质使其易于吸收水分和溶胀。即使膨胀很小,这种现象也可能发生在大多数外部木制结构上,因为木材会随着温度和湿度的变化自然地膨胀和收缩。应用于外部木材的涂料必须具有良好的柔韧性,以避免在基材的这种物理变化期间开裂。一种测试涂层柔韧性的有效方法是ASTM D522,“附着的有机涂层的芯棒弯曲测试的标准测试方法”。该方法包括两个程序,以确定涂层的抗龟裂性。第一种方法需要在锥形(水平圆锥)心轴上弯曲涂层面板。如果观察到裂纹,则测量裂纹的长度,并使用绘制曲线确定伸长百分比,该曲线表示伸长百分比和圆锥形心轴直径之间的关系。第二种方法需要在不同直径的圆柱心轴上弯曲涂层面板。该方法可以用作“合格/不合格”的标准(无论是否在特定的心轴尺寸下观察到裂纹)。心轴尺寸的选择通常与所测试的涂层类型或结构形状和尺寸有关。此外,可以通过以下方法确定抗裂性:将面板弯曲到心轴上,从较大直径的心轴开始,然后使用小直径心轴重复此过程,


评估涂层柔韧性或伸长率的另一种实验室测试方法是执行ASTM D2370,“有机涂层拉伸性能的标准测试方法”。该方法使用拉伸测试仪确定涂层的伸长率,拉伸强度和刚度。作为免费电影进行测试。自由的涂层膜在顶端和底端被夹住,以按约定的标距长度夹紧。然后以商定的伸长率拉动薄膜,直到薄膜破裂。样品的伸长率可以使用下颌分离数据的增加来确定。可以使用使膜破裂所需的力来确定材料的拉伸强度。另外,材料的刚度或弹性模量可以从伸长率与载荷曲线的初始斜率计算得出。

带涂层的木结构的水平表面(如甲板)可能会受到人流,家具的压力和移动以及天气的影响。人流和家具拖拽会导致涂层材料磨损或削弱涂层对基材的附着力。一种测试涂层耐磨性的方法是执行ASTM D4060,“泰伯研磨机的有机涂层耐磨性的标准测试方法”。简而言之,该方法包括将4英寸x 4英寸涂层的面板安装到转盘上。面板在两个配重磨轮下方的转盘上旋转。涂层的耐磨性计算为在特定负载和类型的磨轮(例如,在1000克负载下使用CS-17车轮进行1000个循环)。可替代地,该方法可以通过进行涂覆前和涂覆后的厚度测量来揭示去除一定量的涂层所需的循环次数。

这三种用于评估木器涂料的方法的局限性在于它们不能在木质基材上进行,因此涂料的柔韧性和耐磨性与基材效果无关。尽管如此,该测试仍可用于评估相对性能。

涂层木结构上的许多因素都可能导致涂层附着力的损失。因此,附着力是评估木器涂料的重要性能。木材基材类型(例如上了底漆,经过风化处理或经过预处理)将可能对涂料对结构的附着性能产生重大影响。通常,涂在经过适当预处理或上底漆的新木材上的涂料比涂在风化木材或较旧的木材基材上的涂料具有更好的粘合性能,该木材表面可能先涂有涂料。老化的风化木材通常使用涂层来保护,因此,施加的涂层在这种条件下的附着力对于测试很重要。可以说,测试涂层对特定类型和条件的附着力的最佳方法是执行ASTM D3359,“通过胶带测试评定粘合力的标准测试方法。”无论您是在现场测试带涂层的木质结构,还是在实验室中测试准备好的木板,该方法都需要进行X切割(对于大于5密耳的涂层,方法A)厚度)或横切(对于厚度小于5密耳的涂料,方法B)穿过涂膜到达木质基材。将压敏胶带贴在切口上,将其除去,并且涂层剥离的程度以5到0的等级进行评级。该测试具有破坏性,因此如果在实际结构上进行测试,则测试次数应受到限制,可能需要维修区域。5密耳厚)或横切面(对于厚度<5密耳厚的涂料,方法B)穿过涂膜到达木质基材。将压敏胶带贴在切口上,将其除去,并且涂层剥离的程度以5到0的等级进行评级。该测试具有破坏性,因此如果在实际结构上进行测试,则测试次数应受到限制,可能需要维修区域。5密耳厚)或横切面(对于厚度<5密耳厚的涂料,方法B)穿过涂膜到达木质基材。将压敏胶带贴在切口上,将其除去,并且涂层剥离的程度以5到0的等级进行评级。该测试具有破坏性,因此如果在实际结构上进行测试,则测试次数应受到限制,可能需要维修区域。

