由于木材特殊的物理機(jī)械性能、化學(xué)成分特點(diǎn)、木質(zhì)門(mén)窗所處的建筑結(jié)構(gòu)位置，要求木質(zhì)門(mén)窗的木材涂料除裝飾設(shè)計(jì)需要外，尚需滿足防水、透氣、防腐、防止變形、抗紫外線、耐機(jī)械損傷、易于維護(hù)和翻新等要求。參照歐洲和我國(guó)木質(zhì)門(mén)窗行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，建議采用專(zhuān)用木門(mén)涂料。專(zhuān)用木門(mén)窗涂料系統(tǒng)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(kāi)桶即可施工。此外，系統(tǒng)產(chǎn)品尚包括接縫密封膏、接頭防腐劑、維護(hù)劑、上光劑、翻新手刷漆等系列產(chǎn)品。在涂料選擇方面，需根據(jù)不同涂料的成膜特點(diǎn)、生產(chǎn)車(chē)間的噴漆條件以及最終客戶的要求決定。


    新型木質(zhì)窗包括實(shí)木窗、戶外門(mén)（德式），德式鋁包木門(mén)窗及意式木鋁復(fù)合門(mén)窗。


    該類(lèi)門(mén)窗或全部采用實(shí)木作為型材，或部分采用實(shí)木作為框架、鑲嵌，采用中空隔熱玻璃，使木質(zhì)門(mén)窗有特殊的隔熱、隔音和裝飾效果。


    由于這些木結(jié)構(gòu)或多或少地經(jīng)受陽(yáng)光、紫外線、溫差、雨水、凝結(jié)水等因素的影響，需要符合木本身特色的保護(hù)與涂裝材料。


    我國(guó)從1990年中期引進(jìn)歐洲技術(shù)生產(chǎn)新型木質(zhì)門(mén)窗。今天，全國(guó)約有50個(gè)企業(yè)具有生產(chǎn)新型木質(zhì)門(mén)窗。但在木材涂裝保護(hù)方面，存在很多問(wèn)題，或多或少地影響了最終客戶的信心。根據(jù)德國(guó)和中國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，如果不很好地解決木材涂裝的技術(shù)問(wèn)題，規(guī)范適合的涂料和施工工藝，整個(gè)木質(zhì)窗行業(yè)將會(huì)受到影響。


    例如，德國(guó)在1990年以前，實(shí)木窗的市場(chǎng)占有量在35%以上，在90年代上半期，滑落到30%左右。


    為調(diào)查原因，德國(guó)展開(kāi)了系列的研究。在2001年，德國(guó)物理學(xué)家GuidoHoro總結(jié)了近10年的研究成果，發(fā)表了題為“涂料的質(zhì)量決定了木窗質(zhì)量”的論文，詳細(xì)分析了涂料在木質(zhì)門(mén)窗中的重要性。涂料的質(zhì)量影響了最終客戶的信心。


    一、木質(zhì)門(mén)窗木材涂料的技術(shù)要求

    1、木材的特點(diǎn)

    化學(xué)上，木材主要由纖維素、木質(zhì)素、糖分、淀粉、蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)鉀、磷鹽類(lèi)和其他微量成分組成。由于其化學(xué)成分的特點(diǎn)，容易遭受到化學(xué)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(chóng)等），物理作用（如水汽、溫差變化導(dǎo)致的體積變化）、紫外線損害、機(jī)械損壞（如雨、冰雹）等等，工業(yè)廢氣也會(huì)加速木纖維的分解。


    同時(shí)，和一般的無(wú)機(jī)材料不同的是，木材具有很強(qiáng)的吸濕性（hygroscopic），它可以從空氣中吸水，產(chǎn)生膨脹。在吸水和放水干燥過(guò)程中產(chǎn)生腫脹/收縮卻不均一，如徑向變形為3.3－4%，玄向達(dá)7-12%，順紋方向只有0.1-0.4%。


    按照德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，木質(zhì)門(mén)窗的木材屬于形體固定的木材，在使用過(guò)程中，不容許木材發(fā)生變形。這需要木材的涂裝系統(tǒng)有很好的防止木材變形的能力。


    機(jī)械性能上，木材具有較高的抗壓強(qiáng)度和很好的抗折強(qiáng)度，這也是為什么木材可以單獨(dú)或和其他材料一起作為木質(zhì)門(mén)窗的型材。


    2、影響實(shí)木窗耐久性的因素

    2.1實(shí)木窗耐久性的內(nèi)因和外因

    實(shí)木門(mén)窗，特別是適合戶外的實(shí)木門(mén)窗是最高檔的門(mén)窗系列，代表人和自然融合一體的時(shí)代潮流。追蹤研究成果說(shuō)明（德國(guó)木窗協(xié)會(huì)的萊西特博士DrRichter，1998），影響實(shí)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(huán)境有關(guān)的機(jī)械因素（如冰雹，風(fēng)壓力等等）是主要外部原因。此外，實(shí)木窗的風(fēng)化程度和強(qiáng)度與木窗尚與下列內(nèi)部因素有關(guān)：（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(xì)部設(shè)計(jì)：通過(guò)設(shè)計(jì)提高木窗的抗老化的能力；（3）木材類(lèi)型及質(zhì)量：高質(zhì)量的木材抗老化能力增強(qiáng)；（4）表面涂料：涂料是木窗的皮膚，符合建筑物理和化學(xué)原理的涂料可以不僅視覺(jué)上而且結(jié)構(gòu)上保護(hù)木窗；德國(guó)ROSENHEIM的木窗研究所的研究發(fā)現(xiàn)，木窗使用出現(xiàn)的老化問(wèn)題中，68%和表面涂料有關(guān)。


    2.2木鋁窗木材的耐久性

    鋁包木和木鋁復(fù)合窗的木材不直接遭受雨水和陽(yáng)光暴曬，相對(duì)而言耐久性會(huì)比較長(zhǎng)。但是，該類(lèi)窗戶仍然會(huì)因?yàn)?a href='../../zsk/ct.asp?id=6507' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>結(jié)露而變形、發(fā)霉，同時(shí)陽(yáng)光和紫外線會(huì)導(dǎo)致變色，仍然需要不同與室內(nèi)家具的保護(hù)材料。


    3、木質(zhì)窗木材專(zhuān)用涂料的技術(shù)要求

    從1995年開(kāi)始，德國(guó)IFT研究所、聯(lián)邦德國(guó)涂料與保值技術(shù)委員會(huì)：“BFSFederalBoardforPaintsandtheProtectionofValues”和德國(guó)窗戶與外立面制造工業(yè)協(xié)會(huì)VFF（VFF＝VerbandderFenster-undFassaden-hersteller，e.V）相繼頒布規(guī)范，明確規(guī)定木質(zhì)窗涂料的技術(shù)要求。


    從1999年起，歐洲戶外木材保護(hù)涂料工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EN927（LackeundAnstichstoffe：BeschichtungsstoffeundBeschichtungssystemefuerHolzimAussenbereich，Teil2：Leistungsanforderungen.March1999）試行，提出了作為木門(mén)窗專(zhuān)用涂料須達(dá)到的技術(shù)要求，必須要通過(guò)的檢測(cè)和建議的檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法。


    根據(jù)上述規(guī)范和歐洲30余年的經(jīng)驗(yàn)。木質(zhì)窗的木材涂料需達(dá)到如下基本要求：防腐、防蟲(chóng)、防水與透氣、韌性、耐紫外線、耐老化和生態(tài)安全等。


    3.1防腐防蟲(chóng)

    木材含有一定的糖分、淀粉、蛋白質(zhì)等，容易遭受到微生物、細(xì)菌的損害。由此，木材需要進(jìn)行防腐、防霉變的處理。一般在底漆中添加防腐劑就可以達(dá)到目的，但是，其有效性、耐久性需經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)，有證書(shū)，如德國(guó)權(quán)威RAL證書(shū)，證明。


    一般情況下，使用到木質(zhì)窗的木材遭受昆蟲(chóng)和白蟻的可能性比較小，所以一般不需要對(duì)木材進(jìn)行防蟲(chóng)防白蟻的處理。但是在中國(guó)南方如廣東與福建地區(qū)，空氣潮濕，平均相對(duì)空氣濕度在70%左右，參照德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN68800規(guī)定，需要進(jìn)行防蟲(chóng)、防白蟻的處理。


    3.2防水與透氣性

    安裝到墻體中的木材變形，一方面會(huì)導(dǎo)致集成材本身和型材的接頭部位的開(kāi)裂，另一方面會(huì)導(dǎo)致密封膠的脫落，影響窗戶的密實(shí)性。此外，當(dāng)木材含水率超過(guò)20%時(shí)，木材容易發(fā)生霉變。所以涂料必須有很好的防水功能。


    根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)DINEN927-5，涂裝后的木材的72小時(shí)吸水量小于175克。


    水包括外部雨水、外部與內(nèi)部的凝結(jié)水（結(jié)露）。液態(tài)或氣態(tài)的水均會(huì)導(dǎo)致木材體積的變化，在不可見(jiàn)的部位也需要有防水涂料，防止結(jié)露及潮汽進(jìn)入集成材。


    在保證涂料防水的同時(shí)，需要其有一定的透氣性，否則，漆膜會(huì)起泡、脫落。需求木門(mén)窗涂料的透氣性和密封性到達(dá)一平衡。最理想的是單向呼吸：木材外部的水不進(jìn)入木材，而木材內(nèi)部的水可以揮發(fā)掉。


    有關(guān)透氣性，目前尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。一般認(rèn)為（VFF，1999；URBAN，2000；），按照德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN52615測(cè)定的sd＝0.5-1.2m，即在23℃時(shí)，在相對(duì)濕度95%-50%（濕杯法）的條件下，24小時(shí)水汽透過(guò)量為17-40克，比較合適。這樣既保證涂料有很好的密封性，又具有一定的透氣性。


    3.3韌性與硬度

    木材為具韌性的有機(jī)材料，要求涂裝與其表面的漆膜具有一定的彈性和韌性，這樣涂料才會(huì)耐久，不容易脫落和分離。今天聚酯改性的醇酸樹(shù)脂和核殼機(jī)構(gòu)的PU-丙烯酸脂漆均有一定的強(qiáng)度和韌性。相反，木門(mén)窗漆不需要象木地板漆那樣的硬度。高硬度的涂料會(huì)開(kāi)裂、脫落。


    3.4耐紫外線

    木材含有的木質(zhì)素，如同我們?nèi)祟?lèi)的皮膚一樣，容易受到紫外線的損害。在紫外線作用下，木質(zhì)素會(huì)變色，常見(jiàn)的是發(fā)灰，白色木材會(huì)發(fā)黃，木材由此而變脆，強(qiáng)度降低，涂料的附著力會(huì)由此而失去。


    根據(jù)德VFF 1999技術(shù)規(guī)范，紫外線的透射率＜3%時(shí)，才適合作戶外木質(zhì)木窗的涂料，紫外線的透射率為3－10%，有條件地可作為木鋁復(fù)合類(lèi)窗的涂料，而紫外線的透射率＞10%時(shí)（如普通透明PU-家具漆等），因?yàn)椴痪哂蟹乐棺贤饩�的作用，不適合作為木質(zhì)窗涂料的專(zhuān)用漆。


    今天，德國(guó)專(zhuān)業(yè)木門(mén)窗生產(chǎn)企業(yè)要求涂料生產(chǎn)廠家提供抗紫外線的測(cè)試數(shù)據(jù)，以保證其窗戶的耐久性。


    3.5耐老化

    無(wú)論在人工老化實(shí)驗(yàn)還是天然實(shí)驗(yàn)（1年時(shí)間），需要涂料不開(kāi)裂、不脫落不起泡，附著力好。


    3.6生態(tài)安全

    在使用過(guò)程中，需要涂料不對(duì)人體產(chǎn)生危害，特別是重金屬（如鉛等，需通過(guò)歐洲標(biāo)準(zhǔn)DINEN71-3或中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB18581-2001檢測(cè)）。


    二、專(zhuān)用木門(mén)窗漆系統(tǒng)

    根據(jù)上述要求，一完整的系統(tǒng)由底漆、中涂漆和面漆組成（表1）。


    表1木質(zhì)門(mén)窗涂料系統(tǒng)及漆膜厚度要求（參照德國(guó)規(guī)范整理）工藝施工的部位漆膜厚度浸漬防腐防蟲(chóng)所有表面－底涂所有表面 30微米中涂可見(jiàn)部位 60-80微米（透明漆）100微米（遮蓋漆）面涂可見(jiàn)部位專(zhuān)業(yè)木門(mén)窗企業(yè)可以生產(chǎn)4大類(lèi)30余種以上的產(chǎn)品，以滿足不同的需要（表2）表2雷馬士參照德國(guó)規(guī)范生產(chǎn)德專(zhuān)用木門(mén)窗漆類(lèi)型木本色透明漆白色/彩色遮蓋漆溶劑型水性溶劑型水性底漆 AidolGL-350 AidolGW-300 AidolGL-251 AidolGW-200/201找平漆（中漆）－ AidolZW-500－ AidolDW-400面漆 AidolLL-750 Aidol LW-700/LW-720 Aidol DW-650/LL-751 Aidol DW-600/601/6021、底漆溶劑型浸漬漆采用改性醇酸樹(shù)脂為粘結(jié)劑，滲透到木材的微孔隙中，保留木材紋理。耐候，憎水，具很好透汽性-木材可呼吸。


