Какой пигмент для лакокрасочных материалов снижает биостойкость
Перейти к содержимому

Какой пигмент для лакокрасочных материалов снижает биостойкость

  • автор:

Биоповреждения и защита лакокрасочных материалов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Пехташева Е. Л., Неверов А. Н., Заиков Г. Е., Стоянов О. В., Русанова С. Н.

Рассмотрены проблемы биоповреждений и защиты лакокрасочных материалов (ЛКМ) от действия биоагрессивных сред. Предложены пути повышения биостойкости ЛКМ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Пехташева Е. Л., Неверов А. Н., Заиков Г. Е., Стоянов О. В., Русанова С. Н.

Повышение биозащитных свойств лакокрасочного покрытия за счет биостойкости и фунгитоксичности входящих в него компонентов (обзор литературы. Часть i)

Биоповреждения и защита синтетических полимерных материалов
Микробиологическая коррозия металлов и защита от нее
Микробиологическая коррозия оптических стекол и защита от нее
Биодеструкция и биоповреждения материалов. Кто за это в ответе?
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The problems of biological damage and protection of paint materials from the action of bioagressive environments are considered. The ways of improving of the biological stability of coatings are suggested.

Текст научной работы на тему «Биоповреждения и защита лакокрасочных материалов»

Е. Л. Пехташева, А. Н. Неверов, Г. Е. Заиков,

О. В. Стоянов, С. Н. Русанова

БИОПОВРЕЖДЕНИЯ И ЗАЩИТА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Ключевые слова: биоповреждения, коррозия, лакокрасочные материалы, старение, стабилизация.

Рассмотрены проблемы биоповреждений и защиты лакокрасочных материалов (ЛКМ) от действия биоагрес-сивных сред. Предложены пути повышения биостойкости ЛКМ.

Keywords: biological damage, corrosion, paint materials, aging, stabilization.

The problems of biological damage and protection ofpaint materials from the action of bioagressive environments are considered. The ways of improving of the biological stability of coatings are suggested.

Лакокрасочные покрытия применяют в качестве защитных и декоративных. Они придают товарам красивый внешний вид, облегчают уход за ними, защищают их от разрушения, повышают огнестойкость, химическую стойкость и т.д. [1]. Лакокрасочные материалы делят на основные (олифы, лаки, красочные составы) и вспомогательные (грунтовки, шпатлевки и др.). Основой лакокрасочных составов являются пленкообразующие вещества (пленкообразователи). Кроме того, в них могут входить пигменты, красители, растворители и разбавители, пластификаторы, сиккативы, отвердители и другие добавки.

Пленкообразующие вещества (масла, смолы, эфиры целлюлозы) способны образовывать на поверхности твердую блестящую пленку, а также связывать и закреплять частицы других компонентов состава, например пигмента в красках. Пленко-образование может происходить вследствие испарения растворителя либо дисперсионной среды (у спиртовых лаков, нитролаков, водоэмульсионных красок) или в результате химических превращений, сопровождаемых сшиванием цепных молекул и образованием полимера (у полиэфирных и эпоксидных лаков). Превращение жидкого пленкообразователя в твердую пленку происходит под действием отвер-дителей, тепла, кислорода и других факторов.

Лакокрасочные материалы и покрытия, применяемые в условиях, благоприятных для роста и развития плесневых грибов, бактерий и других микроорганизмов, являясь питательным субстратом для этих агентов биоповреждений, могут подвергаться микробиологическим повреждениям. При эксплуатации в естественных условиях биоповреждение лакокрасочных покрытий в результате обрастания живыми организмами и агрессивного действия продуктов их жизнедеятельности (ферменты, органические кислоты), как правило, сочетается с воздействием физических и химических внешних факторов (солнечная радиация, повышенная влажность, температура и т.д.), вызывающих старение материалов. Старение материалов способствует развитию биоповреждений. Процессы старения и биоповреждения могут протекать одновременно или не совпадать по времени, но в большинстве случаев они взаимно дополняют друг друга, ускоряя и усу-

губляя разрушение материалов и ухудшая их эксплуатационно-технические и декоративные свойства. В реальных условиях бывает трудно определить, в какой мере повреждение лакокрасочного покрытия произошло за счет биологических, а в какой — за счет физико-химических факторов [2-10]. ]. Ранее в работах [11,12] были рассмотрены общие вопросы биоповреждений различных непищевых продуктов и их защиты.

Следует различать поражения лакокрасочных материалов (в особенности водоэмульсионных красок) микроорганизмами, происходящие на стадии их производства (хранения), и биоповреждения отвержденных лакокрасочных защитных и декоративных покрытий, нанесенных на подложки. В первом случае микроорганизмы обычно попадают в полуфабрикаты лаков и красок в процессе технологического цикла их производства (с сырьем, водой, из воздуха производственных помещений и т.д.), во втором — споры грибов и бактерий оседают на поверхность готовых покрытий из окружающей среды, чему в немалой степени способствуют различного рода загрязнения.

Следует подчеркнуть, что биостойкость лакокрасочных покрытий существенно зависит от природы и свойств защищаемого материала (подложки) и, как установлено в ряде случаев, нарастает в последовательности: древесина, металл, кирпич и другие строительные материалы. При этом покрытия, нанесенные на цветные металлы, разрушаются несколько быстрее, чем лакокрасочные покрытия на черных металлах.

Источником углерода, необходимого для питания микроорганизмов, иногда могут быть даже незначительные количества примесей органических веществ, присутствующих в воздухе, и загрязнения на оборудовании и поверхностях производственных помещений. Это приводит к увеличению вероятности возникновения биоповреждений окрашенных поверхностей находящегося в помещениях оборудования и самих помещений. Такие случаи имеют место, например, на предприятиях микробиологической, хлебопекарной, мясомолочной, химической промышленности, в некоторых складских помещениях и т.д. Это вызывает необходимость повышения санитарно-гигиенических требований и использова-

ния в этих условиях лакокрасочных материалов, обладающих повышенной грибостойкостью.

Растрескивание и отслаивание лакокрасочных защитных покрытий, шелушение и появление бугристости, образование пятен и сквозных точечных отверстий — характерные признаки и проявления разрушительной деятельности биологических агентов, усиливаемой физическими, химическими, механическими и другими неблагоприятными внешними воздействиями.

Поверхностные окрашивания лакокрасочных покрытий (серые, черные, фиолетовые, розовые и др.), вызванные пигментами микроорганизмов, иногда удается стереть или смыть. Если же поражение материала покрытий носит объемный характер (прорастание гифов мицелия), устранить поражение таким путем и восстановить декоративные и защитные свойства покрытия не удается. Трещины, отслаивания, вспучивание лакокрасочных покрытий могут вызывать микроорганизмы, находящиеся на поверхности или под пленкой лакокрасочного покрытия, на защищаемой поверхности. Рост грибов и их развитие под пленкой покрытия сопровождается газообразованием и повышением достаточной для отслаивания и вспучивания лакокрасочного покрытия.

Основными агентами микробиологических повреждений лакокрасочных покрытий являются плесневые грибы. Бактериальные поражения встречаются реже, они характеризуются появлением бесцветного или окрашенного слизистого налета. Под слоем краски встречаются микробиоценозы сложного состава, включающие бактерии и грибы. Среди микроорганизмов, повреждающих лакокрасочные покрытия, часто встречаются грибы родов Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Trichoderma, Alternaria, Cephalosporium, Pullularia, бактерии родов Pseudomonas, Flavobacterium. Повреждения покрытий грибами происходят либо за счет компонентов, входящих в состав покрытия, либо за счет веществ, загрязняющих поверхность покрытия, под действием метаболитов, выделяемых мицелием, который растет за счет загрязняющих покрытия веществ.

