Главная|Услуги|Вакансии|Новости|Контакты  

(812)430-19-00
(812)430-21-00

Каталог

 
 
 

- Органорастворимый антисептик для древесины «Купрон» и защитный лак на его основе «Биокрон».

УДК 620.193:678.026

И.А.Сусоров, Б.Е.Семёнов
ОАО "Кронос СПб"

ОРГАНОРАСТВОРИМЫЙ АНТИСЕПТИК ДЛЯ ДРЕВЕСИНЫ
"КУПРОН"® И ЗАЩИТНЫЙ ЛАК НА ЕГО ОСНОВЕ "БИОКРОН"®

Древесина, как природный конструкционный полимер, в настоящее время широко применяется при малоэтажном строительстве, для внутренней и наружной отделки бытовых, складских и административных зданий и помещений. Композиционные материалы на ее основе (фанера, ДСП, ДВП, ЦСП и другие клееные и прессованные материалы) значительно расширяют области использования древесины. Сочетание хороших декоративных свойств, низкой теплопроводности с невысокой себестоимостью, значительной механической прочностью и технологичностью при обработке, а также экологичностью в использовании, обеспечивает древесине достойное местно среди доступных строительных материалов [1, 2].
Несмотря на несомненные достоинства, конструкции из древесины при длительной эксплуатации подвержены биологическому разрушению под действием неблагоприятных климатических условий и факторов окружающей среды, приводящих к потере прочности, растрескиванию, ухудшению декоративных и конструкционных свойств, что ограничивает области применения этого материала в строительстве [3].
Повышенная влажность древесины (более 20%) и воздуха (более 75%) и положительная температура эксплуатации, а также наличие застойных зон окружающего воздуха способствуют ускорению биологического разрушения конструкций и сооружений из древесины, что проявляется в характерных признаках мест поражения [4]:
- наличие мокрых пятен, синевы, гнили, плесени;
- прогибы и зыбкость отдельных частей деревянных конструкций;
- специфический грибной запах в изолированных помещениях;
- изменение цвета древесины, ее крошение, глухой звук при ударах.
Среди микроорганизмов, поражающих и разрушающих древесину, ведущее место занимают грибы.
Для повышения биостойкости и продления срока службы изделий из древесины, эксплуатируемых в условиях непосредственного воздействия атмосферной и почвенной влаги, загрязнений органического характера и других факторов активного увлажнения, наибольшее распространение нашли химические методы защиты [5, 6]:
- метод, основанный на глубокой пропитке древесины консервирующими антисептическими составами;
- метод, основанный на использовании лакокрасочных покрытий, содержащих в своем составе различные биоцидные добавки, обладающие антибактериальными и противогрибковыми свойствами.
Последний способ наименее трудоемок и более доступен за счет нанесения красок, эмалей или лаков на основе пленкообразователей различной химической природы. При выборе лакокрасочного материала с антисептическими свойствами для реализации этого способа защиты деревянных конструкций особое внимание обращают на соответствие свойств пленкообразователя и биоцида ряду предъявляемых требований. В частности, пленкообразователь должен обеспечивать гидрофобность образующихся покрытий: чем меньше водо- и паропроницаемость покрытия, тем меньше подвержена влажностным деформациям деревянная подложка и тем хуже условия для развития грибов [7].
Применяемый биоцид должен обладать фунгицидной активностью в отношении широкого спектра деревоокрашивающих и плесневых грибов и других микроорганизмов, препятствовать вторичному росту грибов за счет пенетрации (диффузии) в поверхностные слои древесины и их консервации, иметь низкую растворимость в воде и обеспечивать длительный срок биозащитного действия.
Отечественными и зарубежными производителями предлагается большой ассортимент биоцидных добавок для деревозащитных лакокрасочных материалов [3 – 5, 8].В качестве невымываемых и трудновымываемых препаратов широкого спектра антибактериального и противогрибкового действия следует выделить полимерные и нелетучие органические соединения мышьяка и тяжелых металлов – ртути, свинца, олова, хрома и меди [9, 10]. Однако из-за высокой токсичности большинства из них, такие биоциды находят ограниченное применение. Металлорганические соединения меди (II) наименее токсичны, имеют низкое парциальное давление паров, водонерастворимы и допущены к использованию в качестве антисептика в составах деревозащитных композиций.
Учитывая это и имея собственное промышленное производство алкидных и модифицированных алкидных лаков с температурой синтеза до 260ºС, в ОАО "Кронос СПб" разработана рецептура и способ получения медьсодержащего органорастворимого антисептика "Купрон" (ТУ 2499-020-20504464-2000), представляющего собой раствор в уайт-спирите смеси медных солей жирных и смоляных кислот дистиллированного талового масла (ДТМ), образующихся в результате взаимодействия:
R-COOH + CuO (R-COО)2Cu + H2O
Данная реакция протекает в гетерогенной фазе и обратима. Выход целевого продукта существенно зависит от качества (дисперсности суспензии) предварительного диспергирования окиси меди в ДТМ и температуры синтеза, проводимого блочным методом аналогично получению плавленных нафтенатных сиккативов [11], с последующим разбавлением полученного продукта уайт-спиритом. На рисунке показаны кинетические кривые процесса взаимодействия карбоновых кислот таллового масла с окисью меди по изменению кислотного числа (КЧ) реакционной массы. Из представленных данных видно, что увеличение температуры синтеза приводит к закономерному ускорению процесса солеобразования, однако продолжительность стабильного состояния полученных солей при этом сокращается, что необходимо учитывать при производстве "Купрона".