    水性底漆采用特種樹(shù)脂的乳液為粘結(jié)劑，有一定的滲透性，增加面漆和底層的附著力。實(shí)驗(yàn)證明，采用專(zhuān)用溶劑型底漆處理的基材，其粗糙程度只增加25%，而采用普通水性底漆，增加116%。這是不經(jīng)過(guò)特殊處理的水性涂料的漆膜不如溶劑型漆平整的原因之一。


    2、面漆

    溶劑型面漆由改性的特種醇酸樹(shù)脂作為粘結(jié)劑，添加顏料和助劑等制成。當(dāng)溶劑揮發(fā)后，固化成膜。


    水性面漆由丙烯酸樹(shù)脂乳液之間發(fā)生聚合，形成耐水耐候的漆膜。面漆一般添加特殊的顏料（如透明氧化物顏料），這些顏料一方面可以彌補(bǔ)基材的部分色差，起裝飾效果，另一方面起紫外線屏蔽作用，保護(hù)木材不受紫外線的損害。


    普通氧化物顏料盡管可以屏蔽紫外線，但透明度差，遮蓋住木材的紋理，是不適合作為木窗木本色透明漆的顏料。


    與底漆不同的是，面漆一般為厚膜型，高固含量，固化后形成明顯的漆膜。


    3、溶劑型面漆與水性面漆的施工工藝要求溶劑型面漆是通過(guò)溶劑的揮發(fā)而固化成膜，而且面漆噴涂到涂有底漆的木材上，溶劑聚集在漆膜的表層，使漆膜有很好的流平性。所以當(dāng)溶劑型漆表干后，漆膜基本已經(jīng)固化。當(dāng)然，改性的溶劑型漆完全固化需約7天左右。由此，只要保持良好的通風(fēng)，使溶劑充分揮發(fā)，溶劑型漆會(huì)固化很好。


    水性面漆是在水分揮發(fā)后，乳液之間發(fā)生聚合而固化。該過(guò)程受濕度、溫度影響非常明顯。一方面，要求溫度不能低于10-15℃，另一方面，要求剛噴涂的漆膜處于77-55%的理想的濕度環(huán)境中。如果滿足不了水性漆的成膜溫度濕度條件，面漆一方面視覺(jué)上渾濁，成為亞光，另一方面，樹(shù)脂乳液之間不發(fā)生充分的交聯(lián)反應(yīng)，達(dá)不到理想性能。水性底漆起毛，直立的木纖維會(huì)成為將來(lái)的雨水的通道，降低涂料的防水功能。


    三、結(jié)論和討論

    1、木質(zhì)門(mén)窗木材涂料需要達(dá)到的基本要求由于木材特殊的物理機(jī)械性能、化學(xué)成分特點(diǎn)、木質(zhì)門(mén)窗所處的建筑結(jié)構(gòu)位置，要求木質(zhì)門(mén)窗的木材涂料需滿足防水、透氣、防腐、防止變形、抗紫外線、耐老化、耐沖擊等機(jī)械損傷、易于維護(hù)和翻等要求。


    參照歐洲和我國(guó)木質(zhì)門(mén)窗行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，建議采用經(jīng)過(guò)檢測(cè)的專(zhuān)用木門(mén)窗涂料。


    2、專(zhuān)用木門(mén)窗漆的產(chǎn)品系統(tǒng)

    專(zhuān)用木門(mén)窗涂料系統(tǒng)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（所謂混水）4大系列。為單組分，開(kāi)桶即可施工。此外系統(tǒng)產(chǎn)品尚包括接縫密封膏、接頭防腐劑、維護(hù)清潔劑、上光劑、翻新手刷漆等系列產(chǎn)品。


    在涂料選擇方面，需根據(jù)木材的自身特點(diǎn)、涂料的成膜特點(diǎn)、生產(chǎn)車(chē)間的噴漆體積以用最終客戶的要求決定。


    3、不同類(lèi)型涂料的性能及選擇標(biāo)準(zhǔn)

    水性涂料可降低大氣中有機(jī)溶劑VOC的排放量，在歐洲、美洲等國(guó)家地區(qū)嚴(yán)格的法規(guī)下，成為一種建筑漆的主流產(chǎn)品類(lèi)型。在木材水性漆方面，歐洲水性木質(zhì)漆本身也已經(jīng)成熟，成為門(mén)窗的主要涂料類(lèi)型。


    在性能方面，水性丙烯酸類(lèi)漆具有一定的優(yōu)點(diǎn)（Dr.Hein，2003），例如：（1）氣味較弱，低VOC；（2）噴漆工藝得當(dāng)，可以達(dá)到比較長(zhǎng)的使用壽命；（3）有相對(duì)比較好的的透氣性；（4）黃化比較弱，特別是白色和彩色漆表現(xiàn)明顯；（5）在常溫（15-25℃）下，干燥比較快；（6）老化后變脆的程度低。


    但是，根據(jù)本人的調(diào)研，由于多種原因，我國(guó)大多數(shù)的木質(zhì)門(mén)窗生產(chǎn)企業(yè)，不具備施工水性漆需要的溫度與濕度條件，不能充分發(fā)揮水性漆的長(zhǎng)處。例如，北方氣候干燥，需要加濕設(shè)備，以達(dá)到水性漆需要的濕度條件。長(zhǎng)江中下游地區(qū)冬季寒冷，無(wú)暖氣，冬季施工，水性漆膜無(wú)法正常固化。


    溶劑型木門(mén)窗漆由于對(duì)噴涂條件要求比較低，容易達(dá)到類(lèi)似聚酯漆的亮麗、平滑的漆膜效果。此外，根據(jù)德國(guó)海茵博士（Dr.J.Hein）2003年的總結(jié)，尚有很多的優(yōu)點(diǎn)：(1)可溶性好；(2)滲透性好，可滲透到木材的深部；(3)封閉型好，木材中的活動(dòng)成分不容易溢出而破壞漆膜；(4)抗機(jī)械磨損比較好；(5)很好的耐水性和很好的耐化學(xué)腐蝕（如日常清潔劑）；(6)耐軟化劑，抗再粘結(jié)強(qiáng)度高；(7)惡劣氣候條件下（如過(guò)低和過(guò)高的濕度），仍然能夠很好地固化成膜；(8)操作時(shí)間長(zhǎng)；(9)流平性好，平整度和光澤度高；(10)和舊油漆的附著力好。


    上述優(yōu)點(diǎn)是歐洲今天戶外木材漆仍然采用以溶劑型醇酸樹(shù)脂類(lèi)漆的原因。


    在目前中國(guó)窗業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)條件下，改性的醇酸樹(shù)脂漆應(yīng)該是“符合國(guó)情”的適合木質(zhì)門(mén)窗木材表面涂裝的材料，特別適合作為剛剛起步的中小企業(yè)。


    聚酯、PU等系列的木材家具涂料，不適合木質(zhì)門(mén)窗的木材涂裝。主要原因是聚酯漆為脆性，延伸率低，漆膜處于玻璃態(tài)，適合剛性底材如鋼鐵或不受溫差變化潮濕交替影響的室內(nèi)木材（如地板、家具）的涂裝。涂刷聚酯油漆的室外木窗，會(huì)在水汽、紫外線和熱等因素的作用下，開(kāi)裂、剝落。此外，一般聚酯漆不抗紫外線，透氣性差，一旦開(kāi)裂，不容易維修和翻新。


    4、發(fā)展方向展望

    “木材涂料的質(zhì)量決定木窗的質(zhì)量”，希望這能夠成為木質(zhì)木窗行業(yè)的共識(shí)。建議在規(guī)范木質(zhì)窗業(yè)的同時(shí)，參照歐洲經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范，制訂中國(guó)的木質(zhì)門(mén)窗木材涂裝的規(guī)范，以保證該行業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展。歐洲木材涂料標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，有效地制止了不合格材料進(jìn)入木門(mén)窗行業(yè)，幫助最終客戶對(duì)木質(zhì)門(mén)窗的信心。


    在材料選擇方面，應(yīng)根據(jù)木材自身的特點(diǎn)和類(lèi)型、木質(zhì)門(mén)窗的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、不同涂料的成膜特性及對(duì)濕度溫度的要求以及企業(yè)所具有的生產(chǎn)條件決定系統(tǒng)和工藝。

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