Характерными признаками биоповреждения самих красок может быть изменение их цвета, газообразование (вздутие тары), появление постороннего запаха, разжижение и, наконец, желатинизация.

Биостойкость готовых лакокрасочных покрытий в значительной степени зависит от их состава, химической природы полимерного связующего и пигментов. На биостойкость оказывают влияние и другие компоненты лаков и красок (растворители, разбавители, стабилизаторы, отвердители и др.) [13-16].

Пленкообразующие вещества в основном определяют биостойкость лакокрасочных материалов и защитных покрытий на их основе. Решающим фактором здесь является, с одной стороны, химическое строение полимерного пленкообразователя и, с другой — его физические свойства как в неотвер-жденном, так и в отвержденном состоянии (набу-хаемость, влагоемкость, твердость, гладкость поверхности, пористость и др.).

Повышенная скорость высыхания пленкообразующего вещества играет положительную роль в обеспечении биостойкости защитного покрытия. Чем меньше поглощается влаги при отверждении, тем меньше в дальнейшем вероятность роста плесневых грибов. Увеличению грибостойкости способствует использование пленкообразующих веществ, дающих гладкие ровные, блестящие пленки, поверхность которых труднее загрязняется в связи с отсутствием неровностей и шероховатостей.

Среди природных пленкообразователей наиболее распространенными являются высыхающие масла — масла растительного происхождения (льняное, хлопковое, конопляное, подсолнечное и др.). Все они обладают сравнительно невысокой грибостойкостью. Для повышения биостойкости из растительных масел рафинированием удаляют воду, белковые продукты и другие примеси. Характерными признаками повреждения растительных масел микроорганизмами являются снижение их вязкости, повышенние кислотности, ухудшение полимериза-ционной способности, т.е. скорости образования пленки. Одним из наиболее биостойких пленкообразующих веществ лакокрасочных материалов природного происхождения является канифоль. Биостойкость канифоли связывают с присутствием в ее составе терпенов, обладающих фунгицидными свойствами, и образованием кислых продуктов в пленке в процессе формирования защитного покрытия.

Синтетические пленкообразующие полимеры (термопластичные и термореактивные) менее склонны к повреждению микроорганизмами, чем природные. Грибостойкость этих покрытий уменьшается в следующем ряду: эпоксидные, полиуретановые, меламиноалкидные, кремнийорганические, пентафталевые.

Применяемые в качестве пленкообразовате-лей битумы имеют недостаточную биостойкость. Для повышения биостойкости в состав битумных лаков и битумных защитных покрытий добавляют фенольные, малеиновые и другие синтетические смолы.

Термопластичные синтетические смолы на основе хлорированного каучука, сополимеров стирола с бутадиеном и винилхлорида с винил ацетатом, применяемые для производства быстросохнущих лаков и необрастающих лакокрасочных покрытий, характеризуются высокой биостойкостью.

Широко распространенным полимерным связующим является поливинил ацетатная дисперсия. Изготавливаемые на ее основе краски, покрытия, мастики, грунтовки и другие материалы негрибостойки. Небиостойки не только покрытия из по-ливинилацетатных красок, но и сами жидкие краски, которые в процессе хранения поражаются грибами и бактериями, при этом снижается их вязкость, образуются газообразные продукты и т.д.

Высокая стойкость к разрушению микроорганизмами термореактивных смол, применяемых в качестве пленкообразователей лаков и эмалей горячего отверждения, объясняется образованием малопроницаемых твердых гладких пленок. Отдельные

термопласты проявляют фунгицидные свойства (фенопласты, аминопласты, глифталевые смолы и др.). Среди смол этой группы в качестве биостойких защитных покрытий используют фенольные, глифталевые, эпоксидные, мочевино- и меламино-формальдегидные, силиконовые смолы и их смеси.

Модифицирование полимерных термореактивных смол (глифталевых, фенольных и др.) высыхающими маслами или жирными кислотами, улучшая технологические свойства получаемых при этом жирных лаков и эмалей горячей сушки, приводит к понижению грибостойкости защитных покрытий, в связи со сравнительно невысокой стойкостью к плесневым грибам модифицирующих компонентов.

Водорастворимые пленкообразующие вещества — водорастворимые производные целлюлозы, белковые соединения и др. (камеди, декстрин, желатина, альбумин, казеин и другие) могут повреждаться микроорганизмами, использующими углерод этих полимеров в качестве источника питания. Известны случаи микробиологического повреждения казеиновых, клеевых эмульсионных и других красок. Пониженная биостойкость водорастворимых пленкообразователей органического происхождения является также следствием высокой гигроскопичности и способности к набуханию в воде пленочных покрытий на их основе.

Связующие вещества неорганического происхождения, применяемые в производстве силикатных красок, например, жидкое стекло, характеризуются как грибостойкие.

Пигменты — важнейшие компоненты, от которых зависит биостойкость лакокрасочного покрытия. Пигменты придают краске нужный цвет и кроющую способность, регулируют вязкость, улучшают стойкость к солнечной радиации и водостойкость покрытия. Благодаря повышенной твердости частицы пигмента механически затрудняют рост и развитие мицелия. Они могут оказывать также токсическое действие на плесневые грибы и другие микроорганизмы.

Оксид цинка, оксид меди (I), метаборат бария и некоторые другие пигменты обладают фунгицидными свойствами и поэтому повышают биостойкость лакокрасочных покрытий.

Сравнительные исследования грибостойко-сти ряда пигментов показали, что лакокрасочные покрытия, содержащие окись цинка и окись титана, характеризуются как наиболее грибостойкие.

Вместе с тем такие пигменты, как мел, желтый крон, двуокись титана, алюминиевая пудра, оксид хрома, сажа сами не обладают биоцидными свойствами, однако масляные краски на их основе имеют повышенную грибостойкость. Меньшей гри-бостойкостью отличаются масляные краски с пигментами окислов сурьмы, свинца. Ряд неорганических пигментов и наполнителей, например, тальк, графит, слюда-мусковит, снижают стойкость к повреждению грибами.

Защищать лакокрасочные материалы от поражения микроорганизмами следует уже на стадии их производства. Особенно это относится к водорас-

творимым краскам. Соблюдение чистоты производственных и складских помещений — необходимое условие предотвращения микробиологического заражения красок и сырья для их изготовления.

Сырье, полуфабрикаты и вспомогательные материалы могут оказаться зараженными микроорганизмами, что проявляется в их прокрашивании, появлении постороннего гнилостного запаха, газообразовании. Такие материалы использовать в производстве лаков и красок недопустимо.

Помимо профилактических мер защиты от биоповреждений, лакокрасочные материалы и лакокрасочные покрытия защищают с помощью биоцидов, которые по стадийности применения можно подразделить на две группы — биоциды для защиты сырья и материалов, используемых в производстве красок, и биоциды, защищающие непосредственно лакокрасочные покрытия. Биоцид, используемый для защиты от биоповреждений лакокрасочных материалов в процессе их производства, должен удовлетворять ряду технических требований: сохранять биоцидную активность в широком диапазоне рН в течение длительного времени, иметь незначительную токсичность для людей, быть наиболее универсальным для различных лакокрасочных материалов, не изменять цвет защищаемого продукта и его физико-химические свойства, не ухудшать технологические свойства лакокрасочных материалов, качества покрытия и его адгезии к защищаемой поверхности и др.

В условиях повышенной опасности микробиологических повреждений рекомендуется использовать антисептированные краски. Защитнодекоративные и электроизоляционные лакокрасочные покрытия с добавками биоцидов рекомендованы для использования в некоторых видах радиоэлектронной аппаратуры, оптико-механических и других приборах, особенно поставляемых в страны с тропическим климатом. Антисептированные краски применяют для окраски помещений с повышенной влажностью и температурой (бассейны, бани, некоторые предприятия пищевой промышленности и др.), для защиты деревянных строений.

В качестве биоцидов для лакокрасочных покрытий общего назначения, предназначенных для наружного и внутреннего применения, могут применяться следующие соединения:

1) неорганические пигменты — оксид цинка, оксид меди (I), метаборат бария и др.;

2) органические фунгициды — 8-оксихинолят меди

(придает лакокрасочным покрытиям окраску от желто-зеленой до коричневой, может применяться в пищевой промышленности из-за низкой токсичности), салициланилид, бромтан, и-нитрофенол, тетра-и пентахлорфенол, фталан (трихлор-

метилтиофталимид) и др.;

3) металл органические фунгициды — оловоорганические (гексабутилдистанноксан, трибутилоловоак-рилат), мышьякорганические (хлорфеноксарсин), ртутьорганические (фенилмеркуролеат и др.), последние из-за высокой летучести и токсичности для человека имеют ограниченное применение.

Используются также самодезинфицирую-щиеся краски для отделки помещений лечебных и детских учреждений, на предприятиях пищевой промышленности, на транспорте, в других общественных местах, т.е. там, где потенциально существует повышенная опасность возникновения и распространения инфекционных заболеваний. Бактерицидные и фунгицидные свойства таких красок, сохраняющиеся более двух лет, обеспечиваются введением в их состав в качестве биоцидного препарата 2, 3, 5, 6-тетрахлор-4-(метилсульфонил) пиридина [17-22].

1. Г.Е. Заиков «Горение, деструкция и стабилизация полимеров», Санкт-Петербург, «Научные основы и технологии», 2008, 422 стр.

2. N.M. Emanuel, A.L. Buchachenko “Chemical physics of degradation and stabilization of polymers”, VSP International Science Publ., Utrecht, 1982, 354 pp.

3. A.F. Bochkov, G.E. Zaikov “Chemistry of the gly-cosidic bonds. Formation and cleavage”, Oxford, Pergamon Press, 1979, 210 pp.

4. N.M. Emanuel, G.E. Zaikov, Z.K. Maizus “Oxidation of organic compounds. Medium effects in radical reactions”, Oxford, Pergamon Press, 1984, 628 pp.

5. Yu. V. Moiseev, G.E. Zaikov “Chemical resistance of polymers in reactive media”, New York, Plenum Press, 1987, 586 pp.

6. G.E. Zaikov, A.L. Iordanskii, V.S. Markin “Diffusion of electrolytes in polymers”, Utrecht, VNU Science Press, 1988, 328 pp.

7. A.A. Popov, N.A. Rapoport, G.E. Zaikov “Oxidation of stressed polymers”, New York, Gordon & Breach, 1991, 336 pp.

8. A.F. Bochkov, G.E. Zaikov, V.A. Afanasiev “Carbohydrates”, Zeist-Utrecht, VSP Science Press, VB, 1991, 154 pp.

9. I.N. Todorov, G.E. Zaikov, I A. Degterev “Bioactive compounds: biotransformation and biological action”, New York, Nova Science Publ., 1993, 292 pp.

10. V.L. Roubajlo, S.A. Maslov, G.E. Zaikov “Liquid phase oxidation of unsaturated compounds”, New York, Nova Science Publ., 1993, 294 pp.

11. Пехташева Е.Л., Методы оценки биостойкости

материалов/ Пехташева Е.Л., Неверов А.Н., Заиков Г.Е., Софьина С.Ю., Темникова Н.Е. //

Вестник Казанского технологического университета. — 2012. — № 8. — с. 163-166.

12. Пехташева Е.Л., Способы защиты материалов от биоповреждений/ Пехташева Е.Л., Неверов А.Н., Заиков Г.Е., Софьина С.Ю., Темникова

Н.Е. // Вестник Казанского технологического

университета. — 2012. — № 8. — с. 167-172.

13. A.L. Iordanskii, T.E. Rudakova, G.E. Zaikov “Interaction of polymers with bioactive and corrosive media”, Utrecht, VSP International Publ., 1994, 298 pp.

14. “Degradation and stabilization of polymers. Theory and practice”, Ed. by G.E. Zaikov, New York, Nova Science Publ., 1995, 238 pp.

15. A.Ya. Polishchuk, G.E. Zaikov “Multicomponent transport in polymer systems”, New York, Gordon & Breach, 1996, 231 pp.

16. K.Z. Gumargalieva, G.E. Zaikov “Biodegradation and biodeterioration of polymers. Kinetical aspects”, New York, Nova Science Publ., 1998, 210 pp.

17. S.K. Rakovsky, G.E. Zaikov “Kinetics and mechanism of ozone reactions with organic and polymeric compounds in liquid phase”, New York, Nova Science Publ., 1998, 345 p.

18. Jimenez, G.E. Zaikov “Polymer analysis and degradation”, New York, Nova Science Publ., 2000, 287 pp.

19. G.E. Zaikov, A.L. Buchachenko, V.B. Ivanov “Aging of polymers, polymer blends and polymer composites”, New York, Nova Science Publ., 2002, Vol. 1, 258 pp.

20. G.E. Zaikov, A.L. Buchachenko, V.B. Ivanov “Aging of polymers, polymer blends and polymer composites”, New York, Nova Science Publ., 2002, Vol. 2, 253 pp.

21. G.E. Zaikov, A.L. Buchachenko, V.B. Ivanov “Polymer aging at the cutting adge”, New York, Nova Science Publ., 2002, 176 pp.

22. S.A. Semenov, K.Z. Gumargalieva, G.E. Zaikov “Biodegradation and durability of materials under the effect of microorganisms”, Utrecht, VSP International Science Publ., 2003, 199 pp.

© Е. Л. Пехташева — Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, г.Москва, pekhtashevael@mail.ru; А. Н. Неверов — Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова, г.Москва, pekhtashevael@mail.ru; Г. Е. Заиков -д-р хим. наук, проф. Института биохимической физики РАН, chembio@sky.chph.ras.ru;; О. В. Стоянов — д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пластических масс КНИТУ, ov_stoyanov@mail.ru; С. Н. Русанова — канд. техн. наук, доцент той же кафедры, s-n-r_2004@mail.ru.

