Лакокрасочные материалы для дерева: виды и особенности
Знаете ли вы, что лакокрасочные материалы для дерева — это минимум 5-10 % общей стоимости столярных изделий? А «визуально» качественные ЛКМ способны из дешевого шкафа или двери сделать дорогое изделие. Таковы данные, полученные в ходе эксперимента, проведенного одним из статусных производителей лакокрасочных покрытий для мебели. Суть заключалась в следующем: два одинаковых изделия покрывали разными ЛКМ: первый дешевым (пусть, 5 % от стоимости изделия), второй дорогим (10 % цены изделия). Вот этот второй предмет несколько фокус-групп оценивали дороже первого… в 4 раза!
Мы начинаем серию публикаций о ЛКМ для древесины — красках и эмалях, лаках, маслах и восках, морилках (бейцах). Рассказываем:
• о видах, типах лакокрасочных материалов;
• их преимуществах и недостатках;
• самых безопасных, экологичных лаках и красках для дерева;
• и о том, почему нельзя просто взять и покрыть любым составом древесину любой породы и т.д.
Возможно, вы найдете объяснение своим неудачам, а значит, предупредите их повторение. Мы работаем с деревом давно, поэтому уверены: чтобы правильно выбрать лакокрасочную систему для него, нужно знать не просто названия материалов, а саму их суть. Поэтому начнем с ЛКМ для мебели и внутренних работ по дереву в целом.
ЛКМ по дереву: общий состав
Лакокрасочные материалы для древесины, в общем, имеют достаточно сложный состав. И от него зависят защитные, эксплуатационные, эстетические и экологические свойства покрытия. Скажем о некоторых компонентах вкратце.
Пленкообразователи — именно они и создают прочную и долговечную пленку (прозрачный или окрашенный слой) на поверхности древесины. Эти пленки могут быть:
• превращаемыми — за счет испарения растворителя образуется плавкая пленка. Такую можно смывать растворителем, легко устранять дефекты;
• непревращаемыми — за счет реакции отверждения самого пленкообразователя и испарения растворителя образуется неплавкая и нерастворимая пленка. Такую полностью не смыть растворителями, и для исправления дефектов необходимо снять брак механическим способом.
Пленкообразователи для ЛКМ по дереву это нелетучие органические вещества. Наиболее известные из них:
• натуральные, полунатуральные, синтетические масла и олифы;
• природные смолы (шеллак, янтарь, канифоль, бензойная, копал и т.п.) — почти вытеснены;
• синтетические полимеры: полиуретаны, полистиролы, поливинилацеты, перхлорвинилы, полиакрелаты, фенолформальдегиды, карбамидоформальдегиды, полиэфиры и т.д.;
• искусственные полимеры (не путать с синтетическими!): эфиры целлюлозы (нитроцеллюлоза: коллоксилин и пироксилин);
• воски растительного (карнаубский), животного (пчелиный), минерального (парафин, церезин) происхождения;
• белковые (казеины, глютины) — практически вытеснены.
Чаще в одной краске, лаке и т.д. используют несколько пленкообразователей. Например, нитроцеллюлозные сочетают с синтетическими.
Пленкообразующая система — такое состояние пленкообразователя, которое позволяет добавлять в него другие составляющие ЛКМ. Некоторые пленкообразователи не требуют растворителей (однофазные), другие являются растворами или дисперсиями (двухфазные).
Растворители — вещества, которые растворяют пленкообразователь и испаряются в процессе образования пленки, вызывая ее физическое отверждение. В качестве растворителей ЛКМ для древесины практически всегда используют сложносоставную «смесь», в которую могут входить:
• ароматические углеводороды (ксилол, стирол, сольвент, толуол, и др.);
• кетоны (ацетон, метилизобутилкетон, метилэтилкетон, циклогексанон);
• нефтяные углеводороды (керосин, бензин, уайт-спирит, лигроин и пр.);
• простые эфиры (бутилцеллозольв этилцеллозольв и т.д.);
• спирты (бутиловый, изопропиловый, этиловый и пр.);
• сложные эфиры уксусной кислоты (амилацетат, бутилацетат, этилацетат и т.п.);
• терпены (скипидар);
• хлорированные углеводороды (ди-, трихлорэтан др.).
Разбавитель (не путать с растворителем!) — не растворяет пленкообразователь и не разрушает его структуру, но доводит ЛКМ до оптимальной вязкости. В роли разбавителей выступают растворители, но с четким соблюдением правила: разбавитель должен испаряться быстрее растворителя. Требует точной дозировки.
Каждому типу пленкообразователей соответствует свой состав растворителя и разбавитель. Причем подбирают их не только по совместимости с пленкообразующей системой, но и по скорости испарения (или температуре кипения).
Испарение растворителей/разбавителей из пленки происходит по эндотермическому типу, т.е. с поглощением тепла. Соответственно, сохнущая пленка сильно охлаждается. И если скорость испарения растворителя слишком велика, покрытие может быть безнадежно испорчено. Например, можно получить помутнение поверхности, повеление, шагрень (апельсиновую корку) и даже «сворачивание» ЛКМ. При низкой скорости испарения может возникнуть рябь.
Все разнообразие ЛКМ для мебели и древесины можно разделить следующим образом:
• составы на органических растворителях;
• водоразбавляемые (водорастворимые и вододисперсные).
! Водные краски тоже содержат органические растворители.
Отвердители — вступают в реакцию с пленкообразователем и вызывают его химическое отверждение. Применяются в таких ЛКМ для дерева, как ПУР, эпоксидные лаки и т.п. Требуют очень точного расчета количества.
Красители — натуральные и синтетические растворимые вещества, обладающие способностью окрашивать различные материалы. Зачастую для проникновения и закрепления на материале красители используют совместно с протравами. Как правило, ЛКМ с красителями в составе образует прозрачное цветное покрытие. Натуральные красители для дерева — вещества растительного (сафлор, куркума, индиго) и даже животного (кармин и кошениль) происхождения. В настоящее время они практически вытеснены синтетическими. Красители в целом подразделяют на:
• кислотные (анионные);
• активные;
• прямые (субстативные);
• металлокомплексные.
Пигменты — практически нерастворимые органические или минеральные вещества в виде тонкодисперсных порошков (паст), цветные или бесцветные. Обладают большей укрывистостью в сравнении с красителями. Можно отметить охру, сурик, умбру, графит, алюминиевую пудру, сажу, белила, оксиды хрома, оксиды и соли железа и т.д. Иногда под красителями понимают пигменты, хотя это неверно.
Наполнители — дисперсные нерастворимые вещества, практически не окрашивающие древесину (например, тальк). Используются для улучшения светостойкости покрытий, придания лакокрасочным составам оптимальной консистенции.
Пластификаторы — малолетучие вещества, которые вводят в ЛКМ для снижения внутренних напряжений в пленке, придания готовым покрытиям эластичности, морозостойкости.
Все другие компоненты образуют группу аддитивов или технологических (функциональных) добавок. Их вводят в состав в малом количестве — 0,02…3-5%. Некоторые из них перечислены ниже.
| Добавка | Свойства |
| Сиккативы | Сушащие вещества, ускоряют высыхание пленки. Переизбыток или недостаток критичен. |
| Пеногасители | Способствуют удалению из свежей пленки газов, что предотвращает появление дефектов (пузырьков, «кратеров»). |
| Диспергаторы | Смачивают частицы пигмента. |
| Загустители | Снижают разбрызгивание, применяются для вододисперсных ЛКМ. |
Виды покрытия для дерева
По типу (виду) покрытий для дерева и назначению ЛКМ в целом подразделяют на:
• бейцы (морилки, протравы),
• лаки,
• краски,
• эмали,
• масла,
• воски,
• шпатлевки,
• грунтовки.
Лаки — растворы пленкообразователя (натуральной или синтетической смолы) в воде или органических растворителях, которые после нанесения на обрабатываемую поверхность высыхают, образуя твердую прозрачную пленку. «Классика» в виде глянцевых (блестящих, сверкающих) лаков сегодня мирно сосуществует с матовыми.
Вообще, русское слово «лак» имеет древнее происхождение и пришло к нам из санскрита, в котором означает буквально «сто тысяч». Дело в том, что известный натуральный продукт шеллак — это секрет желез лаковых щитовок, и требуется очень-очень много таких насекомых, чтобы получить «значимое» его количество.
Однако, приобретая лаки иностранного производства, помните, что на немецком языке лак называется Firniss, на английском — varnish, на французском —vernis.
Краски — суспензии пигментов (и иногда красителей) в пленкообразователе (связующем). После высыхания образуют непрозрачную твердую пленку. Эмали — суспензии пигментов в лаке. После высыхания образуют непрозрачные пленки. В отличие от лаков, краски и эмали подходят для дерева с дефектами, поскольку позволяют скрыть видимые недостатки материала.
Грунтовки — составы, применяемые для повышения адгезии между слоями лакокрасочной системы. Шпатлевки — составы, используемые для выравнивания обрабатываемой поверхности перед окраской.
Лакокрасочные системы — совокупность всех слоев ЛКМ, последовательно нанесенных на обрабатываемую поверхность. Системы подбирают, исходя из совместимости каждого из слоев друг с другом.
Из всего разнообразия видов красок, лаков, морилок для дерева лучшим образом подходят системы следующих видов:
• нитроцеллюлозные (НЦ);
• кислотоотверждаемые (КИ);
• полиуретановые (ПУР);
• ненасыщенные полиэфирные (ПЭ);
• отверждаемые ультрафиолетовым УФ или электронным (ЭИ) излучением;
• водные.
Мы работаем, в основном, с бейцами, двухкомпонентными полиуретановыми системами, натуральными маслами — они дружелюбны к окружающей среде и человеку, долговечны, позволяют создавать эффектные покрытия на древесине. Заказчикам и нам очень нравится итоговый результат.
Конечно, применяем и ПЭ, НЦ, акриловые системы. Например, комод-реплика Лелльманна предполагал создание «пластилинового эффекта», чего априори невозможно добиться «тонкослойными» системами. Другой пример — окна на заказ. Не все хотят «под лак», кому-то нравится «традиционный белый», а кому-то и вовсе «нетрадиционные» цвета, и тогда мы выбираем акриловые лакокрасочные системы, которые позволяют окрасить изделие и одновременно сохранить фактуру дерева.
Взаимодействие ЛКМ между собой и самой древесиной
Или подбор лакокрасочной системы для древесины
ЛКМ для дерева не универсальны, они различно взаимодействуют с разными породами древесины и между собой, поэтому подбирать системы необходимо с учетом данного факта.
Сначала разберемся с самой древесиной. В ее состав входит целлюлоза (40-50 %), лигнина (20-30 %), гемилцеллюлоза (15-25 %). Еще 1-5 % — это смолы, дубильные вещества, масла, кислоты, воски, красители, алкалоиды, жиры, микроэлементы.
Красители (большинство), дубильные вещества водорастворимы. Поэтому при взаимодействии с водными ЛКМ, железом, фунгицидами может появиться неравномерная окраска (пятнистость). Дубильные вещества могут вызывать «синеву», потемнение ЛКМ при окрашивании и обесцвечивание лакокрасочного покрытия.
Смолы могут выпотевать на поверхность, причем лакокрасочные материалы для древесины не способны полностью блокировать эти выделения, что приводит иногда к появлению «жирных пятен» на эксплуатирующихся покрытиях. И сами лакокрасочные материалы могут потемнеть из-за смол уже в процессе нанесения. За эти эффекты наибольшую ответственность несут не смолы вообще, а их летучие части, поэтому на выдержанной древесине и при тщательном обессмоливании поверхности риск возникновения такого брака ниже.
Разные породы древесины имеют различные pH, низкие значения кислотности среды вызывают увеличение скорости отверждения ЛКМ, высокие — замедление скорости отверждения. Ниже в таблице публикуем риски при нанесении лакокрасочных покрытий на древесину некоторых распространенных пород.
| Порода древесины | pH | Риски |
| Береза | 4,8 | плохая адгезия с ЛКМ за счет возникновения «жирного» поверхностного слоя |
| Бук | 5,4 | хорошо поддается морению и лакированию |
| Дуб | 3,8 | синева при контакте с железом, потемнение ЛКМ во время нанесения, обесцвечивание покрытия |
| Ель | 5,3 | незначительное выделение смол при повышении температуры |
| Клен | 5,1 | возможность обесцвечивания лакокрасочного покрытия |
| Лиственница | 4,3 | выделение смол при повышении температуры |
| Сосна | 5,1 | выделение смол при повышении температуры |
Совместимость ЛКМ
Помимо того, что первый слой лакокрасочной системы должен правильно взаимодействовать с деревом, он должен быть совместим и с последующим слоем покрытия, а тот, в свою очередь, с третьим и т.д.
Пожалуй, главное правило: последующий слой не должен растворять предыдущий. И чуть конкретнее — несколько НЕЛЬЗЯ
• покрывать химически отверждаемые ЛКМ физически отверждаемые;
• покрывать ЛКМ с сильным растворителем слой со слабым растворителем;
• покрывать ЛКМ, отверждаемыми при высокой температуре, свежие ЛКМ, отверждаемые при относительно низкой (нормальной) температуре.
Если говорить о пленкообразователях, то беспроигрышным вариантом является подбор системы с одинаковым связующим. Т.е. ПУР + ПУР; НЦ + НЦ; АК + АК и т.д. Но все же есть несколько компромиссных вариантов.
| Последующий слой | Предыдущий слой | |||
| ПУР | ПЭ | НЦ | АК | |
| Полиуретановые (ПУР) | + | + | ||
| Полиэфирные (ПЭ) | + | |||
| Нитроцеллюлозные (НЦ) | + | |||
| Полиакриловые (АК) | + | |||
Источник