刮擦附着力是测试涂层与木质基材(如甲板)的附着力的另一种方法,木质基材会受到家具在整个表面上的拖拉。ASTM D2197,“刮涂粘合性对有机涂层粘合性的标准测试方法”可以使用涂覆的平板进行。通过将面板推入圆形触控笔下方来评估对刮擦附着力损失的抵抗力,圆形触控笔会不断增加重量,直到涂层从基材上去除为止。报告在粘合破坏终点的负载重量。请注意,该测试只能在实验室的面板上进行。

带涂层的木结构在投入使用之前可能会经历涂层的过早失效。在仓库,包装和运输过程中,有时将预涂层的木板面对面堆叠或面对面堆叠。这些面板可以长时间堆叠,并根据面板的运输位置和存放条件暴露在较高的压力,热量和湿气中。对于要经受这些条件的木器涂料而言,重要的是要具有良好的抗粘连性,这是涂料抵抗粘附在另一表面上的能力。另外,具有良好抗粘连性的涂层在长时间压在表面上时将抵抗外观变化。测试木质基材上涂层的抗粘连性的最佳方法之一是执行ASTM D2793,“木板面板上有机涂层的抗粘连性的标准测试方法。”简而言之,该测试方法涉及以某种方式堆叠涂层木板,以使涂层面都接触并且涂层面与另一面板的背面接触。通常,此堆栈包含六个涂层样品。电池组要承受约定的压力和温度一定的时间。然后释放压力,并观察面板的涂层表面。根据其从无表面损坏到大于50%表面损坏的粘连程度对表面进行评级。如果未观察到粘附或涂膜损坏,则认为该材料令人满意。与刮擦附着力类似,抗粘连性只能在实验室中进行。

经受频繁的湿气和温暖的温度的外部涂覆的木结构可能易于真菌生长。涂层木结构表面上的真菌会引起染色,涂层降解,并可能引起健康问题。打算在这种环境下用于外部木制结构的涂料在使用前应经过抗真菌测试。ASTM D3273,“环境室内装饰涂层表面上霉菌生长抵抗力的标准测试方法”可用于内外涂层,以测试抗加速霉菌生长的能力。该测试方法采用了一个能维持高温和高湿度条件(大约90°F和95%相对湿度)的环境箱。在室内,有涂层的木板悬挂在接种土壤上方,并具有足够的空气流通空间。通过估计表面污损的量,每周用0到10的等级对面板上的涂层的霉菌生长进行评估,其中10种为无污损,0种为完全污损。该方法指出,在一定等级下的性能并不意味着无真菌涂层的特定时间段,但是,等级更高的涂层通常在实际环境中表现更好。


最后,评估木材外墙涂料耐久性的最佳方法之一是在实验室中使其经受加速的风化。有几种加速耐候性测试方法,但是用于测试木材涂料的一个很好的方法是ASTM D4587,“涂料及相关涂层的荧光紫外线凝结暴露标准实践”。这种加速暴露可以用来说明累积效应。阳光,湿气和热在涂在木头上的涂料上。简要地,将涂覆的木板调节至少7天,然后放置在荧光UV /加热和冷凝室中。该方法建议使用周期3进行外部木器涂料,包括在60°C下加热4小时/ UV,然后在50°C下冷凝20小时。在约定的曝光时间(例如,累计500小时)之后,观察涂覆的板的起泡,破裂,粘附力损失,颜色变化(如果是着色的)和/或光泽降低。由于实际的暴露环境无法在实验室中复制,因此暴露时间与使用年限之间没有关联。但是,此制度可很好地用于比较测试。

最终,在各种自然环境中对代表性木质基材上的候选涂层进行户外暴露测试是评估涂层性能的最佳方法。但是,可能要花好几年才能看到明显的性能。到那时,原材料和配方可能会发生变化,从而使任何数据都过时。

总之,有许多人为和自然的环境会影响应用于木结构涂料的性能。本文介绍了一些可以在候选涂层上执行以评估比较性能的实验室测试方法。在选择一种测试方法时,重要的是要在可行的范围内预测涂层将要经受的环境类型以及将要施涂的木质基材的类型和条件。每个涂层项目都是独特的,这些测试方法可能有助于为外部木结构选择正确的涂层系统。

猜你喜欢
相关文献