一、介紹
自20世紀90年代以來,復合材料已經實質性地侵入了建筑產品行業,具體包括門窗、裝飾材料以及護墻板的生產。這些材料所具有的空前的強度和彈性,以及低廉的保養費用使得人們廣泛使用這類性能良好的材料。這類材料還滿足現代建筑行業對材料的重要要求:“綠色”環保。在使用石化產品生產這類材料的同時,它們可能是由回收材料組成的,因此,這類材料的生產可以實現廢物再利用。
在裝飾市場中就存在這類材料的成功案例。據《塑料技術》近的一篇文章,在過去的十年當中,微孔PVC裝飾板材已經出現并取代了木材還成功獲取了10%的市場份額。這篇文章引用了PrincipiaPartners調研公司2006年的研究,預測PVC裝飾板材在2010年前的年增長率為13%。
占據了室外護墻板市場40%市場份額的乙烯基類護墻板市場也在不斷的發展。新的產品技術正在不斷的進入護墻板市場。預加工微孔PVC護墻板逐漸顯現并且正在不斷取代纖維水泥護墻板以滿足有的客戶對于更高端、護墻板外觀仿木程度更高的要求。
微孔PVC板材已經在英國應用了30年,然而今年在美國才首次實現商業化。涂料技術的突破在微孔PVC護墻板實現商業化的過程中有著重要的作用。
二、PVC類護墻板
由纖維復合材料和聚合材料所制成的纖維水泥或預加工的護墻板,有可能與乙烯基類和鋁合金類護墻板結合起來,使得產品具有乙烯基類和鋁合金護墻板易保養的特點和木制產品的外觀。產品的生產包括使用波蘭特水泥等不含纖維的材料或與纖維共混的聚合物從而獲得比實木或注模成型的聚丙烯護墻板便宜的耐用產品。
摻入到這些復合材料中的纖維材料由于是一種高質量的磨光作用,因而必須受到保護。底漆或者封閉劑用來將濕氣滲透降至低并且使得護墻板表面可以用于面漆應用中。
具有代表性的是纖維類復合護墻板材料表面由水性底漆或面漆體系包覆。這些強制干燥、自交聯型涂料可以使產品具有耐用性和抗粘連性,并且可以在多年的使用中保持磨光外表面。
三、新的市場進入者
由擠出成型的微孔PVC所制成的護墻板材料正在不斷出現并且作為一種新的選擇以替代纖維水泥護墻板和雪松搭接護墻板。微孔PVC材料在獲得類似于雪松材料的美學外觀的同時,該材料還可以工廠加工并且無需進行保養。微孔PVC材料的另一個優點是不會因為暴露于潮濕環境和微生物的影響而發生降解。然而,微孔PVC材料必須避免陽光照射和接收過多的熱量以防材料在安裝后由于上述原因而發生變形。由于黑色涂料的顏色可以吸收太陽光的熱量,從而造成塑料的顯著膨脹,因而需要發展新的涂料技術以避免上述問題的產生。
圖1:中棕色紅外反射曲線
四、聚氨酯及其復合材料
在今天的復合材料中所使用的重要的涂料類型之一是聚氨酯磁漆,這類涂料不斷地對材料的外觀和耐用性提出新的基準。雙組分聚氨酯涂料體系可以通過單一的途徑,為很多材料提供優異的硬度、耐磨損性、顏色和光澤的保持性。雙組分聚氨酯涂料的耐用性能是由它們的交聯密度所決定的,同時交聯密度還使得復合材料具有優異的顏色深度和與眾不同的表面磨光性。
同時,聚氨酯涂料體系還可以使得材料具有環境順應性。一些聚氨酯磁漆的VOC排放值低于2.8lbs/gal,不含具有危害性的鉛和鉻酸鹽。根據特定的聚氨酯涂料配方,這類涂料還可以具有其他的顯著優點。例如,有些聚氨酯具有高的固體成分(體積含量59%),與傳統聚氨酯橡膠相比,使用這些涂料的油漆涂抹器的單一孔道的成膜性能更高,從而導致更高的生產量。
這些涂料傾向于具有優異的流動性能,從而使得材料具有良好的傳遞效率和流平性。另外,絕大多數的聚氨酯涂料可以通過傳統的、無氣、氣助無氣以及高量低壓的技術來實現應用,因此可以很容易地應用于許多精整作業線中。
五、聚氨酯進展
直到近來,聚氨酯涂料體系針對微孔PVC材料僅僅可以提供淺色系的涂料,原因在于淺色傾向于反射而非吸收太陽熱。考慮到熱量吸收,更深顏色的涂料則會加劇暴露于陽光的乙烯基類護墻板的彎曲變形問題。這個是建筑產品生產商在吸引當今住房者時的一個障礙,因為屋主要求產品具有更深更飽和的顏色,尤其是對于高端客戶家庭和歷史建筑的改造工程。
具有低VOC值的新一代聚氨酯面漆提供了相應的解決辦法。這種新的面漆具有斥熱的特性,從而使得乙烯基護墻板、百葉窗、窗戶、裝飾門和天井門用流行的較深顏色的涂料包覆的同時避免導致乙烯基類產品彎曲變形的熱量的沉積。
該涂料體系是由直接可以用于材料基底表層的雙組分聚氨酯磁漆所組成的。這種自交聯涂料可以在工廠中高速噴漆使用,并且具有低固化溫度的特點。該涂料除了具有耐用性和抗粘連性的特點以外,不含HAPs并且在配方中含有具有紫外線穩定性的不褪色顏料。它還滿足甚至超過了ASTMD3679-05對于乙烯基類護墻板的要求標準。