Композиционный состав для гидрофобизации древесины
COMPOSITION FOR WOOD HYDROPHOBISATION

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для гидрофобной и антисептической защиты древесины.
Известно, что древесина является гидрофильным материалом. Она также подвержена воздействию дереворазрушающих микроорганизмов. Для предотвращения негативных влияний и увеличения срока службы древесных материалов их пропитывают специальными гидрофобизирующими и антисептическими составами.
Известен гидрофобизирующий состав (Заявка на изобретение РФ №2003116244; МПК В27K 3/08, В27K 5/04; опубл. 10.12.2004), включающий карбонаты, парафины, углеводородные масла (каменноугольные).
Недостатками данного гидрофобизирующего состава являются содержание в нем каменноугольного масла, которое имеет второй класс опасности (высокоопасные вещества) и склонность к образованию осадков в связи с присутствием в его составе карбонатов.
Известен материал для покрытия (Пат. РФ №2337121; МПК C09D 195/00, C08L 95/00, С04В 28/02; опубл. 27.10.2008), который может применяться для различных пористых поверхностей, в том числе и для древесины, реактивно отверждаемый без испарения растворителя, состоящий из смеси битума с водой, синтетического латекса или натурального латекса, парафина и др. компонентов. Особенностью данного материала является его многокомпонентность, что позволяет наиболее эффективно подбирать состав под различные требования.
Однако получаемый материал имеет ряд недостатков. В его состав в значительном количестве входит смесь битума с водой, которая может привести к образованию расслоившейся эмульсионной системы, ухудшающей гидрофобизирующие показатели материала. Введение в данный состав синтетического или натурального латекса увеличивает его общую стоимость. В качестве адгезионной, и регулирующей вязкость добавок в данном изобретении используются алифатические амины, эфироспирты, высококипящие углеводороды, являющиеся токсичными (в основном, 2 класс опасности) и представляющими опасность для человека.
Известен гидрофобизирующий состав (Пат. РФ №2449887; МПК В27K 3/36, В82В 1/00, C08J 3/03, C08L 91/06, C08L 97/02; опубл. 10.05.2012), представляющий собой дисперсию воска в форме наночастиц, состоящую из воды, воска и эмульгатора.
Существенным недостатком данного гидрофобизирующего состава является сложность изготовления дисперсии воска в дисперсионной среде. В состав данной композиции входит эмульгатор, процесс приготовления которого разделен на несколько этапов с применением дополнительного технологического оборудования. Еще одним недостатком данного состава является его относительно невысокий срок хранения в результате седиментации дисперсных частиц воска в дисперсионной среде.
Известен композиционный состав для обработки древесины, представляющий собой гидрофобизирующую композицию, включающий битум нефтяной, например, БНИ-3, БНИ-4 или БНИ-2. (Пат. РФ №2212335; МПК В27K 3/44; опубл. 20.01.2004). В данный состав также включены компоненты, увеличивающие его проникающие и гидрофобизирующие свойства (синтетический олигопропиленовый каучук, скипидар), в результате чего обеспечивается высокая адгезия к древесине, а также приемлемая глубина пропитки. Принят за прототип.
3
Однако этот композиционный состав для обработки древесины имеет недостатки, среди которых высокая стоимость в связи с включением в состав дорогостоящего синтетического олигопропиленового каучука. В состав данного композиционного материала входит скипидар, который обеспечивает интенсивное проникновение состава в древесину, но при этом является горючим, взрывоопасным материалом (температура вспышки -34°С), требующим при работе индивидуальное средство защиты органов дыхания, ПДК=2,0 мг/м.
Заявляемый композиционный состав для гидрофобизации древесины состоит преимущественно из дешевых компонентов, что предопределяет его низкую стоимость. Простота приготовления и возможность использования данного состава при многих способах пропитки расширяет возможности его применения.
