1. Защитно-декоративные покрытия и их свойства

1.1. Характеристика и классификация защитно-декоративных покрытий

Основной целью технологии защитно-декоративных покрытий древе­сины и древесных материалов является получение пленок, обеспечиваю­щих защиту от воздействия! внешней среды и улучшение декоративных свойств подложек.

Под термином пленкапонимают состояние вещества в виде сплошного тонкого слоя. Различают пленки свободные и адгезированныеЛакокрасочные,покрытия— это пленки, связанные адге­зионными силами с поверхностью подложек, которые представляют со­бой твердые поверхности, на которых создаются покрытия. В качествеподложек в производстве изделий из древесины и древесных материалов используются натуральная древесина различных пород в виде массива, строганого или лущеного шпона, фанеры, древесноволокнистые и дре­весностружечные плиты, облицованные бумажно-смоляными пленками. Каждый древесный материал, используемый в качестве подложки, имеет особенности, которые следует учитывать при формировании защитно-декоративных покрытий, что и найдет свое отражение в соответствую­щих разделах учебника.

Защитно-декоративные покрытия, в отличие от клеевых соединений, у которых клеевой слой связан с обеих сторон с твердыми поверхностя­ми, имеют две поверхности контакта: одну —с внешней средой (газооб­разной) , другую — с подложкой (твердым телом). Влияние внешней среды и подложки на лакокрасочные материалы проявляется по-разному. Поэтому покрытия следует рассматривать как физически и химически неоднородные системы.

Влияние воздуха на верхний слой в процессе формирования пленки проявляется в большей степени. Особенно это сказывается на степень окислительной деструкции и других химических превращений пленкообразователя, протекающих с участием кислорода и влаги воздуха. Под­ложка также участвует в протекании химических реакций: при формиро­вании покрытий, особенно при высоких температурах, нередко прояв­ляется ее катализирующая или ингибирующая роль. Все это определен­ным образом сказывается на структуре пленок. Адгезионный слой имеет как правило, анизотропную плоскоориентированную структуру.

Неоднородность состава, структуру и, как следствие этого, анизотро­пию свойств, присущие лакокрасочным покрытиям, нельзя рассматривать только как отрицательные явления. В этом может быть определенный положительный эффект, особенно при создании многослойных покрытий. Таким образом, особенности лакокрасочных покрытий — химическая и физическая неоднородность, плоскостная ориентация, анизотропия, напряженность, высокая удельная поверхность и другие -должны учитываться при эксплуатации, оценке и, особенно, при выборе технических средств и приемов их получения. Нанесение лакокрасочных покрытий обладает рядом преимуществ перед другими способами отделки (золочением, обжигом, резьбой ин­крустацией, интарсией и др.): простотой получения покрытий и возможностью применения для за­щиты и облагораживания изделий любых форм и размеров; возмож­ностью изменить защитные и декоративные свойства покрытий, приме­няя разные материалы; возможностью ремонта и подновления непосред­ственно на месте эксплуатации; возможностью сочетания лакокрасоч­ных покрытий с другими видами эдцитно-декоративной отделки; более низкой стоимостью.

Однако при нанесении лакокрасочных защитно-декоративных покры­тий возможен ряд дефектов: неравномерность покрытий по толщине; неоднородность внешней поверхности, наличие включений; недостаточ­ная или неравномерная степень блеска; относительно невысокая механи­ческая прочность, термо-, вода-, биостойкость и др.

При всем различии свойств лакокрасочных покрытий этот способ отделки имеет единое техническое решение задачи защиты поверхности древесины от внешнего воздействия и улучшения декоративных свойств без существенного изменения формы и размеров изделий.

Классификация защитно-декоративных покрытий древесины и древес­ных материалов проводится по различным признакам: по химическому и эксплуатационному признакам, по строению покрытий, оптическим свойствам и агрегатному состоянию лакокрасочных материалов.

В зависимости от агрегатного состояния лакокрасочных материалов защитно-декоративные покрытия могут быть сформированы на основе жидких лакокрасочных материалов, порошков или пленочных материа­лов.

Прозрачные покрытия применяют преимущественно для древесины и древесных материалов, обладающих красивой текстурой и цветом. Нередки случаи, когда натуральный цвет древесины изменяется за счет отбеливания или специального крашения. Для формирования прозрач­ных покрытий применяются прозрачные материалы: лаки или пленки. Непрозрачные покрытия полностью скрывают цвет и текстуру древесины и древесных материалов, поэтому этот вид защитно-декоративных пок­рытий формируется на древесине хвойных или малоценных лиственных пород. Для непрозрачных покрытий применяют непрозрачные материа­лы: краски, эмали, порошки и пленки на основе пропитанных бумаг.

По строению лакокрасочные покрытия подразделяются на одно и многослойные; последние в свою очередь, могут быть одно- и разнородными, т.е. изготовленными из одного или разных по химической природе лакокрасочных материалов. Для многослойных покрытий принято соответствующее название слоев: первый контактирующий с подложкой, слой называется грунтовочный, или грунтом, далее следует промежуточные слои и, наконец, верхний – покровный слой. В настоящее время, несмотря на общую тенденцию к сокращению числа слоев, многослойные покрытия сохраняют свое значение. Однако при формировании прозрачных декоративных покрытий функции промежуточных слоев все больше выполняют шпатлевочные материалы или специально создаваемые для этих целей так называемые грунтлаки.