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Микробиологические повреждения лакокрасочных покрытий — одни из часто встречающихся случаев биоповреждений. Характер­ные признаки их проявления — серо-зеленые, бурые, темные и дру­гие окрашенные пятна и налеты плесени мицелия грибов и бакте­риальной слизи на окрашенных поверхностях в местах с повышен­ной влажностью, растрескивание и отслаивание покрытий, обра­зование бугров и отверстий и другие повреждения. Биоповреждения лакокрасочных покрытий обычно сочетаются с повреждающим воздействием на них других факторов внешней среды — атмосферной влаги с растворенными в ней агрессивными химическими веществами, воздействием солнечного света, повышен­ных температур и т. д. Эти процессы, относящиеся к процессам ат­мосферного старения полимерных материалов, могут предшество­вать биоповреждениям, протекать одновременно с ними или же! после них. Сочетание процессов старения и биоповреждений за­трудняет изучение их и разработку средств защиты и требует тес­ного сотрудничества биологов с химиками. Основными агентами микробиологических повреждений лако­красочных покрытий являются плесневые грибы. Бактериальные поражения встречаются реже, они характеризуются появлением бес­цветного или окрашенного слизистого налета. Под слоем краски встречаются микробиоценозы сложного состава, включающие бак­терии и грибы. Среди микроорганизмов, повреждающих лакокра­сочные покрытия, часто встречаются грибы родов Аsреrgillus, Penicillium, Fusarium, Trioderma, Alternaria, Серhalosporium, бактерии родов Pseudomonas, Flavobacterium. Повреждения покрытий грибами происходят либо за счет компонентов, входящих в состав покрытия, либо за счет веществ, загрязняющих поверхность покрытия, под действием метаболитов, выделяемых мицелием, ко­торый растет за счет загрязняющих покрытия веществ. Видовой состав грибов, повреждающих лакокрасочные покрытия, специфи­чен для различных почвенно-климатических зон. Он формируется из видов, составляющих сообщество, характерное для почв той или иной зоны. Один и тот же вид гриба может поражать покрытия различного состава. Биоповреждения лакокрасочных покрытий чаще встречаются в условиях влажного тропического и субтропического климата, а так­же в сооружениях и помещениях с повышенной влажностью и тем­пературой (предприятия мясомолочной и консервной промышлен­ности, животноводческие фермы, бассейны, бани и т. п.). Здесь они могут причинять наибольший ущерб. Однако и в районах с умерен­ным климатом также приходится сталкиваться с повреждениями покрытий грибами, правда, меньшей интенсивности, если это толь ко не связано с нарушением условий эксплуатации (протечки, за­стои влажного воздуха и т. п.). В районах с сухим климатом такие повреждения встречаются очень редко. Биостойкость лакокрасочных покрытий зависит как от состава и свойств лакокрасочных материала (пленкообразователя и пиг­мента), так и частично от материала, на который наносится по­крытие (подложки). Так, покрытия на древесине сохраняются луч­ше, чем на металле или силикатных строительных материалах. На черных металлах они бывают часто менее биостойкими, чем на цветных. Важную роль играет правильный подбор системы покрытия, включающей, например, грунт, антикоррозионное защитно-декора­тивное или противообрастающее покрытие. Во многих случаях за счет правильного подбора компонентов лакокрасочного материала, системы покрытия и учета свойств подложки удается обеспечить требуемую биостойкость, не прибегая к использованию специаль­ных лакокрасочных материалов, в которые вводятся фунги­циды. Пленкообразующие вещества. Решающее значение для биостой­кости лакокрасочных покрытий имеет химический состав пленко­образующего полимера и физические свойства полученной из него пленки покрытия (набухаемость, твердость, пористость, гидрофоб-ность и др.). Синтетические пленкообразующие полимеры (термопластичные и термореактивные) менее склонны к повреждению микроорганиз­мами, чем природные. Грибостойкость этих покрытий уменьшается в следующем ряду: эпоксидные, полиуретановые, меламиноалкидные, кремнийорганические, пентафталевые. Повышению грибостойкости способствует увеличение скорости отверждения пленкообра­зующего вещества, уменьшение водопоглощеиия, шероховатости и пористости пленки. Гладкие блестящие ровные пленки более био­стойки из-за того, что на них трудеее адсорбируются споры грибов и они меньше загрязняются. Среди природных пленкообразователей наиболее распространен­ными являются высыхающие масла — масла растительного проис­хождения (льняное, хлопковое, конопляное, подсолнечное, талловое и др.). Все они обладают сравнительно невысокой грибостойкостью. Для повышения биостойкости из растительных масел рафи­нированием удаляют воду, белковые продукты и другие примеси. Характерными признаками повреждения растительных масел мик­роорганизмами являются снижение их вязкости, повышение кислот­ности, ухудшение полимеризационной способности. Одним из био­стойких пленкообразующих веществ лакокрасочных материалов при­родного происхождения является канифоль. Биостойкость канифоли связывают с присутствием в ее составе терпенов, обладающих фун-гицидными свойствами, и образованием кислых продуктов в плен­ке в процессе формирования защитного покрытия. Применяемые в качестве пленкообразователей битумы имеют недостаточную биостойкость. Для повышения биостойкости в состав битумных лаков и битумных защитных покрытий добавляют фенольные, малеиновые и другие синтетические смолы. Термопластичные синтетические смолы на основе хлорирован­ного каучука, сополимеров стирола с бутадиеном и винилхлорида с винилацетатом, применяемые для производства быстросохнущих лаков и необрастающих лакокрасочных покрытий, характеризуются высокой биостойкостью. Широко распространенным полимерным связующим является поливинилацетатная дисперсия. Изготавливаемые на ее основе крас­ки, покрытия, мастики, грунтовки и другие материалы негрибостой-ки. Непластифицированные дисперсии поражаются грибами силь­нее, чем пластифицированные. Небиостойки не только покрытия из поливинилацетатных красок, но и сами жидкие краски, которые в процессе хранения поражаются грибами и бактериями, при этом сни­жается их вязкость, образуются газообразные продукты и т. д. Термореактивные синтетические смолы (глифталевые, пента­фталевые, эпоксидные, силиконовые, мочевиноформальдегидные и др.), применяемые в составе лаков и эмалей горячего и холодного отверждения, обладают высокой биостойкостью, причем некоторые из них проявляют даже фунгицидные свойства. Покрытия из них отличаются высокой твердостью, гладкостью и малой проницае­мостью, что способствует росту биостойкости.