Целью изобретения является разработка композиционного состава для гидрофобизации древесины, обеспечивающего ее высокую защиту от дереворазрушающих грибов и микроорганизмов, с низкими показателями разбухания, водо- и влагопоглощения.
Для достижения поставленной цели в композиционном составе для гидрофобизации древесины, представляющем собой гидрофобизирующую, антисептическую композицию, включающем битум нефтяной, например, БНИ-4, согласно изобретению, дополнительно содержится отработанное моторное минеральное масло, полученное из базового дистиллятного масла, и технический парафин при следующем соотношении компонентов состава, масс. %: битум нефтяной - 70, технический парафин - 10-20, отработанное моторное минеральное масло - 10-20.
Введение в композиционный состав для гидрофобизации древесины технического парафина и отработанного моторного минерального масла, полученного из базового дистиллятного масла, позволяет существенно повысить его показатели гидрофобизации и антисептичности. Отработанное моторное минеральное масло позволяет более глубоко и интенсивно проникать составу в пористую структуру древесины. Кроме того, введение отработанного моторного минерального масла обеспечивает надежную защиту от дереворазрушающих грибов и микроорганизмов. Технический парафин в составе композиции обеспечивает более высокую гидрофобизацию пропитываемой древесины. Все компоненты композиции смешиваются друг с другом, образуя гомогенную смесь.
Пропитка осуществлялась в горячей ванне при влажности древесины не более 25% (ГОСТ 20022.6-93). В пропиточную жидкость, разогретую до температуры 115-125°С, помещались образцы древесины березы размером (ГОСТ 16483.20-72), требуемым для испытаний на водо-, влагопоглощение и разбухание в тангенциальном и радиальном направлениях, и выдерживались в течение 40 минут. Оценка пропиточного состава осуществлялась по следующим показателям: водопоглощение за 30 суток нахождения в дистиллированной воде (ГОСТ 16483.20-72), разбухание в тангенциальном и радиальном направлениях (ГОСТ 16483.35-88), влагопоглощение (ГОСТ 16483.19-72). Глубина пропитки древесины определялась с торца.
Приведенные примеры показывают различные варианты получения заявляемого композиционного состава для гидрофобизации древесины. Во всех описываемых примерах композиция включает битум нефтяной марки БНИ-4, технический парафин, отработанное моторное минеральное масло, полученное из базового дистиллятного масла.
Пример 1
Композиция содержит, масс. %:
Битум нефтяной - 70;
Технический парафин - 10;
Отработанное моторное минеральное масло - 20.
В связи с наличием большего количества отработанного моторного минерального масла композиционный состав имеет повышенные показатели глубины пропитки с торца, а также низкую стоимость.
Пример 2
Композиция содержит, масс. %:
Битум нефтяной - 70;
Технический парафин - 15;
Отработанное моторное минеральное масло - 15.
В данном варианте композиционного состава количество технического парафина и отработанного моторного минерального масла одинаковое, за счет чего состав сбалансирован и имеет повышенные показатели водостойкости относительно примера 1.
Пример 3
Композиция содержит, масс. %:
Битум нефтяной - 70;
Технический парафин - 20;
Отработанное моторное минеральное масло - 10.
В данном примере композиционный состав содержит 20 масс. % технического парафина, что улучшает глубину пропитки древесины относительно примеров 1 и 2, а также повышает ее водостойкость.
Показатели водостойкости и глубины пропитки для примеров 1, 2, 3 представлены в таблицах 1, 2, 3.
Разработанный композиционный состав для гидрофобизации древесины имеет низкую стоимость, так как в него входят дешевые компоненты, обладает высокими показателями водо-, влагопоглощения, небольшой степенью разбухания в тангенциальном и радиальном направлениях, а также способствует увеличению глубины пропитки с торца, что позволит более эффективно защищать поверхность древесины от воды и расширить возможность применения древесных материалов в условиях негативного воздействия окружающей среды.