由于木材特殊的物理機械性能、化學成分特點、木質門窗所處的建筑結構位置,要求木質門窗的木材涂料除裝飾設計需要外,尚需滿足防水、透氣、防腐、防止變形、抗紫外線、耐機械損傷、易于維護和翻新等要求。參照歐洲和我國木質門窗行業的經驗,建議采用專用木門涂料。專用木門窗涂料系統由滲透型底漆和厚膜型面漆組成,按照配方和透明程度,分成水性、溶劑型、木本色透明漆(所謂清水)和遮蓋彩色漆(混水)4大系列。為單組分,開桶即可施工。此外,系統產品尚包括接縫密封膏、接頭防腐劑、維護劑、上光劑、翻新手刷漆等系列產品。在涂料選擇方面,需根據不同涂料的成膜特點、生產車間的噴漆條件以及最終客戶的要求決定。
新型木質窗包括實木窗、戶外門(德式),德式鋁包木門窗及意式木鋁復合門窗。
該類門窗或全部采用實木作為型材,或部分采用實木作為框架、鑲嵌,采用中空隔熱玻璃,使木質門窗有特殊的隔熱、隔音和裝飾效果。
由于這些木結構或多或少地經受陽光、紫外線、溫差、雨水、凝結水等因素的影響,需要符合木本身特色的保護與涂裝材料。
我國從1990年中期引進歐洲技術生產新型木質門窗。今天,全國約有50個企業具有生產新型木質門窗。但在木材涂裝保護方面,存在很多問題,或多或少地影響了最終客戶的信心。根據德國和中國的經驗,如果不很好地解決木材涂裝的技術問題,規范適合的涂料和施工工藝,整個木質窗行業將會受到影響。
例如,德國在1990年以前,實木窗的市場占有量在35%以上,在90年代上半期,滑落到30%左右。
為調查原因,德國展開了系列的研究。在2001年,德國物理學家Guido Horo總結了近10年的研究成果,發表了題為“涂料的質量決定了木窗質量”的論文,詳細分析了涂料在木質門窗中的重要性。涂料的質量影響了最終客戶的信心。
一、木質門窗木材涂料的技術要求
1、木材的特點
化學上,木材主要由纖維素、木質素、糖分、淀粉、蛋白質、無機鉀、磷鹽類和其他微量成分組成。由于其化學成分的特點,容易遭受到化學作用(如暴露到空氣中的氧化作用)、微生物、生物作用(如霉菌、白蟻、昆蟲等),物理作用(如水汽、溫差變化導致的體積變化)、紫外線損害、機械損壞(如雨、冰雹)等等,工業廢氣也會加速木纖維的分解。
同時,和一般的無機材料不同的是,木材具有很強的吸濕性(hygroscopic),它可以從空氣中吸水,產生膨脹。在吸水和放水干燥過程中產生腫脹/收縮卻不均一,如徑向變形為3.3-4%,玄向達7—12%,順紋方向只有0.1—0.4%。
按照德國工業標準分類,木質門窗的木材屬于形體固定的木材,在使用過程中,不
容許木材發生變形。這需要木材的涂裝系統有很好的防止木材變形的能力。
機械性能上,木材具有較高的抗壓強度和很好的抗折強度,這也是為什么木材可以單獨或和其他材料一起作為木質門窗的型材。
2、影響實木窗耐久性的因素
2.1 實木窗耐久性的內因和外因
實木門窗,特別是適合戶外的實木門窗是最高檔的門窗系列,代表人和自然融合一體的時代潮流。追蹤研究成果說明(德國木窗協會的萊西特博士Dr Richter,1998),影響實木木窗耐久性的外部因素是多方面的,紫外線、熱輻射、溫度變化、潮汽、濕度變化和環境有關的機械因素(如冰雹,風壓力等等)是主要外部原因。此外,實木窗的風化程度和強度與木窗尚與下列內部因素有關:
(1) 使用的位置:室外的木窗受到上述外部因素的影響最大;
(2)細部設計:通過設計提高木窗的抗老化的能力;
(3)木材類型及質量:高質量的木材抗老化能力增強;
(4)表面涂料:涂料是木窗的皮膚,符合建筑物理和化學原理的涂料可以不僅視覺上而且結構上保護木窗;
德國ROSENHEIM的木窗研究所的研究發現,木窗使用出現的老化問題中,68%和表面涂料有關。
2.2 木鋁窗木材的耐久性
鋁包木和木鋁復合窗的木材不直接遭受雨水和陽光暴曬,相對而言耐久性會比較長。但是,該類窗戶仍然會因為結露而變形、發霉,同時陽光和紫外線會導致變色,仍然需要不同與室內家具的保護材料。
3、木質窗木材專用涂料的技
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