Композиционный состав для антисептической и гидрофобизирующей защиты древесины
COMPOSITE FOR ANTISEPTIC AND HYDROPHOBIC PROTECTION OF WOOD

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для антисептической и гидрофобизирующей защиты древесины.
Древесина является гидрофильным материалом, который подвержен воздействию воды и влаги, в результате чего ухудшаются формоустойчивые и эксплуатационные показатели готовых изделий из древесины, что отрицательно сказывается на их сроке службы. Кроме того, древесина подвержена влиянию дереворазрушающих грибов и микроорганизмов, существенно снижающих ее целостную структуру.
Способом устранения данных недостатков для материалов на основе древесины является их пропитка специальными композиционными антисептическими и гидрофобизирующими составами.
Известен способ получения антисептика для пропитки древесины (Пат. РФ №2197375; МПК В27К 3/52; опубл. 27.01.2003), заключающийся в использовании пропиточного состава антисептического и биоогнезащитного действия в виде водорастворимого препарата, который содержит диаммонийфосфат, карбамид, фтористый натрий и ацетоноформальдегидную смолу.
Получаемый состав характеризуется высокими антисептическими показателями, но имеет ряд существенных недостатков: содержит вещества первого класса опасности; легко вымывается из древесины; в составе присутствует смола, которая переходит в водонерастворимое состояние с образованием эмульсии, снижая диффузионные показатели состава.
Известна композиция для гидрофобизации древесины (Пат. РФ №2212335; МПК В27К 3/44, В27К 3/50, B05D 7/06, B05D 7/24, C09D 5/14; опубл. 20.09.2003), включающая каучук синтетический олигопипериленовый с мол. м. 15000-25000, битум нефтяной и скипидар.
Недостатком данной композиции является малая глубина ее проникновения в структуру древесины в связи с высокой молекулярной массой синтетического олигопипериленового каучука и низкой вязкостью битума. Материалы, пропитанные данной композицией, имеют недостаточно низкое водопоглощение, что может отрицательно сказаться на их эксплуатационных показателях. Кроме того, композиция обладает небольшой адгезией к обрабатываемым материалам, эксплуатационные свойства которых ухудшаются при вибрации и ударных воздействиях.
Известна гидрофобизирующая композиция (Пат. РФ №2621116; МПК С09К 3/18, B27N 1/00, B27N 3/00, С04В 24/38, C08L 61/06, C08L 91/06, C08L 97/00, C08L 97/02, C09D 7/12, D21C 9/00, D21H 21/16; опубл. 31.05.2017), состоящая из лигносульфоновой кислоты и ее соли, гидрофобизирующего агента, жидкой среды. Гидрофобизирующий агент композиции включает канифоль, парафиновые масла и другие компоненты. Данное изобретение позволяет снизить поглощение воды и придать прессованной древесине формоустойчивость.
Существенным недостатком указанной гидрофобизирующей композиции является многокомпонентность, усложняющая производственный процесс ее получения. Кроме того, в состав данной композиции входят имеющие третий класс опасности и высокую горючесть органические соединения (изопропанол, н-бутанол, втор-бутанол, изобутанол, трет-бутанол), что сказывается на экологичности и огнестойкости композиции.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав для пропитки железнодорожных шпал (Пат. РФ №2690633; МПК В27К 3/34; опубл. 04.06.2019), включающий отработанное моторное минеральное масло, полученное из базового дистиллятного масла, антисептический и гидрофобизирующий агент. В качестве антисептического и гидрофобизирующего агента используют наполнитель в виде муки древесины хвойных пород. Соотношение муки древесины хвойных пород и отработанного моторного минерального масла составляет 0,5-2,0:99,5-98,0 масс. ч. Состав имеет четвертый класс опасности. Принят за прототип.
Однако данный пропиточный состав имеет ряд недостатков, среди которых необходимость отбора фракции наполнителей состава методом просеивания, влияющего на сложность технологического процесса пропитки древесины. Применение мелкодисперсных частиц наполнителя в пропиточном составе приводит к их оседанию на дно емкости, в результате чего степень распределенности частиц по объему состава снижается, что требует периодического перемешивания состава.
Заявляемый композиционный состав для антисептической и гидрофобизирующей защиты древесины состоит из компонентов, при смешивании которых образуется гомогенная пропиточная жидкость без выпадения осадков. Простота получения и применения композиционного состава расширяет области его возможного применения.