На рис. 1.1 показаны типовые структурные схемы защитно-декоратив­ных покрытий на древесных подложках. На практике встречаются зна­чительные отклонения от этих схем в зависимости от качества поверх­ности отделываемой древесины, свойств отделочных материалов и тре­бований к покрытию. Для создания рассмотренных структур используютразличные отделочные материалы, представляющие собой более или ме­нее сложные композиции исходных веществ. Основную роль играют пле­нкообразующие вещества. Лакокрасочные покрытия в зависимости от вида основного пленкообразователя делятся на 7 групп: полиэфирная (ПЭ), полиуретановая (УР), меламиновая (МЛ), полиакриловая (АК), карбамидная (МЧ), нитроцеллюлозная (НЦ), пентафталевая (ПФ).

В зависимости от показателей внешнего вида лакокрасочные покры­тия подразделяются на две подгруппы: с открытыми порами А и с за­крытыми порамиБ, а внутри подгруппы на категории: 1-я категория, 2-я категория и 3-я категория. Кроме того, покрытия, образованные синтетическими облицовочными материалами, делятся по фактуре на гладкие и рельефные (с порами).

В зависимости от степени блеска или матовости лакокрасочные покры­тия делятся на высокоглянцевые (ВТ), глянцевые (Г), полуглянцевые (ПГ), полуматовые (ПМ) и матовые (М).

Покрытия, образованные синтетическими облицовочными материала­ми, в зависимости от рода полимера делятся на две группы: облицо­вочные материалы на основе бумаг, пропитанных термореактивными полимерами (ТР), и на основе термопластичных полимеров (ТП).

Группа покрытий, образованная облицовочными материалами на основе, бумаг, пропитанных термореактивными полимерами, в зависи­мости от применяемого пропиточного материала делится на три под­группы: меламино- (А) и карабамидоформальдегидные, модифициро­ванные с лаковым покрытием (Б и В).

По эксплуатационному признаку или назначению покрытия делятся на атмосферостойкие, стойкие, внутри помещений, химически стойкие, тормо-, морозо-, водостойкие и др.

Рис. 1.1. Типовые структурные схемы защитно-декоративных покрытий на древес­ных подложках: а — лакокрасочное, прозрачное с закрытыми порами; б — то же с открытыми; в — то же непрозрачное; г — то же имитационное;д — пленочное, ламинирован­ное;в — то же отделочно-облицовочное;ж— комбинированное; 1 — Лак; 2 — прозрачный грунт;3 — краситель;4 — порозаполнитель;5 — эмаль, краска;6 — шпатлевка;7 — непрозрачный грунт;8 — местная шпатлевка;9 — рисунок;10 — фоновая краска;11 — пропиточная смола;12 — бумага;13 — облицовочный материал;14 — клей

Приведенная классификация согласуется с нормативно-технической документацией, применяемой в производстве изделий из древесины: в производстве мебели — ОСТ 13-27-82 "Покрытия защитно-декоратив­ные на мебели из древесины и древесных материалов. Классификация и обозначения"; в производстве столярно-строительных изделий (окна, двери, паркетные доски и щиты, ДВП с лакокрасочным покрытием, доски пола, плинтусы, наличники, поручни, раскладка и др.) — ГОСТ 24404—80 "Изделия из древесины и древесных материалов. Покрытия лакокрасочные. Классификация и обозначения"; в производстве лыж — ОСТ 13-61—77 "Покрытия защитно-декоративные на лыжах. Классифи­кация и обозначения".

Перечисленные классификаторы предусматривают также систему назначений защитно-декоративных покрытий, которая иллюстрируется ниже на примере ОСТ 13-27-82.

Обозначение защитно-декоративных покрытий состоит из пяти частей. Первая часть обозначает группу покрытий по ОСТ 13-27—82. Для лако­красочных покрытий указывается покровный материал по ГОСТ 9825— 73, для синтетических облицовочных материалов — род полимера (нап­ример, ТР — термореактивный, ТП — термопластичный).

Вторая часть указывает подгруппу и категорию покрытия. Подгруппа обозначается заглавными буквами русского алфавита, категории - араб­скими цифрами.

Третья часть определяет вид лакокрасочных покрытий в зависимости от прозрачности и обозначается заглавными буквами русского алфа­вита: Н —непрозрачное; П - прозрачное. Для синтетических облицовоч­ных материалов третья часть индекса не указывается.

Четвертая часть определяет вид покрытия по блеску или матовости и обозначается заглавными буквами русского алфавита: ВГ — высоко­глянцевое, Г — глянцевое, ПГ — полуглянцевое, ПМ — полуматовое, М — матовое.

Пятая часть определяет защитные свойства покрытия и обозначается по табл. ОСТ 13-27—82 арабскими цифрами 3, 6 и 9 в зависимости от ха­рактеристики стойкости покрытия.

Каждая часть обозначения отделяется точкой.

Примеры обозначения покрытий по ОСТ 13-27—82. 1. По­крытие полиэфирной группы, подгруппа Б, первой категории, образованное лаком ПЭ-265, прозрачное, высокоглянцевое, водо-, тепло-, морозостойкое: лак ПЭ-265. Б1. П. ВГ.9.

2. Покрытие нитроцеллюлозной группы подгруппы Б первой категории, обра­ зованное эмалью НЦ-25, непрозрачное, глянцевое, ограниченно водостойкое, низко­ тепло- и низкоморозостойкое: эмаль НЦ-25. Б1.Н.Г.З.

3. Покрытие, образованное облицовочным материалом на основе бумаг, пропи­ танных термореактивными полимерами (меламиноформальдегидными смолами) подгруппы А, второй категории, полуглянцевое, водо-, тепло-, морозостойкое: ТР. А2. ПГ. 9.

Аналогичным образом обозначаются все встречающиеся в практике отделки разновидности защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов.