Химия и химические технологии/3. Лаки, краски, эмали, пигменты, герметики

К.т.н., Газеев М.В.

ФГБОУ ВПО Уральский государственный лесотехнический университет, Россия

Ускоренная сушка лакокрасочных покрытий, образованных на древесине водно-дисперсионным лаком при аэроионизации

Среди современных лакокрасочных материалов (ЛКМ) для древесины наиболее перспективными и экологичными являются водно-дисперсионные. Отличительной их особенностью является низкая скорость испарения воды, что приводит к более медленному нарастанию вязкости и, как следствие, к более продолжительному времени отверждения лакокрасочных покрытий (ЛКП), а также вероятностью поверхностного набухания древесины.

На кафедре механической обработки древесины Уральского государственного лесотехнического университета разработан новый способ ускоренного отверждения лакокрасочных покрытий, образованных на древесине водно-дисперсионными лакокрасочными материалами при аэроионизации.

Электроэффлювиальная аэроионизация (ЭЭА) воздуха возможна при возникновении коронного разряда вблизи электродов излучателя электроэффлювиальной аэроионизационной установки (ЭЭАУ), рис. 1.

Рис. 1. Электроэффлювиальное аэроионизационное устройство

1 – верхняя панель; 2 – электроэффлювиальный излучатель; 3 – умножитель;

4 – высоковольтный генератор; 5 – мультиметр; 6 – нижняя панель; 7 – металлическая пластина; 8 – образец; 9 – положительные ионы среды; 10 – стойка; 11 – линии напряженности; 12 - электроны поля

По результатам исследований можно сделать вывод о том, что аэроионизация является перспективным способом для интенсификации отверждения ЛКП, образованных водными ЛКМ. Способ позволяет не только ускорить процесс отверждения ЛКП, но и уменьшить взаимодействие растворителя, входящего в состав ЛКМ на древесную подложку, и, как следствие, уменьшить шероховатость поверхности, а также увеличить адгезию покрытия к подложке.

Применяемый для формирования покрытия ЛКМ представляет собой дисперсную систему, в которой на границе раздела фаз древесина и ЛКМ образуется двойной электрический слой (ДЭС). При наложении внешнего электрического поля, формируемого ЭЭАУ, происходит разрыв ДЭС. В результате дисперсионная среда и дисперсная фаза оказываются противоположно заряженными. На плоскости скольжения возникает электрокинетический потенциал (дзета – потенциал), что приводит к более быстрому удалению молекул растворителя с поверхности дисперсной системы (покрытия) [1].

По результатам исследований установлено, что аэроионизация оказывает влияние на шероховатость поверхности древесины с ЛКП и позволяет снизить шероховатость поверхности древесины с ЛКП, образованным одним слоем лака (загрунтованной) на ≈30 %.

Исследования краевого угла смачивания ЛКМ, его поверхностного натяжения и работы адгезии образованного ЛКП, позволили сделать заключение о влиянии аэроионизации на уменьшение краевого угла смачивания θ ≈ 1⁰ [2]. Из условия равновесия капли на поверхности твердого тела следует, что чем меньше краевой угол θ, тем больше адгезия жидкости к поверхности твердого тела и лучше растекание.

По результатам исследований можно сделать вывод о том, что аэроионификация является перспективным способом для интенсификации отверждения ЛКП, образованных водно-дисперсионными ЛКМ. Способ позволяет не только ускорить процесс отверждения ЛКП, но и уменьшить взаимодействие растворителя, входящего в состав ЛКМ на древесную подложку, и, как следствие, уменьшить шероховатость поверхности, а также увеличить адгезию покрытия к подложке. Применение аэроионизации возможно реализовать посредством передвижных стеллажей используемых на участках отделки [3].

Литература:

1. Газеев М.В. Исследование поверхности защитно-декоративного покрытия, образованного водно-дисперсионным лаком на древесине при аэроионизации // М.В. Газеев, Е.А. Газеева, Е.В. Тихонова, В.А. Ушакова / Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 2; URL:http://www.science-education.ru/116-12534 (дата обращения: 27.03.2014).

2. Газеев М.В. Смачивание поверхности древесины водно-дисперсионным лакокрасочным материалом при аэроионизации // М.В. Газеев, Е.А. Газеева, Н.Ф. Жданов / Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 4; URL: http://www.science-education.ru/118-13843 (дата обращения: 08.07.2014)

3. Пат. 121709, Российская Федерация, МПК А47В, 51/00 Стеллаж для сушки и отверждения лакокрасочных покрытий щитовых деталей на щитовых и поганажных изделий из древесины и древесных материалов / Ю.И. Ветошкин, М.В. Газеев, И.В. Жданова, Н.Н. Беспалов, Е.В. Тихонова. №2012123580/12 Заявл. 06.06.2012, опубл. 10.11.2012г., Бюл. №31, 2 с.