Tấm xốp WPC: Không thấm nước, sử dụng ngoài trời và cách thức sản xuất

Tấm xốp WPC không thấm nước, chịu được thời tiết và được chế tạo để tồn tại ngoài trời. Không giống như tấm xốp thủ công tiêu chuẩn hoặc lõi xốp phủ giấy, tấm xốp WPC (Wood Plastic Composite) chống ẩm, bức xạ tia cực tím, côn trùng và mục nát - khiến nó trở thành một trong những vật liệu tấm bền nhất hiện có cho cả ứng dụng nội thất và ngoại thất. Ngược lại, ván xốp thủ công sẽ xuống cấp nhanh chóng khi tiếp xúc với điều kiện ngoài trời. Bài viết này đề cập đến cách sản xuất ván xốp WPC, cách nó xử lý nước và chính xác thời gian bạn có thể mong đợi nó hoạt động bên ngoài.

Tấm xốp có thể bị ướt

Câu trả lời phụ thuộc hoàn toàn vào loại ván xốp. Có một khoảng cách lớn về hiệu suất giữa các tấm xốp tiêu chuẩn và các tấm composite được thiết kế như WPC.

Tấm xốp thủ công tiêu chuẩn - loại được bán trong các cửa hàng cung cấp đồ mỹ nghệ có mặt giấy - bắt đầu hỏng ngay khi bị ướt. Da giấy hút nước nhanh, phồng rộp và tách ra khỏi lõi polystyrene. Bản thân lõi, mặc dù không tan trong nước, nhưng sẽ mất liên kết với bề mặt và không có khả năng chống chịu cấu trúc khi quá trình cán màng không thành công. Ngay cả khi tiếp xúc với mưa hoặc độ ẩm cao trong thời gian ngắn cũng có thể gây cong vênh không thể phục hồi trong vòng vài giờ.

Tấm xốp WPC , bằng cách so sánh, có tỷ lệ hấp thụ nước thường dưới 0,5% tính theo trọng lượng sau khi thử nghiệm ngâm trong 24 giờ theo tiêu chuẩn ASTM D570. Sự hấp thụ gần như bằng 0 này là điều khiến nó có khả năng chịu được thời tiết một cách đáng tin cậy qua các mùa.

Tấm xốp được sản xuất như thế nào

Tấm xốp WPC được sản xuất thông qua quy trình ép đùn liên tục, về cơ bản khác với cách lắp ráp các tấm lõi xốp đơn giản. Hiểu được quy trình sản xuất sẽ giải thích tại sao các đặc tính hoạt động của nó lại khác biệt so với các loại ván thủ công hoặc ván EPS.

Thành phần nguyên liệu thô

Vật liệu cơ bản là hợp chất của sợi gỗ (thường chiếm 30–60% trọng lượng, có nguồn gốc từ mùn cưa, trấu hoặc bột tre), polyme nhiệt dẻo (PVC, PE hoặc PP) và chất tạo bọt hóa học. Chất ổn định, chất ức chế tia cực tím, chất bôi trơn và chất màu được pha trộn theo tỷ lệ chính xác. Hàm lượng sợi gỗ mang lại cho tấm ván khả năng gia công và cảm giác tự nhiên; ma trận polymer cung cấp khả năng chống thấm và tính liên tục của cấu trúc.

Đùn và tạo bọt

Hợp chất này được đưa vào máy đùn trục vít đôi ở đó nó được làm nóng đến 160–190°C. Chất tạo bọt phân hủy ở nhiệt độ này, giải phóng khí tạo ra cấu trúc xốp ô kín đồng nhất trong ma trận gỗ polymer. Khuôn ép đùn định hình vật liệu nóng chảy thành một tấm ván liên tục. Bọt xốp kín - trái ngược với xốp xốp - rất quan trọng: điều đó có nghĩa là nước không thể đi qua các lỗ liên kết với nhau, đó là lý do chính khiến tấm xốp WPC vốn có khả năng chống thấm nước trên toàn bộ mặt cắt ngang của nó, không chỉ ở bề mặt.

