Case study: veroudering van verven en vernissen op hout

Overzicht en probleemstelling

De afdeling hout- en biomaterialenverwerking van de Tsjechische universiteit (CZU) is een partner van de bouwsector en biedt een evaluatiedienst voor in de handel verkrijgbare houtcoatings en beits.

De diensten worden gebruikt door fabrikanten van houtcoatings en beitsen die worden gebruikt in de bouw en door bedrijven die deze beitsen en vernissen gebruiken in de bouwsector. Een andere industrie die van deze diensten gebruik maakt, is de automobielsector, die houtlaminaten gebruikt op interieurs die ter bescherming altijd gebeitst en / of gecoat zijn.

De prestatie-eisen van deze coatings en beitsen vallen in twee even belangrijke categorieën:

Esthetiek - het uiterlijk van hout en zijn kleur

Bescherming - de coating moet het natuurlijke uiterlijk van de houten ondergrond behouden en tegelijkertijd faalwijzen zoals verkleuring, barsten en afbladderen van de gebruikte coating of beits voorkomen. Voor blanke lakken is glansverlies een andere belangrijke fout.

In de bouwsector kan gecoat of gekleurd hout in veel verschillende oriëntaties worden gebruikt. Verticaal en horizontaal zijn de meest voorkomende, hoewel elke oriëntatie mogelijk is, afhankelijk van het constructieontwerp. Het belangrijkste klimaat is Europees. Omdat dit een zeer breed scala aan klimaten omvat - Zweden is bijvoorbeeld heel anders dan Zuid-Spanje - moet rekening worden gehouden met extreme blootstellingsomstandigheden. De uitdaging voor CZU is om de esthetische en beschermende prestaties van houten gevelbekleding in deze klimaten te bepalen. Om dit te doen, biedt CZU een verouderingstestservice die versnelde laboratoriumtests en natuurlijke blootstelling omvat, zodat de prestaties kunnen worden gecorreleerd en een niveau van vertrouwen in de levensduur van de coating kan worden begrepen.

De doelstellingen van CZU bij de samenwerking met Q-Lab waren zowel het vergroten van hun activiteiten op het gebied van verouderingstests als het versterken van hun reeds sterke reputatie als toonaangevende academische organisatie op het gebied van houtverwerking en biomaterialen. Met de resultaten die zijn verkregen door laboratoriumtests uit te voeren met behulp van versnelde QUV-tests en natuurlijke buitenblootstellingen, is CZU het testlaboratorium bij uitstek geworden voor houtcoatings en beits in Tsjechië - hun bedrijf het totale aantal tests is meer dan verdubbeld, hun klantenbestand is met 150 toegenomen% en de winst stegen dankzij de lage exploitatiekosten van de QUV. Bovendien versterkten hun gepubliceerde technische werk van deze verouderingsresultaten de status van CZU als een academische organisatie met echte expertise in het testen van weersbestendigheid en houtcoatinganalyse.

Beschrijving en testresultaten

Natuurlijke exterieurtest

Natuurlijke verweringstests buiten worden uitgevoerd met gebruikmaking van blootstelling aan zowel 45 graden zuid als 90 graden zuid, zoals hieronder weergegeven.

De belichting van 90 graden is een simulatie van de eindgebruiksomgeving. Blootstelling aan het zuiden bij 45 graden is zoals gespecificeerd in veel internationale testmethoden voor natuurlijke blootstelling zoals ISO 877-1, ASTM G24 en EN 927-3.

Monsters die met deze tests zijn blootgesteld, vertonen een aanzienlijke verslechtering door verwering. Hieronder vindt u foto's van houtbeplatingmonsters voor en na blootstelling op het dak van het CZU-gebouw gedurende 12 maanden:

• • A - Thermo-sparrenhout zonder coating
  • B - Thermo-sparrenhout met penetrerende coating op oliebasis
  • C - Lariks met transparante coating op oliebasis
  • D - Sparrenhout met heldere coating op oliebasis
  • E - Eik met transparante coating op oliebasis
  • F - Gepigmenteerde coating op basis van lariks
  • G - Sparrenhout met gepigmenteerde coating op oliebasis
  • H - Eiken met gepigmenteerde coating op oliebasis

Hoewel degradatie na slechts één jaar duidelijk kan worden waargenomen, kunnen monsters tot 3 jaar worden blootgesteld om de werkelijke prestaties in Tsjechië te bepalen. Deze gegevens worden gebruikt als basis voor vergelijking wanneer resultaten worden verkregen uit versnelde laboratoriumtests.