Целью данного изобретения является разработка композиционного антисептического и гидрофобизирующего пропиточного состава для защиты древесины, обеспечивающего высокие водостойкость и глубину пропитки, а также стойкость к дереворазрушающим микроорганизмам.
Для достижения поставленной цели в композиционном составе для антисептической и гидрофобизирующей защиты древесины, включающем отработанное моторное минеральное масло, полученное из базового дистиллятного масла, антисептический и гидрофобизирующий агент, согласно изобретению, в качестве антисептического и гидрофобизирующего агента используются канифоль, например, таловая канифоль, и технический парафин при следующем соотношении компонентов состава, масс. %: отработанное моторное минеральное масло - 70, канифоль - 5-15, технический парафин - 15-25.
Присутствие канифоли в композиционном составе позволяет повысить гидрофобность древесины и придать фунгицидную активность к плесневым, дереворазрушающим и деревоокрашивающим грибам. Технический парафин в составе композиции обеспечивает высокую гидрофобизацию пропитываемой древесины. Все компоненты композиционного состава полностью смешиваются, образуя гомогенную смесь.
Пропитку древесины осуществляли в горячей ванне при влажности древесины не более 25% (ГОСТ 20022.6-93). В пропиточную жидкость, разогретую до температуры 115-125°С, помещали образцы древесины березы размером (ГОСТ 16483.20-72), требуемым для испытаний на водо-, влагопоглощение и разбухание в тангенциальном и радиальном направлениях, и выдерживали в течение 40 минут. Оценку пропиточного состава осуществляли по следующим показателям: водопоглощение за 30 суток нахождения в дистиллированной воде (ГОСТ 16483.20-72), разбухание в тангенциальном и радиальном направлениях, объемное разбухание (ГОСТ 16483.35-88), влагопоглощение (ГОСТ 16483.19-72). Способность древесины противостоять разбуханию оценивали в процентах по разнице объемного разбухания натуральной и пропитанной древесины, деленной на объемное разбухание натуральной древесины. Вымываемость пропиточного состава рассчитывали по разнице масс высушенной древесины до постоянной массы до и после нахождения образцов в течение 30 суток в дистиллированной воде под эксикаторной вставкой. Для определения каждого из показателей использовали не менее 5 образцов.
Приведенные примеры показывают различные варианты получения заявляемого композиционного состава для антисептической и гидрофобизирующей защиты древесины. Во всех описываемых примерах композиционный состав включает отработанное моторное минеральное масло, полученное из базового дистиллятного масла, таловую канифоль и технический парафин.
Пример 1.
Композиция содержит, мас. %:
Отработанное моторное минеральное масло - 70;
Канифоль - 15;
Технический парафин - 15.
Присутствие в композиционном составе канифоли и технического парафина в равном соотношении позволяет обеспечить приемлемые показатели антисептичности и гидрофобизации древесины при наименьшем расходе пропиточного состава относительно примеров 2 и 3.
Пример 2.
Композиция содержит, мас. %:
Отработанное моторное минеральное масло - 70;
Канифоль - 5;
Технический парафин - 25.
Превалирование технического парафина в примере данного композиционного состава позволяет обеспечить древесине повышенные показатели формоустоичивости и водостойкости, а также высокую защиту от дереворазрушающих грибов.
Пример 3.
Композиция содержит, мас. %:
Отработанное моторное минеральное масло - 70;
Канифоль - 10;
Технический парафин - 20.
В данном примере композиционный состав содержит 20 мас. % технического парафина, что увеличивает количество поглощенного пропиточного материала древесиной относительно примеров 1 и 2, а также повышает ее водостойкость.
Показатели пропитанной заявляемым композиционным составом древесины для примеров 1, 2, 3 представлены в таблицах 1, 2, 3.
Разработанный композиционный состав для антисептической и гидрофобизирующей защиты древесины преимущественно состоит из дешевого компонента - отработанного моторного минерального масла, обладает высокими показателями водо- и влагостойкости, имеет низкую вымываемость и высокую стойкость против разбухания. Пропитка данным композиционным составом позволит надежно защитить древесину от воды и влаги, что расширит возможности применения древесных материалов в условиях негативного воздействия окружающей среды.