Hiệu chuẩn và hoàn thiện bề mặt

Sau khi thoát khỏi khuôn, bo mạch đi qua bàn hiệu chuẩn nơi làm mát chân không và nước cố định kích thước của nó một cách chính xác. Sau đó, bề mặt được chải, dập nổi hoặc ép đùn với lớp nắp chống mài mòn tùy thuộc vào đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm. Việc xử lý bề mặt này xác định khả năng chống trầy xước và độ ổn định của tia cực tím của bảng. Ví dụ, lớp nắp ASA (acrylonitrile styrene acrylate) được ép đùn đồng thời bổ sung thêm lớp màu ổn định tia cực tím có khả năng chống phai màu trong 10 năm trở lên.

Tấm xốp thủ công được tạo ra như thế nào - và tại sao nó lại khác biệt

Tấm xốp thủ công tiêu chuẩn là một loại bánh sandwich nhiều lớp: lõi xốp polystyrene (được nở ra bằng hơi nước, không phải chất tạo bọt hóa học) được liên kết giữa hai tờ giấy phủ đất sét hoặc màng nhựa mỏng. Chất kết dính cán màng là điểm yếu nhất - sự xâm nhập của nước sẽ phá vỡ liên kết này. Bởi vì lõi và bề mặt là những vật liệu riêng biệt được nối với nhau bằng chất kết dính chứ không phải ép đùn thành một hợp chất duy nhất, tấm xốp thủ công không có khả năng chống ẩm vốn có.

Tấm xốp sẽ ở bên ngoài cuối cùng

Đặc biệt đối với tấm xốp WPC, độ bền ngoài trời là một trong những mục đích thiết kế chính của nó. Đối với ván xốp thủ công, việc sử dụng ngoài trời không phải là một lựa chọn khả thi ngoài mục đích trưng bày ngắn hạn.

Tuổi thọ ngoài trời của tấm xốp WPC

Các sản phẩm ván xốp WPC chất lượng được nhà sản xuất bảo hành từ 10–25 năm cho việc lắp đặt ngoài trời. Dữ liệu hiệu suất trong thế giới thực từ các ứng dụng lát sàn và ốp — vốn là một trong những ứng dụng ngoài trời đòi hỏi khắt khe nhất — cho thấy các tấm WPC luôn đáp ứng hoặc vượt quá những con số này ở vùng khí hậu ôn đới và cận nhiệt đới. Các yếu tố suy thoái chính và cách WPC giải quyết chúng:

• Tiếp xúc với tia cực tím: Nếu không được bảo vệ, thành phần sợi gỗ có thể bị oxy hóa và gây ra hiện tượng xám bề mặt. Các gói chất ổn định tia cực tím và các lớp nắp được ép đùn đồng thời ngăn chặn điều này. Các bảng có lớp nắp ASA hoặc PMMA hiển thị ít hơn 5 độ chuyển màu Delta E sau 5.000 giờ thử nghiệm tia cực tím cấp tốc (tương đương với khoảng 10 năm phơi ngoài trời).
• Chu kỳ đóng băng-tan băng: Bởi vì độ hấp thụ nước dưới 0,5% nên độ giãn nở của băng bên trong tấm ván là không đáng kể trong chu kỳ đóng băng-tan băng. Tấm xốp WPC vượt qua các bài kiểm tra đóng băng-tan băng 50 chu kỳ theo tiêu chuẩn ASTM C666 mà không bị nứt hoặc tách lớp.
• Tấn công sinh học: Sợi gỗ được bọc trong một ma trận polymer không thể tiếp cận được với nấm và côn trùng. Ván xốp WPC không bị mục nát và mối mọt không thể tiêu hóa các hạt gỗ phủ polymer. Nó vượt qua phân loại độ bền EN 350 về khả năng kháng sinh học.
• Sự giãn nở nhiệt: Giống như tất cả các vật liệu tổng hợp, tấm xốp WPC giãn nở và co lại theo nhiệt độ. Một tấm ván dài 3m sẽ giãn ra khoảng 1,5–2 mm trong phạm vi nhiệt độ 40°C. Lắp đặt đúng cách với các khe hở giãn nở (thường là 5–8 mm trên 3 m ván) giúp điều chỉnh chuyển động này mà không bị vênh.
• Phong hóa cơ học: Mưa và mưa đá kéo dài có thể làm xói mòn các bề mặt không được bảo vệ trong nhiều năm. Bề mặt lớp nắp nhẵn hoặc có kết cấu nhẹ có khả năng chống chịu cao hơn so với các bề mặt được dập nổi nhiều để bẫy các mảnh vụn.