De temperatuurschommelingen in CZ variëren van 35 ° C in de zomer tot -25 ° C in de winter. Een coating moet bestand zijn tegen dit brede temperatuurbereik, dat niet overal in Europa voorkomt. Dit extreme element van de exterieurtests van CZU is van belang voor de bouwsector en fabrikanten van vlekken en vernissen.

Versnelde verouderingstest

De QUV / Spray Accelerated Aging Tester wordt gebruikt voor laboratoriumtests. De EN 927-6-cyclus wordt uitgevoerd over een periode van 6 of 12 weken). Monsters worden op dezelfde manier geprepareerd voor versnelde en externe blootstelling, met uitzondering van de monstergrootte. Aanvullende temperatuurcycli in klimaatkamers (80 ° C en -25 ° C) worden vaak wekelijks uitgevoerd. De resultaten worden hieronder weergegeven door de resultaten van natuurlijke en versnelde testen te vergelijken. 1

A - natuurlijke saffloerolie

B - commerciële heldere coating op oliebasis die een dunne film creëert

NW-natuurlijke verwering (in maanden)

AW - kunstmatige verwering (in uren). 2

Eik - natuurlijk zonder coating

De testresultaten gaven aan dat verschillende storingsmodi efficiënter kunnen worden geproduceerd in verschillende versnelde testapparatuur. De QUV-versnelde test is nuttig voor het voorspellen van storingen die in het echte leven (rooftop in Praag) over een periode van drie jaar worden waargenomen en produceert zeer goed glansfouten. Sommige kleurveranderingen zijn nauwkeuriger dan andere na blootstelling aan QUV, omdat de reacties van de houtsoort zelf en de afbraak van de coating kunnen interageren om een macro-effect te produceren. De ruwheid van het oppervlak en de houtsoort kunnen ook de versnelling van de test beïnvloeden.

Voordelen van testen

Sinds CZU de QUV kocht, zijn ze het testlaboratorium bij uitstek geworden voor houtcoatings en beits in Tsjechië, en hun algehele testactiviteit is meer dan verdubbeld. Dit komt vooral omdat ze nu versnelde tests in het laboratorium in duizenden uren kunnen aanbieden, wat buiten jaren zou duren. Door deze capaciteit is het aantal klanten met 150 toegenomen% en de winst wordt verhoogd door de lage exploitatiekosten van de QUV.

Milos Panek heeft verschillende wetenschappelijke artikelen geschreven die zijn gepubliceerd op basis van dit werk en deze hebben het prestige en de erkenning van CZU als academische organisatie gegenereerd. Dit was een van de doelstellingen van CZU. Als commerciële testorganisatie heeft dit CZU een voorsprong gegeven in Tsjechië, dat nog steeds nieuwe klanten trekt. CZU heeft zoveel geleerd over het verweringsgedrag van houtbeitsen en coatings dat ze als experts op dit gebied worden beschouwd.

Bronnen:

1 De resultaten van tests uitgevoerd in samenwerking met het bedrijf MATRIX as (Tsjechië) en ondersteund door een subsidie "Verbetering van de duurzaamheid van coatings op geselecteerde houtsoorten in buitentoepassingen", nr. TH02020873, gefinancierd door TAČR, worden hieronder weergegeven hieronder.

2 Oberhofnerová, E., Pánek, M., Böhm, M. (2018): Effect van oppervlaktevoorbehandeling met natuurlijke etherische oliën op de verouderingsprestaties van vurenhout. BioResources 13 (3). 7053-7070. ISSN 1930-2126

Standaard: NF EN 927-6