Распечатать 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: - 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. 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. 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. 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
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".
Основные характеристики лака "Биокрон"
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
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.
|