Водорастворимые пленкообразующие вещества, в качестве ко­торых используют производные целлюлозы, белковые соединения (декстрин, камеди, желатин, альбумин, казеин и др.) повреждают­ся плесневыми грибами. Пониженная биостойкость водораствори­мых пленкообразователей органического происхождения связана с их гигроскопичностью, способностью к набуханию. Во влажных ус­ловиях Нередко встречаются случаи повреждения казеиновых, дек­стриновых и других водоэмульсионных клеевых красок плесневыми грибами. В отличие от органических водорастворимых пленкообразовате­лей неорганические пленкообразователи обладают высокой биостой­костью. Примером таких пленкообразователей является жидкое стекло. Пигменты. Вторым важным компонентом, от которого зависит биостойкость лакокрасочного покрытия, является пигмент. Пигмен­ты придают краске нужный цвет и кроющую способность, регули­руют вязкость, улучшают стойкость к солнечной радиации и водо­стойкость покрытия. Благодаря повышенной твердости частицы пиг­мента- механически затрудняют рост и развитие мицелия. Они мо­гут оказывать также токсическое действие на плесневые грибы и другие микроорганизмы. Оксид цинка, оксид меди (I), метаборат бария и некоторые другие пигменты обладают фунгицидными свойствами и поэтому повышают биостойкость содержащих и лакокрасочных покрытий. Вместе с тем такие пигменты, как мел, желтый крон, двуокись ти­тана, алюминиевая пудра, оксид хрома, сажа, сами не обладают биоцидными свойствами, однако масляные краски на их основе об ладают повышенной грибостойкостью. Меньшей грибостойкостью отличаются масляные краски с пигментами окислов сурьмы, свин­ца, литопоном. Ряд неорганических пигментов и наполнителей, на­пример, тальк, графит, слюда-мусковит, снижают стойкость к по­вреждению грибами. Защита от биоповреждений лакокрасочных покрытий осущест­вляется прежде всего подбором систем покрытий с учетом условий эксплуатации и особенностей окрашиваемого объекта без приме­нения специальных красок, содержащих биоциды. В условиях по­вышенной опасности микробиологических повреждений рекоменду­ется использовать антисептированные краски, т. е. краски, содер­жащие в составе биоциды. Защитно-декоративные и электроизоляционные лакокрасочные покрытия с добавками биоцидов рекомендованы для использования в некоторых видах радиоэлектронной аппаратуры, оптико-механи­ческих и других приборов, особенно поставляемых в страны с тро­пическим климатом. Антисептированные краски применяют для окраски помещений с повышенной влажностью и температурой (бассейны, бани, некоторые предприятия пищевой промышленно­сти и др.). В качестве биоцидов для лакокрасочных покрытий общего на­значения, предназначенных для наружного и внутреннего примене­ния, могут применяться следующие соединения: 1) неорганические пигменты — оксид цинка, оксид меди (I), метаборат бария и др.; 2) органические фунгициды — 8-оксихинолят меди (окрашивает от желто-зеленого до коричневого цвета, может применяться в пище­вой промышленности из-за низкой токсичности), салициланилид, бромтан, «-нитрофенол, тетра- и пентахлорфенол, фталан (трихлор-метилтиофталимид) и др.; 3) металлорганические фунгициды — оловоорганические (гексабутилдистанноксан, трибутилоловоакрилат), мышьякорганические (хлорфеноксарсин), ртутьорганические (фенилмеркуролеат и др.), последние из-за высокой летучести и ток­сичности для человека имеют ограниченное применение. Лакокрасочные покрытия для защиты от обрастания в водной среде. Основным способом защиты от обрастания является нанесе­ние на защищаемую поверхность противообрастающего (необрастающего) лакокрасочного покрытия. Отличительной особенностью таких покрытий является то, что в них находятся добавки токсич­ных для гидробионтов-обрастателей веществ — биоцидов (альгицидов, моллюскицидов). Эти добавки постепенно вымываются мор­ской водой из покрытия и, поражая гидробионтов-обрастателей в пограничном с корпусом судна слое, предохраняют его от обраста­ния. Применение необрастающих покрытий с биоцидами наряду с определенными достоинствами имеет и существенные недостатки, в частности, при скоплении большого числа морских судов в пор­тах морская вода может загрязняться токсичными веществами, вы­мываемыми из противообрастающих покрытий. Поэтому в настоя­щее время к таким покрытиям предъявляются жесткие экологические требования. Прежде всего запрещено или резко ограничено применение наиболее токсичных и стойких к морской воде органи­ческих соединений, содержащих ртуть, свинец, хлор. Среди биоцидов в противообрастающих покрытиях наиболее ши­рокое применение находит оксид меди (I). Этот препарат имеет до­вольно широкий спектр защитного действия, обладает умеренной растворимостью в морской воде, не представляет большой опасно­сти как загрязнитель морской воды. Эффективными биоцидами являются органические соединения олова (гексабутилдистанноксан или бистрибутилоловооксид), мышьяка (бисдигидрофенарсазиноксид или n-оксид). Эти препара­ты применяются в современных необрастающих красках «контакт­ного» действия, в которых в качестве пленкообразователя исполь­зуют перхлорвиниловую смолу или сополимеры винилацетата с винилхлоридом. Контактные покрытия действуют по указанному механизму — находящиеся на поверхности покрытия биоциды растворяются в по­граничном слое и, по мере их растворения, в результате диффузии из глубины покрытия на его поверхность перемещаются новые час­тицы биоцида. В процессе эксплуатации покрытия в результате истощения за­пасов биоцида в пограничный слой диффундирует биоцид с меньши­ми скоростями. В результате этого даже если биоцид полностью не израсходовался из глубинных слоев покрытия, в пограничный слой: он поступает в количестве, не достаточном для защиты от обраста­ния. Одним из путей преодоления этого недостатка является вве­дение в состав покрытия добавок водорастворимых веществ, в част­ности канифоли. Постепенное растворение частиц канифоли созда­ет микропоры в покрытии и облегчает диффузию биоцида на по­верхность. Другим типом противообрастающих покрытий являются покры­тия с применением водорастворимых полимерных пленкообразую­щих веществ, содержащих в макромолекуле полимера боковые функциональные группировки с биоцидными свойствами. В таком полимере совмещаются свойства связующего и биоцида. Примером такого пленкообразующего вещества является сополимер трибутилоловоакрилата и малеината. Биоцидные боковые группировки трибутилолова в результате гидролиза в морской воде отщепляются от макромолекулы поли­мера и обеспечивают защиту от обрастания. Оставшийся полимер приобретает повышенную растворимость в морской воде и перехо­дит в раствор, обнажая новый слой, содержащий в макромолекуле биоцидные группировки. Таким образом обеспечивается равномер­ное растворение биоцида в пограничном слое морской воды по мере растворения макромолекул полимерного связующего. Срок служ­бы такого покрытия зависит от толщины покрытия и скорости раст­ворения. Современные покрытия растворимого типа наносятся слоем тол­щиной 200—300 мкм и при скорости растворения 8—10 мкм в месяц обеспечивают надежную защиту от обрастания в течение 2—3 лет. Достоинством покрытий с растворимым полимерным связующим является еще и то, что в процессе его растворения сглаживаются выступающие неровности на окрашенной поверхности корпуса суд­на и происходит, как говорят, «самополирование» покрытия. Поэто­му покрытия такого типа называют самополирующимися или «сополимерными покрытиями самополирующимися» (СПС). К числу достоинств покрытий типа СПС относится то, что в ре­зультате «самополирования» поверхности корпуса судна снижает­ся гидродинамическое сопротивление воды движению судна и на­блюдается эффект, обратный вызываемому обрастанием, — сниже­ние расхода топлива при сохранении постоянной скорости судна или повышение скорости при сохранении постоянного расхода топ­лива (мощности двигателя).

НПФ «Балтсинтез» 2006
Тел.: (812) 325-37-81, 325-44-50, 326-25-76
сделать сайт в megagroup.ru

Принципы снижения экологической нагрузки при окрашивании деревянной поверхности биозащитным лакокрасочным материалом Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Сабадаха Елена Николаевна, Прокопчук Николай Романович, Шутова Анна Леонидовна

Разработан биозащитый лакокрасочный материал для окрашивания деревянной поверхности с пониженным содержанием биоцидной добавки. Исследована грибостойкость акриловой, стирол-акриловой и винил-ацетат-этиленовой пленок, полученных на основе их водных дисперсий. Показано, что пленка на основе акриловой дисперсии является наиболее стойкой по отношению к плесневым грибам с точки зрения изменения прочностных свойств и химической структуры. Изучено влияние пигментов , их объемной концентрации и окрашиваемой деревянной поверхности на грибостойкость покрытия. Отмечено, что среди цинксодержащих пигментов оксид цинка подавляет развитие микромицетов в большей степени. Сформулированы основные принципы снижения экологической нагрузки при разработке биозащитного лакокрасочного материала по деревянной поверхности: выбор биостойкого пленкообразующего вещества; использование фунгитоксичных пигментов и инертных наполнителей , их количества определяются с учетом объемной концентрации пигментов ; исключение компонентов, стимулирующих рост и развитие плесневых грибов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Сабадаха Елена Николаевна, Прокопчук Николай Романович, Шутова Анна Леонидовна

Повышение биозащитных свойств лакокрасочного покрытия за счет биостойкости и фунгитоксичности входящих в него компонентов (обзор литературы. Часть i)

Влияние органорастворимых пленкообразователей, пигментов и наполнителей на фунгитоксичность лакокрасочных покрытий

Разработка биозащитного лакокрасочного материала для внутренних работ по минеральной поверхности
Влияние метаболитов грибов на физико-механические свойства лакокрасочных покрытий

Исследование устойчивости полимерных материалов на основеакрилатов к действию микроскопических грибов

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Принципы снижения экологической нагрузки при окрашивании деревянной поверхности биозащитным лакокрасочным материалом»

Е. Н. Сабадаха, Н. Р. Прокопчук, А. Л. Шутова

Белорусский государственный технологический университет

ПРИНЦИПЫ СНИЖЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

ПРИ ОКРАШИВАНИИ ДЕРЕВЯННОЙ ПОВЕРХНОСТИ БИОЗАЩИТНЫМ ЛАКОКРАСОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ

Разработан биозащитый лакокрасочный материал для окрашивания деревянной поверхности с пониженным содержанием биоцидной добавки. Исследована грибостойкость акриловой, стирол-акриловой и винил-ацетат-этиленовой пленок, полученных на основе их водных дисперсий. Показано, что пленка на основе акриловой дисперсии является наиболее стойкой по отношению к плесневым грибам с точки зрения изменения прочностных свойств и химической структуры. Изучено влияние пигментов, их объемной концентрации и окрашиваемой деревянной поверхности на грибостойкость покрытия. Отмечено, что среди цинксодержащих пигментов оксид цинка подавляет развитие микромицетов в большей степени. Сформулированы основные принципы снижения экологической нагрузки при разработке биозащитного лакокрасочного материала по деревянной поверхности: выбор биостойкого пленкообразующего вещества; использование фунгитоксичных пигментов и инертных наполнителей, их количества определяются с учетом объемной концентрации пигментов; исключение компонентов, стимулирующих рост и развитие плесневых грибов.

