Силиконовая пропитка на водной основе для дерева

Силиконовая пропитка на водной основе для дерева

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к защитным составам для древесины и может быть использовано для биозащиты строительных конструкций и изделий из древесины. Может быть также использовано как пропиточное и отделочное средство для бетона, пенобетона, кирпича, шифера, гипса. Необходимым условием увеличения срока службы строительных материалов из древесины и других строительных изделий является их защита от влияния естественных атмосферных факторов: перепада температур, влажности, ультрафиолетового и инфракрасного излучений, биоповреждений.

В настоящее время известны различные составы на битумной, полимерной и смешанной основах, которые наносятся на поверхность изделий из бетона, кирпича, гипса, асбоцемента, шифера, дерева с целью их защиты от разрушения.

Однако материалы на основе масляных, пентафталевых, глифталевых и других полимерных связующих, а также связующих нефтяного происхождения не являются атмосферостойкими. Покрытия на основе эпоксидных связующих лишены этих недостатков, но они не обладают достаточной технологичностью, так как являются двухкомпонентными и не проникают глубоко внутрь покрываемого материала (В.В.Чеботаревский. Лаки и краски - что это такое. - М.: Химия, 1983 г.).

Указанных недостатков лишены кремнийорганические смолы, используемые в качестве основы лаков и красок в различных областях промышленности. Их отличительной особенностью является высокая кислотостойкость, щелочестойкость, стойкость и ультрафиолетовому и инфракрасному излучениям. Кроме того, кремнийорганические лаки, краски и пропитки на их основе обладают исключительной гидрофобизирующей способностью. При пропитке деревянных конструкций снаружи и внутри древесины создается пленка полимера, не подверженная гниению, так как кремнийорганические соединения за счет структуры молекул являются антисептиками. На основе кремнийорганических соединений известно много лаков и эмалей. Одной из самых распространенных эмалей является эмаль фасадная марки КО-174. К недостаткам эмали КО-174 относится ее неглубокое проникновение внутрь поверхности при покраске из-за наличия в ее составе наполнителей и пигментов, а также повышенной вязкости ее лаковой основы (М.В.Соболевский. Свойства и области применения кремнийорганических продуктов. - М.: Химия, 1975).

Известна композиция для покрытий элементов зданий, включающая в масс.%: бутадиен - стирольный латекс СКС 65ГП 17-19; 4%-ный водный раствор натровой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) 0,12-0,28; метил(этил)силоксанат - 1,17-1,4; 5%-ный раствор полиэтиленовых эфиров алкилфенолов 0,08-0,1; наполнитель (мел, тальк, маршалит) 14 17; 25%-ный раствор канифоли в ацетоне 4,9-4,5 и стабилизированную алканолом 30%-ную водную эмульсию полиметилсилоксановой жидкости 0,28-0,35 (SU №732315, кл. С04В 25/02, приор. 1980).

Однако покрытия на основе такой композиции обладают значительным водопоглощением, быстро теряют свои адгезионные свойства и внешний вид под воздействием повышенной влажности и температуры. Кроме того, композиция является многокомпонентной и сложной в приготовлении, что значительно ограничивает ее использование.

Известен состав для пропитки строительных материалов, содержащий кремнийорганическое соединение, изопропиловый спирт, гидросульфат натрия и воду (SU 1735252, МПК С04В 41/64, приор. 21.05.1990, опубл. 23.05.1992). Пропитанный данным составом материал приобретает гидрофобизационные и грибостойкие свойства.

Известно средство для защиты древесины от биоповреждений грибковой породы на основе 5-32% ацетонового или спиртового раствора полимерных продуктов неполного кислотного гидролиза тетраэтоксисилана (RU 2014995, МПК В27К 3/34, приор. 25.02.1991, опубл. 30.06.1994).

Наиболее близкой по составу к предлагаемому изобретению является композиция на основе полиметилфенилсилоксановой смолы, содержащей кремнийорганическую основу и толуол, с органическими растворителями в виде метилового, либо этилового, либо изопропилового спиртов при следующем соотношении компонентов, об.%:

Указанный органический растворитель	50-75
Кремнийорганическая смола	25-50

Данный состав может использоваться в качестве антисептика для пропитки древесины. Последняя приобретает гидрофобизационные и грибостойкие свойства (RU 2164505, С04В 41/84, приор. 01.06.1999, опубл. 27.03.2001).

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента высокоэффективных средств, предназначенных для защиты древесины.

Указанная задача решается тем, что пропитка для древесины содержит полиметилфенилсилоксановую или полифенилсилоксановую смолу в виде раствора в ароматическом растворителе, акрилатный сополимер, Уайт-спирит, бутиловый спирт и воду при следующем соотношении компонентов, об.%:

Указанная смола	30-45
Бутиловый спирт	6,0-15,0
Акрилатный сополимер	0,5-2,0
Уайт-спирит	10,0-20,0
Вода	остальное

Предлагаемый состав может дополнительно содержать биоцидную добавку, совместимую с кремнийорганическими и акрилатными полимерами, в количестве до 0,1 об.%.

В представленных далее примерах использовали полиметилфенилсилоксановую смолу (ПМФСС), представляющую собой 50-60% раствор полиметилфенилизобутоксисилоксановой смолы в толуоле или ксилоле (ТУ 2228-277-05763441-99). В качестве полифенилсилоксановой смолы использовали кремнийорганическую смолу КО 134-276, представляющую собой 34-40% раствор полифенилсилоксановой смолы в толуоле или ксилоле (ТУ 2228-463-05763441-2005), и кремнийорганическую смолу 139-297, представляющую собой 60-70% раствор полифенилизобутоксисилоксановой смолы в толуоле или ксилоле (ТУ 2228-440-05763441-2004).

В качестве акрилатного сополимера использовали сополимер БМК- 5, представляющий собой сополимер бутилметакрилата и метакриловой кислоты, бисерные полимер на основе бутилметакрилата и метилметакрилата, DEGALAN LP65/12, стиролакриловую дисперсию.

В качестве биоцидной добавки использовали Триамин Y12D, (субстанция) производства Акзо-Нобель (Нидерланды), на основе додецилдипропилен триамина, но допускается использовать любую биоцидную добавку, совместимую с кремнийорганическими и акрилатными полимерами.

Пропитку готовят следующим образом: расчетное количество акрилатного сополимера растворяют в расчетном количестве спирта и Уайт-спирита, далее последовательно загружают остальные ингредиенты, смесь перемешивают до образования однородной эмульсии. Предлагаемую силиконовую пропитку применяют для придания древесине грибостойкости, влагостойкости, атмосферостойкости и повышения прочности и долговечности. Наносят состав кистью, валиком, распылением или окунанием.

Покрытия на основе предлагаемой силиконовой пропитки не препятствуют нормальному воздухообмену конструкций, не меняют внешнего вида материала, увеличивают срок его службы, а также препятствуют снижению теплоизоляционных свойств материала, обладают хорошей стойкостью во времени к действию различных факторов (попеременные замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания), а также устойчивы к действию ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. После обработки строительные конструкции не подвергаются разрушающему действию мхов и лишайников.

Варианты состава предложенной пропитки представлены в таблице 1.

Полученные варианты пропитки представляют собой жидкость молочного цвета без механических примесей, массовая доля нелетучих веществ составляет не менее 18%, условная вязкость при температуре (20±0,5)°С по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм не менее 11 с, время высыхания до степени 3 при температуре (20±2)°С не более 1 ч.

Испытания на грибостойкость (биостойкость) проводили по ГОСТ 9.048-89, метод 1. На деревянные образцы кисточкой наносили состав в два слоя, затем высушивали сутки при комнатной температуре. После этого образцы заражали суспензией с концентрацией 1-2 млн/мл спор грибов Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus terreus Thom, Aureobasidium pullulans (de Bary) Arnaud, Paecilomyces variotii Bainier, Penicillium funiculosum Thom, Penicillium ochrochloron Biourge, Scopularipsis brevicaulis Bainier, Trichoderma viride Pers. ex S.F.Gray. Дополнительно в суспензию были введены споры дереворазрушающих грибов Serpula lacrimans ВКМ F - 465 и Antrodia sinuosa ВКМ F - 1741. Контролем служили деревянные образцы без пропитки.

Образцы, зараженные суспензией грибов, помещали в открытой чашке Петри в эксикатор и выдерживали в условиях, оптимальных для роста грибов: температуре 27-28°С и влажности 98% в течение 28 суток. Промежуточные осмотры образцов проводили через каждые 14 суток.

Результаты испытаний представлены в таблице 2, из которых видно, что покрытия на основе предложенной пропитки придают древесине влагостойкость и грибостойкость (биостойкость) 100%.

1. Силиконовая пропитка для древесины, содержащая полиметилфенилсилоксановую или полифенилсилоксановую смолу в виде раствора в ароматическом растворителе, акрилатный сополимер, бутиловый спирт, Уайт-спирит и воду, при следующем соотношении компонентов, об.%:

указанная смола	30,0-45,0
бутиловый спирт	6,0-15,0
акрилатный сополимер	0,5-2,0
Уайт-спирит	10,0-20,0
вода	остальное

2. Силиконовая пропитка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит биоцидную добавку, совместимую с кремнийорганическими и акрилатными полимерами в количестве до 0,1 об.%.