Древесина является одним из самых важных материалов в нашей жизни благодаря своему широкому применению и благоприятным свойствам. Однако, незащищенная древесина легко подвергается усадке, разбуханию, а также биологической или химической деградации во время использования на открытом воздухе. Для защиты деревянных поверхностей путем их гидрофобизации было разработано огромное количество лакокрасочных составов. Одним из основных компонентов в красках для дерева являются связующие вещества, которые оказывают важное влияние на характеристики красок.
Очень распространенным и широко используемым связующим веществом для красок природного происхождения является льняное масло. Льняное масло относится к классу высыхающих масел с высокой высыхающей способностью, которые могут образовывать твердую и сплошную пленку путем окисления и сшивающей полимеризации. Кроме того, краски на основе связующих льняного масла привлекательны тем, что происходят из возобновляемых источников. Недавно Sansonetti et al. изучили свойства красок на основе льняного масла и их использование для защиты деревянных поверхностей.
В данной работе, в качестве тестовых покрытий использовались, соответственно, черная краска (BP) и серая краска (GP) на основе льняного масла в качестве связующего, и дисперсия на водной основе (WD). Для лучшего понимания этих трех красок были изучены вязкость и температура стеклования (Tg) пленок красок (Таблица 1). Именно Tg является важным параметром для покрытий по дереву, поскольку он оказывает значительное влияние на их наружное применение. Обычно более низкая Tg пленки покрытия благоприятна для наружного применения, так как ниже Tg краска становится более хрупкой и менее гибкой, что делает ее более уязвимой к механическим повреждениям. Причиной может быть более высокая степень сшивания в пленках WD по сравнению с GB и BP. Это также может быть причиной более высокой вязкости WD.
Таблица 1. Свойства красок на основе льняного масла.
Краска |
Тип |
Плотность (г/см3) |
Вязкость t30°C [сек] |
Tg (o) |
GP |
масляная |
1.22 |
38.8 |
−23.7 ± 0.8 |
BP |
масляная |
1.24 |
29.3 |
−26.1 ± 0.5 |
WD |
дисперсия |
0.98 |
217.2 |
42.8 ± 0.4 |
Кроме того, смачиваемость поверхности окрашенной древесины является важным параметром, указывающим на её устойчивость к атмосферным воздействиям и на её водоотталкивающие свойства. Если поверхность древесины с покрытием более гидрофобная, то устойчивость к атмосферным воздействиям выше. Для оценки смачиваемости поверхности древесины с покрытием во время воздействия окружающей среды (OW) были проведены измерения краевого угла воды (CA). Как показано в таблице 2, все начальные значения CA и значения CA после 90 дней OW близки или превышают 90°, что указывает на то, что обработанная поверхность древесины демонстрирует и сохраняет хорошую гидрофобность. Кроме того, CA поверхности с покрытием GP увеличился через три месяца, что может быть вызвано более высокой степенью продолжающейся полимеризации в процессе OW. Кроме того, небольшое снижение СА на поверхности с покрытием ВР объяснялось наличием небольших пятен на окрашенной поверхности.
Таблица 2. Измерения СА поверхности с покрытием до и после 90 дней OW
Paint-n. layers |
GP-2 |
GP-3 |
BP-1 |
BP-2 |
WD-3 |
WD-4 |
Начальный CA (o) |
87.7±1.3 |
88.0±0.8 |
93.7±1.0 |
89.4±1.4 |
94.3±1.7 |
93.4±4.1 |
CA после 91 дня(o) |
92.5±1.8 |
95.7±4.1 |
90.6±1.3 |
86.5±3.7 |
93.9±3.3 |
92.0±3.4 |
Краски на основе льняного масла являются экологически чистыми, однако им требуется длительное время для образования сплошной и прочной пленки, что улучшает их свойства. Измерения СА показали, что все три краски могут образовывать хорошую гидрофобную пленку на деревянных поверхностях, а дальнейшая полимеризация льняного масла и реакции сшивания пленки все еще происходят в процессе OW. Эта работа демонстрирует, как измерения СА могут быть использованы для количественной оценки влияния атмосферных воздействий на краски.
В данном исследовании использовалась система оптического контурного анализа OCA (DataPhysics Instruments GmbH, Германия).
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, обратитесь к следующей статье:
Changes in Ecological Linseed Oil Paints During Outdoor Weathering of Wood Panels; Errj Sansonetti, Dace Cīrule, Bruno Andersons, Ingeborga Andersone, Edgars Kuka; Key Engineering Materials, 2020, 316-321; DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.850.316.