Ключевые слова: биостойкость, грибостойкость, плесневые грибы, пленкообразователь, пигмент, наполнитель, объемная концентрация пигмента, окрашиваемая поверхность.

E. N. Sabadaha, N. R. Prokopchuk, A. L. Shutova

Belarusian State Technological University

THE ENVIRONMENTAL IMPACT REDUCTION PRINCIPLES OF BIOPROTECTIVE PAINTWORK MATERIAL DURING THE WOOD SURFACE PAINT

A bioprotective paintwork materialfor wood surface with reduced content ofbiocide additive has been developed. The fungi inertness of acrilyc, styrene-acrylic and vinyl-acetate-ethylene films on the base of its dispersions has been investigated. It has been shown that the most stable film to the mold fungi when the changing of mechanical properties and chemical structure is a film on the base of acrylic dispertion. The influence of pigments, their volume concentrationand paint surface on the coatingfungi inertness coatingwas studied. It was noticed that zinc oxide among zinc pigment decelerates fungi growthbetter than others. The main principles ofenvironmental impact reduction of abioprotective paintwork material have been defined. They are: the choice a biostable film binder, fungitoxic pigment and inert filler use, their quantities are defined on the pigment volume concentration, except the component which can stimulate fungi growth.

Key words: biostability, fungi inertness, mold fungi, binder, pigment, filler, pigment volume concentration, surface.

Введение. Сегодня ни один строительный проект не может обойтись без использования лакокрасочных материалов различного назначения. Особое внимание уделяется требованиям к безопасности и охране окружающей среды. С одной стороны, сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу осуществляется при изготовлении лакокрасочной продукции путем оптимизации технологического процесса, с другой, — внедрением новых лакокрасочных материалов, отвечающих современным требованиям. Перспективными материалами с экологической, технологической и экономической точек зрения являются водно-дисперсионные лакокрасочные композиции. Основное их преимущество — использование воды вместо дорогих, горючих, токсичных и без-

возвратно теряемых органических растворителей. Также они не имеют запаха, быстро высыхают, легко наносятся на поверхность, имеют хороший декоративный вид и широкий спектр цветовой гаммы. Отсутствие в составе водных материалов органических растворителей значительно снижает количество вредных выбросов в атмосферу, уменьшает пожароопасность, токсичность и создает благоприятные условия труда при проведении окрасочных работ [1].

Одним из широко применяемых материалов в строительстве является древесина. Каждая деревянная поверхность нуждается в надежной защите во избежание разрушения под действием внешних факторов. Поражение различными микроорганизмами, в частности плесневыми

грибами, остается основной проблемой при ее эксплуатации. Предотвратить возникновение биокоррозии древесины гораздо легче, чем потом бороться с ее последствиями. На практике уже давно реализована идея добавления в лакокрасочные материалы специальных биоцидных и ингибирующих добавок [2]. Лакокрасочный материал является сложной многокомпонентной системой, поэтому следует учитывать особенности каждой композиции, которые могут оказать существенное влияние на стабильность активных веществ биоцида (температура и значения рН системы; восстанавливающие и окисляющие компоненты композиции; материал подложки; температура сушки лакокрасочного материала; условия эксплуатации покрытия). Кроме того, препараты, используемые в качестве добавок для защиты от биокоррозии, должны быть не только эффективными, но и безопасными при применении, а также не оказывать вредного влияния на окружающую среду [1]. Снизить нежелательное влияние биоцидов можно путем уменьшения их количества в композиции. Однако в данном случае снижается и их эффективность против микроорганизмов. Для решения проблемы предлагается путем оптимизации рецептуры увеличить биостойкость и придать фунгитоксичные свойства лакокрасочной пленке, что позволит уменьшить количества антимикробных препаратов в составе, тем самым снизить экологическую нагрузку биозащитного лакокрасочного материала.

Таким образом, основная цель данной работы — оптимизировать базовую рецептуру, основываясь на биостойкости и фунгитоксичности ее компонентов.

Основная часть. Каждый компонент лакокрасочной композиции при воздействии на него метаболитов плесневых грибов обладает различной биостойкостью (одни быстро деструк-тируют, у других изменения в структуре происходят в меньшей степени либо незначительно). С другой стороны, имеет место и ответная реакция — все продукты, входящие в состав материала, могут влиять на рост и развитие плесневых грибов: стимулировать их рост в том случае, когда являются источником питания; инги-бировать или оставаться инертными.

Воздействие плесневых грибов — это, прежде всего, воздействие химически активной агрессивной среды, выделяемой ими [3]. В лакокрасочном покрытии в большой степени подвергается разрушению пленкообразователь. При действии агрессивных сред на полимерные материалы макромолекулы могут претерпевать следующие превращения: уменьшение степени полимеризации в результате распада основной цепи макромолекул в полимерах; отщепление

молекулы мономера от конца цепи макромолекулы — деполимеризация; образование новых химических связей между макромолекулами, т. е. реакция сшивания [4].

Химическую стойкость полимерных материалов можно оценивать по изменению их физико-механических свойств. Следствием межмолекулярного взаимодействия является изменение прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве. Для исследования изменения прочностных характеристик в пленкообразующих веществах под воздействием плесневых грибов свободные пленки, полученные на основе акриловой, стирол-акриловой и винил-ацетат-этиленовой дисперсий, подвергали воздействию плесневых грибов по экспресс-методике «агаровая сетка» с использованием грибов Aspergillusniger, Pénicillium Funiculosum, Trichodermaviride [5]. Необходимо отметить, что полученные пленки дисперсий имели одинаковую оценку степени грибоустой-чивости в соответствии с ГОСТ 9.050.

Результаты испытаний, представленные на рис. 1 и 2, показали, что спустя 7 сут прочность при растяжении акриловой пленки увеличивается с 0,24 до 0,43 МПа, стирол-акриловой -с 0,10 до 0,45 МПа, винил-ацетат-этиленовой -с 0,14 до 0,32 МПа.

Время воздействия плесневых грибов, сут

Рис. 1. Зависимость прочности при растяжении пленкообразователей от времени воздействия плесневых грибов

Относительное удлинение снижается соответственно с 140 до 103, с 310 до 197, с 390 до 290%. Через 14 сут и при дальнейшем воздействии плесневых грибов значительно снижается прочность при растяжении (до 0,25 МПа) и увеличивается относительное удлинение (до 253%)

у стирол-акрилового, в меньшей степени (до 0,30 МПа и 299%) у винил-ацетат-этиленового и незначительно (до 0,44 МПа и 102%) у акрилового пленкообразователей.

Время воздействия плесневых грибов, сут

Рис. 2. Зависимость относительного удлинения пленкообразователей от времени воздействия плесневых грибов

Известно [6], что при воздействии агрессивных сред на полимерные материалы могут образовываться новые химические связи между макромолекулами. Судя по характеру изменения полученных нами прочностных характеристик пленок, имело место образование таких связей. Для подтверждения данного предположения были проведены испытания по установлению содержания золь-гель-фракции в пленках связующего без старения и спустя 7 и 14 сут воздействия плесневых грибов (табл. 1). Пленкообразующие вещества экстрагировали бензолом в течение 3 ч. Данные, представленные в табл. 1, коррелируют с полученными ранее.

Стирол-акриловый и винил-ацетат-этиленовый пленкообразователи не являются сетчатыми полимерами, поэтому не имеют гель-фракции. После 7 сут воздействия микроорганизмов гель-фракция акриловой пленки увеличивается до 10%, у несшитых стирол-акриловой и винил-ацетат-этиленовой пленок появляется гель-фракция, которая составляет 71,12 и 72,98% соответственно. Полученные данные свидетельствуют о том, что под действием плесневых грибов в макромолекулах пленкообразующего веществах происходит образование

новых поперечных химических связей за счет рекомбинации макрорадикалов. При воздействии микроорганизмов более 7 сут гель-фракция всех пленок снижалась.

Гель-фракция непигментированных пленок

Пленко-образователь Время воздействия плесневых грибов, сут Гель, %

Акриловый 0 70,29

акриловый 7 71,12

Винил-ацетат- 0 0

этиленовый 7 72,98

Таким образом, в качестве пленкообразующего в биозащитной лакокрасочной композиции была выбрана акриловая дисперсия, пленка которой наименее подвержена изменению деформационно-прочностных свойств после 7 сут воздействия плесневых грибов.

Следующим шагом при разработке биозащитного материала является выбор пигментов и наполнителей. Осуществляя выбор пигмента для лакокрасочного материала, как правило, не учитывают его влияния на микробиологическую стойкость получаемого защитного покрытия. Между тем роль этого компонента лакокрасочных покрытий в обеспечении их биостойкости имеет в составе некоторых материалов существенное значение. Пигменты могут механически затруднять развитие мицелия, оказывать токсичное действие на микроорганизмы, в том числе плесневые грибы.

По масштабам производства и применения в лакокрасочных материалах белые пигменты занимают первое место, они составляют 65-70% всей массы выпускаемых пигментов.

Из большого числа неорганических веществ белого цвета в качестве пигментов нашли практическое применение лишь немногие технические продукты, отвечающие комплексу физических, химических, технических, экономических и санитарно-гигиенических требований. К ним относятся: диоксид титана, оксид и сульфид цинка, литопон. Анализ литературы показал [1, 7], что оксид и сульфид цинка, литопон обладают фунгитоксичными свойствами.

□ акриловый □ стирол-акриловый И винил-ацетат-этиленовый Рис. 3. Длительность лаг-фазы (сут) A. niger на пленках, содержащих пигменты

Была проведена сравнительная оценка гри-бостойкости цинксодержащих пигментов в составе модельных композиций на основе акриловой, стирол-акриловой и винил-ацетат-этиленовой дисперсий (рис. 3). Установлено, что диоксид титана незначительно влиял на ингибирующую способность покрытий (увеличил длительность лаг-фазы гриба на 1 сут). Наибольшую фунгиток-сичность с водно-дисперсионными пленкообра-зователями проявил оксид цинка. Споры гриба остались без видимых изменений в течение всего периода испытаний на всех покрытиях. Пленки, содержащие литопон и сульфид цинка, не обладали антигрибными свойствами, что связано с меньшим содержанием ионов цинка в пигментах (литопон содержит 20% цинка, сульфид цинка — 67,1%, а цинковые белила -80%), а следовательно, и в лакокрасочной композиции (количество цинка в покрытии с цинковыми белилами составило 24%, сульфидом цинка — 20,13%, литопоном — 6%).

Таким образом, фунгитоксичные свойства покрытий определялись, в основном, пигментами, так как лаг-фаза всех пленок, содержащих один и тот же пигмент, была одинаковая. Лучшими биозащитными свойствами в составе модельных композиций обладал оксид цинка.

Наполнители являются активными компонентами пигментированных лакокрасочных материалов, применяются для оптимизации рецептуры и улучшения технических свойств лакокрасочного материала и покрытия. По сравнению с пигментами наполнители либо снижали биозащитные свойства покрытий, либо не оказывали никакого влияния на фунгитоксич-ность пленки. Связано это с тем, что металлы, входящие в состав наполнителей, не токсичны

по отношению к микроорганизмам, кроме того, некоторые наполнители могут увеличивать гигроскопичность покрытия, тем самым способствовать интенсивному развитию микроорганизмов.

Таким образом, для дальнейшей разработки лакокрасочного материала были выбраны: инертный по отношению к грибам диоксид титана для придания укрывистости, оксид цинка для увеличения фунгитоксичности и кальцит для снижения себестоимости краски, а также для регулирования некоторых технических характеристик [7].

Кроме того, в состав лакокрасочной композиции входили: диспергатор (натривая соль по-ликарбоновой кислоты), пеногаситель (смесь гидрофобных твердых веществ и пеноразру-шающих полисилокасанов в полигликоле), ассоциативные неионные загустители на основе полиуретанов (так как использование целлюлозных загустителей стимулирует рост микро-мицетов), коалесцент (2,2,4-триметил-1,3-пен-тадиолмоноизобутират).

Планирование эксперимента осуществлялось с помощью симплекс-решетчатых планов Шеффе для трехкомпонентного симплекса [8].

Известно, что на биозащитные свойства покрытий существенное влияние оказывает окрашиваемая поверхность. Поэтому количества пигмента и наполнителя выбирались таким образом, чтобы максимально снизить влияние деревянной поверхности. Пигментная часть в композиции составила 35 мас. %. Соотношения пигментов и наполнителей рассчитывались на основании ограничений в локальных областях факторного пространства с учетом того, чтобы объемная концентрация пигментов в заданной

области была максимальна. В табл. 2 представлены номера составов и соотношения компонентов пигментной части (мас. %).

Состав пигментной части исследуемых композиций, %

Самое большое значение объемной концентрации пигментов (ОКП) было отмечено у состава № 1.

В табл. 3 представлены результаты испытаний на грибостойкость полученных составов.

Грибостойкость по ГОСТ 9.050 методами 1 и 2 лакокрасочных материалов в виде свободной пленки и на деревянной поверхности

Исследования проводили согласно ГОСТ 9.050 методами 1 (в условиях, исключающих дополнительный источник питания) и 2 (в присутствии источника питания) в виде свободной пленки, а также на деревянной поверхности (по 6-балльной шкале от 0 до 5; баллы 0 и 1 — покрытие обладает биозащитными свойствами).

Установлено, что без подложки все составы обладали одинаковой грибостойкостью. При окрашивании деревянной поверхности лучшей биостойкостью (0 баллов по методу 1; 2 балла по методу 2) обладал состав № 1, объемная

концентрация пигмента которого была максимальна и составляла 38,0 об. %.

Таким образом, при равной наполненности лучшими биозащитными свойствами на древесине обладал состав с большей объемной концентрацией пигмента. При большом значении ОКП создается барьерный эффект, тем самым снижается влияние окрашиваемой поверхности.

В число соединений, характеризующихся высокой активностью в сочетании с относительно низкой токсичностью для человека, входят азотсодержащие гетероциклические соединения, в частности изотиазолиноны. Они, в отличие от других биоцидов, устойчивы в щелочной среде, не вызывают изменение цвета лакокрасочного материала, не содержат галогенов. В качестве биоцид ной добавки вводили изотиазолинон, выпускаемый под торговой маркой Асйс1ёеБ’^ Для определения концентрации биоцида, при которой покрытие будет полностью ингибировать рост плесневых грибов, в состав вводили добавку в количестве до 0,01 мас. % с шагом 0,002 (рис. 4).

Рис. 4. Влияние биоцида изотиазолинона на фунгитоксичность лакокрасочного покрытия, определенную по методу «агаровая сетка»

Из данных рисунка видно, что покрытие полностью ингибировало рост плесневых грибов при содержании биоцида 0,008%. Производителем рекомендуется вводить 0,10-0,40% биоцида. Таким образом, при окраске древесины разработанный состав позволил снизить содержание биоцидной добавки в 12,5 раз от рекомендуемого количества.

Кроме того, что биозащитный состав должен обладать стойкостью к воздействию плесневых грибов, он также должен иметь высокие технические характеристики.

В табл. 4 представлены технические характеристики разработанного биозащитного лакокрасочного материала.

Все полученные лакокрасочные покрытия высыхали до степени 3 за время не более 1 ч и давали пленку с однородной матовой поверхностью.

Номер состава Диоксид титана Оксид цинка Кальцит ОКП, об. %

1 15,00 15,00 5,00 38,0

2 16,65 15,00 3,35 37,4

3 18,35 15,00 1,65 36,8

4 20,00 15,00 0 36,1

5 16,70 16,65 1,65 36,4

6 13,30 18,35 3,35 36,7

7 10,00 20,00 5,00 37,0

8 11,65 18,35 5,00 37,4

9 13,35 16,65 5,00 37,7

10 15,00 16,65 3,35 37,1

Номер состава Свободная пленка На подложке ОКП, об. %

Огнезащитные составы-антисептики марки ОСА-Д

Огнезащитные составы-антисептики марки ОСА-Д

Составы, обладающие огнезащитными свойствами и будучи антисептиком, маркированные индексом ОСА-Д специально разработаны для выполнения поверхностной пропитки деревянных изделий, а также любых материалов на основе древесины.

Ключевой задачей подобного Огнезащитного состава антисептика ОСА-Д является обеспечение биологической защиты, а также снижение горючести деревянных элементов.

В основе состава-антисептика ОСА-Д – раствор антипиренов в воде, включающий добавки консервантов и антисептиков. Данный продукт производится в соответствии с ТУ 2316-025-17297211-2012.

Практический опыт показал безупречное функционирование данных составов как внутри любых объектов с неагрессивными средами при температуре от -45˚С до +50˚С, так и в открытых атмосферных условиях в регионах с умеренным климатом. При наличии повышенной влажности в открытых зонах рекомендуется обеспечить нанесение поверхностного влагозащитного слоя из лака либо эмали.

Характеристики состава антисептика ОСА-Д

Огнезащитные составы-антисептики марки ОСА-Д демонстрируют следующие характеристики:

• обладают сертификатом ФГУ ВНИИПО МЧС РФ;

• представляют собой прозрачную жидкость, имеющую светло-желтый цвет;

• обладают 15-летним гарантийным эксплуатационным сроком;

• подлежат хранению в течение 5 лет при t0, превышающей 0°C и отсутствии прямого UV-излучения;

• позволяют обеспечить высокую технологичность нанесения;

• отличаются экологической безопасностью;

• снижают растрескивание структуры древесины;

• позволяют наносить влагозащитные покрытия после обработки;

• обладают пожаровзрывобезопасностью и нетоксичностью при горении;

• не являются опасным грузом;

• поставляются в полностью подготовленном для применения виде;

• могут использоваться как в бытовых, так и в производственно-технических целях.

Параметры биозащиты и огнезащиты.

Огнезащитные составы-антисептики марки ОСА-Д демонстрируют следующие показатели огнестойкости и биостойкости:

Требования к поверхности Максимальный расход краски Параметры огнестойкости
Обеспечение биозащиты 90 г/м²
Обеспечение огнезащиты 270 г/м² Группа 1
Обеспечение огнезащиты 170 г/м² Группа 2

Технология Огнезащитных составов ОСА-Д

• поверхности должны быть очищенными, сухими, неокрашенными;

• перед нанесением состава, он подлежит тщательному перемешиванию;

• окрашивание выполняется окунанием, кистями, валиками, либо краскопультами;

• состав является продуктом, полностью готовым к использованию. Разведению не подлежит;

• следует обеспечить высыхание обработанных изделий в естественных условиях;

• не рекомендуется наносить данный состав во время дождя, при влажности воздуха свыше 80%, а также при температуре менее 5°С;

• при наличии повышенной влажности в открытых зонах рекомендуется обеспечить нанесение поверхностного влагозащитного слоя из лака либо эмали (пентафталевые, алкидно-уретановые, эпоксидные продукты) в 50-100 мкм.

Требования безопасности

Огнезащитные составы-антисептики марки ОСА-Д является пожаро-взрывоопасным и токсичным лакокрасочным материалом. Токсичность обусловлена воздействием паров растворителей, входящих в состав лакокрасочного материала и применяемых для его разбавления.

  • Соблюдать Правила пожарной безопасности и промышленной санитарии по ГОСТ 12.3.005.
  • Использовать Средства индивидуальной защиты по ГОСТ 12.4.011
  • Контролировать Предельно допустимые выбросы (ПДВ) по ГОСТ 17.2.3.02
  • Утилизировать отходы по СанПиН 2.1.7.1322-03.

Высушенное лакокрасочное покрытие не оказывает вредного воздействия на человека.

Доставка огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д

Бесплатно перевозим краску до терминала любой транспортной компании в городе Ярославле.

Подробно о доставке огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д

Широкий выбор транспортной компании для доставки лакокрасочных материалов: Деловые Линии, ПЭК, Байкал-Сервис, Желдорэкспедиция и другие, склады которых базируются в Ярославле.

Логистические услуги по оформлению доставки огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д мы возлагаем на себя. Вы только оплачиваете межтерминальную перевозку.

Лакокрасочные материалы для транспортировки подготовят специальным образом, для сохранности тары: промаркируют «верх», «стекло», «не кантовать» и закрепят крышки.

Так же отправляем купленную лакокраску курьерской доставкой. Купив партию краски весом от 1 кг до 10 кг, предварительно упаковав, передадим на доставку курьерской службе. Вы сами сможете выбрать курьерскую службу.

Для самовывоза склад в Ярославле

Адрес склада: г. Ярославль, пр. Октября, 87a.

Часы работы и контактная информация для связи на странице

Заказ и оплата огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д

Ваше сообщение отправляется.

Как сделать заказ и оплатить

  • Уточнить цену огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д, фасовку и сделать заказ через форму быстрого заказа;
  • Оставить заявку на покупку краски по телефону в отделе продаж:
    ��+7 (4852) 59-99-09, +7 (4852) 59-99-08, +7 (4852) 33-59-09 ; 8-800-700-59-09;
  • Заказать эмаль в мессенджерах Viber или WhatsApp:
    +7 (910) 973-59-08, +7 (910) 973-01-00;
  • Технические консультации о применении огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д и других лакокрасочных материалов в Jivo (JivoSite) чат онлайн-консультанта на сайте;
  • Письмо на адрес: info@lakokraska-ya.ru.

Варианты оплаты

  • Оплата товара безналичным платежем по реквизитам счета на оплату для организации.
  • Перевод через интернет-банкинг по QR коду на оплату огнезащитных составы-антисептиков марок ОСА-Д для физического лица.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *