К вопросу о водопроницаемости лакокрасочных покрытий на древесине хвойных пород

К ВОПРОСУ О ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ДРЕВЕСИНЕ ХВОЙНЫХ ПОРОД

Мелешко А.В., Романова С.С., Манулик Г.О.

In article results of research of water penetration of paint and varnish coverings on pine wood are resulted. Influence of modes of drying and covering structure on water penetration is established.

Потребительские свойства изделий из древесины и древесных материалов во многом определяются качеством защитно-декоративных покрытий. В первую очередь это относится к изделиям, эксплуатируемым в условиях переменной влажности (столярно-строительные конструкции, садово-парковая мебель и т.д.). Защитные свойства и долговечность лакокрасочного покрытия (ЛКП) зависят от состава пленкообразующих веществ, их способности противостоять воздействию влаги, изменению температуры, воздействию кислот, щелочей и других факторов. Защитные свойства пленкообразующих компонентов неодинаковы, поэтому при выборе лаков и красок для отделки изделий из древесины необходимо учитывать их назначение и условия эксплуатации. Кроме того, при формировании покрытий необходимо учитывать характер и свойства подложки.

Основными требованиями, предъявляемыми к лакокрасочным материалам (ЛКМ), являются высокая адгезионная способность пленкообразующих к подложке и их низкая проницаемость для воды и пара. Вместе с тем применение ЛКМ не позволяет создавать водо- паронепроницаемые покрытия [1].

Целью данных исследований являлась оценка влияния структуры покрытия, вида ЛКМ и режимов формирования ЛКП на его водопроницаемость.

В исследованиях были использованы образцы древесины сосны с торцовым срезом размером 70x50x15 мм и влажностью от 6 до 8 %. Для таких образцов характерно максимальное водопоглощение вдоль волокон. Для формирования покрытий использовали комбинированный грунт на основе синтетического пленкообразрователя, разработанный в лаборатории кафедры технологии деревообработки СибГТУ и акриловый лак на водной основе «Суперкрил» фирмы «AKZO NOBEL». Грунт наносили в один слой, лак - в два слоя. Толщина одного слоя составляет 200 мкм в жидком слое. Сушку покрытия производили при нормальных условиях (образцы № 3, 5) и при температуре 70±5 0С в течение 60 минут (образцы № 2 и 4). Характеристика режимов формирования и структуры покрытия приведены в таблице 1. В качестве контрольных были использованы образцы древесины без лакокрасочного покрытия (образцы № 1).

Таблица 1 - Режимы формирования и структура лакокрасочного покрытия

№ Температура сушки покрытия, 0С

грунт лак

18±2 70±5 18±2 70±5

1 - - - -

2 - + - +

3 + - + -

4 - - - +

5 - - + -

Для определения влияния структуры покрытия на его водопроницаемость образцы выдерживали в воде с температурой 18±2 0С в течение 6 суток. Количество поглощенной воды образцами определялось весовым методом. Также в исследованиях применялся неразрушающий экспресс-метод, с использованием сканирующего измерителя влажности древесины LG6NG (фирмы «LOGICA», Италия). Параллельно определяли изменение размеров образцов в основных структурных направлениях с точностью до 0,01 мм.

В результате проведенных исследований было установлено, что покрытия, образованные лаком на водной основе, более проницаемы для воды, чем лакокрасочные покрытия, в состав структуры которого входит грунт: привес образцов № 2 составил около 20 %, № 3 около 12 %, № 4 около 42 % и образцов № 5 - около 60 %.

На рисунке 1 приведена зависимость количества поглощенной воды образцами от времени вымачивания.

я

«

о

я «

о К

к и

Е?

о н

1-е

о к

о

в

о

н о

80 70 60 50 40 30 20 10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 120 130 140

Продолжительность вымачивания, час № 1 № 2 № 3 № 4

№ 5

0

0

Рисунок 1 - Зависимость количества поглощенной воды от продолжительности вымачивания образцов

При определении влажности образцов сканирующим измерителем также было установлено влияние грунтовочного слоя и температуры отверждения покрытий на снижение водопроницаемости сформированных покрытий. Данный метод является менее трудоемким и может быть рекомендован для контроля водопроницаемости покрытий.

Установлено, что за счет снижения водопроницаемости лакированной поверхности происходит значительное снижение разбухания древесины при выдержке ее в воде (таблица 2).

После вымачивания данные образцы подвергались сушке при температуре 18±2 0С в течение 6 суток. При этом было установлено, что интенсивность поглощения и удаления влаги из образцов, а также изменение линейных размеров были пропорциональны в зависимости от структуры покрытия и количества поглощенной влаги. Начальные и конечные значения исследований (после вымачивания и сушки образцов) приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристика образцов

Начальная Значения после вымачивания образцов Значения после сушки образцов

№ влажность по прибору LG6NG Количество поглощенной воды в образце, % Влажность по прибору LG6NG Объемное разбухание, % Количество поглощенной воды в образце, % Влажность по прибору LG6NG Объемная усушка, %

1 7,5 71,99 51,0 12,1 0 8,0 11,1

2 6,3 19,56 23,9 6,1 5,63 10,4 3,5

3 7,8 11,74 14,0 8,3 2,53 9,6 6,9

4 5,9 42,97 47,0 13,9 6,66 11,2 8,2

5 7,2 60,12 45,9 17,3 0 8,5 17,4

По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1 данные покрытия являются водо- паропроницаемыми в большей или меньшей степени в зависимости от их структуры, при этом ЛКП обеспечивают удаление воды из древесины в процессе сушки при нормальных условиях без разрушения самого покрытия;

2 предварительное нанесение комбинированного грунта, независимо от режимов его сушки, позволяет снизить водопроницаемость лакокрасочного покрытия на основе акриловых пленкообразователей;

3 увеличение температуры отверждения покрытия способствует снижению водопроницаемости пленки и разбуханию древесины, при этом обеспечивается последующее удаление влаги при выдержке образцов в нормальных условиях.

Литература

1 Шевченко, А. В. Влияние формоизменяемости древесины на эксплуатационные свойства лакокрасочных покрытий [Текст] / А.В.Шевченко. - Киев, 1963. - 52 с.