Điều kiện rút ngắn cuộc sống ngoài trời

Ngay cả tấm xốp WPC cũng hoạt động dưới tuổi thọ định mức khi lắp đặt không đúng cách. Việc giữ hơi ẩm phía sau bo mạch mà không có khe hở thông gió, sử dụng các ốc vít không phải bằng thép không gỉ làm chảy vết rỉ sét trên bề mặt hoặc lắp đặt mà không có các vật cố định ổn định tia cực tím trong môi trường có nhiều ánh nắng mặt trời là những nguyên nhân phổ biến nhất dẫn đến hỏng hóc sớm. Bản thân hội đồng quản trị vẫn tồn tại; lỗi cài đặt làm suy giảm sự xuất hiện và độ cố định cấu trúc.

Tấm xốp thủ công sẽ giữ được bên ngoài

Không - tấm xốp thủ công không được thiết kế để sử dụng ngoài trời và sẽ không chịu được các điều kiện bên ngoài bất kể nó được bịt kín hay phủ như thế nào. Đây là một hạn chế về kỹ thuật vật liệu, không phải là vấn đề chất lượng.

Phần sau đây phác thảo những gì thường xảy ra với tấm xốp thủ công khi sử dụng ngoài trời theo thời gian:

• Trong vòng vài giờ tiếp xúc với mưa: Mặt giấy hút nước, bắt đầu bị vênh và phồng rộp. Liên kết dính giữa giấy và lõi xốp mềm đi.
• Sau 1–3 ngày ở ngoài trời: Sự phân tách có thể nhìn thấy được. Mặt giấy bị bong tróc ở các cạnh và góc. Lõi polystyrene chuyển sang màu vàng do tiếp xúc với tia cực tím - EPS về cơ bản có khả năng chống tia cực tím bằng không.
• Sau 1–2 tuần: Tính toàn vẹn của cấu trúc bị tổn hại. Tấm ván không thể chịu được trọng lượng của chính nó khi bị ướt. Bất kỳ bề mặt in hoặc sơn đều bị phá hủy.
• Sau một mùa: Bảng đã bị phân hủy về mặt vật lý ở hầu hết các vùng khí hậu ngoài trời. Trong điều kiện sa mạc khô, nó có thể tồn tại lâu hơn dưới dạng lớp vỏ giòn, bị phân hủy bởi tia cực tím nhưng không còn giá trị chức năng.

Việc áp dụng sơn bên ngoài hoặc keo chống thấm để làm chậm sự chậm trễ của tấm xốp thủ công nhưng không ngăn được chuỗi hư hỏng này. Bất kỳ cạnh cắt, lỗ chốt hoặc vết xước bề mặt nào đều tạo ra điểm xâm nhập của hơi ẩm làm suy yếu toàn bộ bề mặt được phủ theo thời gian. Đối với bất kỳ ứng dụng bảng hiệu, tấm ốp, đồ nội thất hoặc màn hình ngoài trời nào có tác dụng kéo dài hơn một vài ngày, tấm xốp WPC hoặc PVC là lựa chọn vật liệu chính xác.

Tấm xốp WPC so với các vật liệu tấm ngoài trời khác

Khi lựa chọn tấm panel để sử dụng ngoài trời, tấm xốp WPC cạnh tranh chủ yếu với tấm nhôm composite, tấm laminate áp suất cao (HPL) và tấm xốp PVC. Mỗi cái đều có sự đánh đổi:

Tấm xốp WPC chiếm vị trí trung bình thực tế: dễ cắt, buộc chặt và hoàn thiện hơn nhôm hoặc HPL, chi phí thấp hơn so với vật liệu tổng hợp kim loại và bền hơn tấm xốp PVC trong môi trường có tia cực tím cao do có các tùy chọn lớp nắp vượt trội. Đối với các dự án yêu cầu bắt vít, định tuyến các biên dạng trang trí hoặc sơn bằng lớp phủ bên ngoài tiêu chuẩn, tấm xốp WPC có ít ràng buộc hơn bất kỳ vật liệu cạnh tranh nào trong tầm giá của nó.