Изменение кислотного числа (КЧ) реакционной массы в процессе взаимодействия CuO с ДТМ при различной температуре, 0С: 1 - 190±5; 2 - 225±5; 3 - 240±5.


Внешний вид и основные физико-химические характеристики товарной формы антисептика "Купрон" приведены в табл.1

Таблица 1

Основные физико-химические характеристики
органорастворимого антисептика "Купрон"

Наименование показателя

Значение

Внешний вид и цвет

Однородная прозрачная жидкость темно-зеленого цвета, допускается коричневатый оттенок

Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее

75

Условная вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре (20,0±0,5)ºС, с, не менее

40

Массовая доля Cu в пересчете на окись меди, %, не менее

8,0

Кислотное число, мгКОН/г, не более

60

Плотность, кг/м3

875 – 885

Показатель преломления (nD20)

1,552 – 1,555

Биоцидную активность химических соединений приято оценивать по предотвращению ими роста биокультур, в частности плесневых грибов, при строгом контроле условий эксперимента в соответствии с ГОСТ 9.051-75 (метод Б). Испытания "Купрона" проводились в Санкт-Петербургском филиале ВНИИС "Рутил" при воздействии следующих видов грибов, приготовленных по ГОСТ 9.048-75:
Aspergillus niger van Tieghem;
Aspergillus terrens Thom;
Alternaria alternate (FR.) Keissler;
Aspergillus oryzac;
Penicillium notatum;
Fusarium moniliforme Sheldon;
Trichoderma viride;
Penicillium brevicompactum Dierckx;
Penicillium chrysogenum Thom;
Penicillium ochro-chlorom Biourge.
Принято считать, что препарат грибоустойчив и обладает фунгицидными свойствами, если вокруг его образцов наблюдается ингибиторная зона или на поверхности и краях образца наблюдается не видимый невооруженным глазом рост грибов, оцененный баллом 2 и ниже по шестибальной шкале по ГОСТ 9.048-75. В результате проведенных испытаний установлено, что биоцидное действие антисептика "Купрон" в жидких средах проявляется при концентрации выше 5%.
Препарат "Купрон" может использоваться для консервации древесины различных пород как самостоятельно (оптимальный расход при пропитке 350 г/м2), так и вводиться в составы различных лакокрасочных материалов. На его основе с использованием модифицированного нефтеполимерной смолой пентафталевого лака разработан антисептический лак "Биокрон" (ТУ 2311-005-20500464-2001), предназначенный для длительной защиты от биоповреждений, атмосферного воздействия и для декоративной отделки поверхности деревянных элементов конструкций и сооружений из различных пород дерева, эксплуатируемых внутри и снаружи помещений. В табл.2 приведены основные характеристики лака и покрытий "Биокрон".


Таблица 2

Основные характеристики лака "Биокрон"
и покрытий на его основе

Наименование показателя

Значение

Массовая доля нелетучих веществ, %

30 – 40

Время высыхания до степени 3 при температуре (20±2)ºС, ч, не более

12

Температура вспышки в закрытом тигле, ºС, не менее

33

Условная вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре (20,0±0,5)ºС, с

30 – 50

Внешний вид и цвет покрытий

После высыхания покрытия однородные, гладкие, без морщин и посторонних включений. Цвет соответствует контрольным образцам: орех, орегон, красное дерево, резеда, лимон, белая ночь, калужница, тиковое дерево, рябина

Стойкость покрытия к статическому воздействию воды при температуре (20±2)ºС, ч, не менее

24

Условная светостойкость покрытия, ч, не менее

48

Твердость покрытия по маятниковому прибору типа 2124 ТМЛ (маятник А), усл.ед., не менее

0,15

Блеск покрытия по блескометру типа ФБ-2, %, не менее

50

Благодаря невысокой вязкости и наличию в составе лака "Биокрон" гидрофильных карбоновых кислот таллового масла, непрореагировавших при синтезе антисептика "Купрон", лак обладает хорошей диффузионной способностью в поверхностные слои деревянных конструкций и образует на защищаемых поверхностях глянцевые покрытия широкой цветовой гаммы, подчеркивающие естественную структуру древесины.
Использование в рецептуре "Биокрона" кремнийорганического гидрофобизатора и неорганических пигментов придает лаковой пленке водоотталкивающие свойства, устойчивость к УФ-излучению, высокую цветостойкость.
Торговые марки "Купрон" и "Биокрон" защищены патентным законодательством РФ. На ежегодной международной выставке "Интерлакокраска" комплекс материалов "Купрон" – "Биокрон" удостоен серебряной медали в 2002 году.


ЛИТЕРАТУРА

  1. Корчаго И.Г. Применение древесно-плитных материалов в строительстве. М.: Стройиздат. 1984. 94 с.
  2. Ковальчук Л.М. Производство деревянных клееных конструкций. М.: Лесная промышленность. 1987. 247 с.
  3. Скороходов В.Д., Шестакова С.И. Защита неметаллических строительных материалов от биокоррозии. М.: Высшая школа. 2004. 204 с.
  4. Ломакин А.Д. Защита древесины и древесных материалов. М.: Лесная промышленность. 1990. 256 с.
  5. Бабкин О.Э., Аристова Л.Н. Защита древесины от биоразрушений//ЛКМ. 1996. № 12. С.21-23.
  6. Максимов В.А. Выбор био- и огнезащитных материалов для древесины//Строительные материалы. 2000. № 10. С. 38-39.
  7. Харук Е.В. Проницаемость древесины газами и жидкостями. Новосибирск: Наука. 1976. 190 с.
  8. Лялюшко С.М., Якушин Ф.С. Антимикробные и противогрибковые добавки для лакокрасочных материалов//ЛКМ. 1988. № 1. С. 45-48.
  9. Исэ Н. и др. Полимеры специального назначения. М.: Мир. 1983. 208 с.
  10. Федтке М. Химические реакции полимеров. М.: Химия. 1990. 152 с.
  11. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Т.III/Под ред.Сергеева А.Г. Л.: ВНИИЖ. 1961. 582 с.

Сведения об авторах

И.А.Сусоров – генеральный директор ОАО "Кронос СПб" (лакокрасочный завод), д.т.н., профессор. Область интересов: химическая технология высокомолекулярных соединений и композиций на их основе.
Б.Е.Семенов – главный технолог ОАО "Кронос СПб", к.т.н. Область интересов: рецептуростроение лакокрасочных материалов.

Выставки

Статьи

Наши
объекты

карта сайта
 

197183, Санкт-Петербург, ул. Полевая Сабировская, 42, тел.: (812) 430-19-00, 430-21-00