Введение к работе
Актуальность темы. Переход к рыночным отношениям ставит перед деревообрабатывающей промышленностью ряд новых проблем, в том числе, перевооружение производства на баге его интенсификации, развитие конкуренции, насыщение потребительского рынка, расширение ассортимента выпускаемой продукции. Эта проблемы нельзя решить без внедрения в промышленность высокоэффективных технологий на базе новых экологически безопасных материалов. Разработка новых лакокрасочных материалов, водоэмульсионных, порошковых красок, а также составов, не содержащих летучих йсмпонзнтов, способствует решению проблемы охраны окружающей среды.
Формирование декоративно-защитных текстурированных покрытий на древесине и древесных материалов с применением новых лакокрасочных композиций представляет собой сложный комплекс физико-химических изменений з адгезированном слое, поэтому разработка новых более эффективных технологических режимов отделки незозможна без учета поверхностных свойств исходных материалов: подложки, лакокрасочной композиции и модифицирующей добавки.
Вместе с тем, растущий интерес к использованию лакокрасочных веществ с модифицирующими добавками для формирования текстурированных покрытий иногда приводит к попыткам их использования без должного обоснования рациональности выбранного материала, метода нанесения, технологических режимов формирования покрытий. Экспериментальные исследования показывают, что простой перенес режимных факторов на новый комплекс исходных материалов без учета механизма проявления специальных эффектов невозможен для получения декоративно-защитных текстурированных покрытий вследствие различных условий пленксобразования.
Решение этих проблем может быть достигнуто посредством модификации новых лакокрасочных материалов. Специальные
узорообразующие добавки, вводимые в лаковые составы, позволяют не только улучшить технологические и декоративно-защитные свойства покрытий, но и создать специальные эффекты, основанные на цветовом дизайне и зрительном восприятии.
Таким образом, решение задачи формирования декоративно-защитных текстурированных покрытий краской ВД-ВА-27 А на древесных подложках с узорообразующими добавками будет соответствовать современным требованиям развития деревообрабатывающей промышленности.
На основании вышесказанного, тема данной работы является актуальной и вызывает интерес в плане теоретических и экспериментальных исследований.
Цель работы. Создать технологию высокодекоративных текстурированных покрытий на древесных подложках на основе воднодисперсионной краски, модифицированной узорообразующими добавками.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
раскрыть основные закономерности формирования текстурированных покрытий воднодисперсионными лакокрасочными материалами, модифицированными узорообразующими добавками;
исследовать технологические свойства воднодисперсионной краски и влияние алюминиевого пигмента на условия формирования текстурированных покрытий;
разработать оптимальную лакокрасочную композицию на основе воднодисперсионной краски с узорообразующими добавками для получения декоративно-защитного текстурированного покрытия на древесных подложках;
исследовать влияние параметров нанесения модифицированных лакокрасочных материалов при наливе на свойства получаемых покрытий;
разработать рациональные режимы формирования текстурированного декоративно- защитных покрытий.
- определить технико-экономическую эффективность выполненных
исследований.
Научные положения, выносимые на защиту
-
Поскольку формирование декоративно-защитных текстурированных покрытий представляет собой комплекс физико-химических изменений системы, то периметр образования новой фаницы раздела поверхность подложки - воздух - лакокрасочный материал происходит за счет самопроизвольного уменьшения поверхностной энергии и формирования дискретного поверхностного слоя.
-
Необходимым условием формирования лакокрасочного покрытия является адгезионное взаимодействие поверхности подложки с лакокрасочным материалом, характеризующееся смачиванием и растеканием. Течение в поверхностных слоях жидкого лакокрасочного материала, вызываемое градиентом поверхностного натяжения влияет на устойчивость пленок; в зависимости от условий и природы компонентов устойчивость пленок может уменьшаться или увеличиваться.
3. Применение узорообразующей добавки определяется ее
способностью повышать поверхностное натяжение лакокрасочной системы.
Увеличение градиента поверхностного натяжения системы подложка
лакокрасочный материал способствует уменьшению устойчивости пленки, что
ведет к разрыву сплошности лакокрасочного материала и открытию
фунтованного фонового слоя.
Новизна исследований и научных результатов
Для получения покрытий древесины и древесных материалов с высокодекоративным текстурированным эффектом в воднодисперсионные краски вводится модифицирующая добавка в виде алюминиевого пигмента, способствующего изменению градиента поверхностного натяжения системы лакокрасочный материал - подложка.
Разработана оптимальная лакокрасочная композиция на основе воднодисперсионной краски и алюминиевого порошка для получения текстурированных покрытий на древесных подложках. Установлено влияние количества вводимого алюминиевого пигмента на свойства воднодисперсионной краски.
Разработаны режимы и технологический процесс формирования
декоративно-защитных текстурированных покрытий на древесине и древесных
подложках воднодисперсионными красками, модифицированными
узорообраэующими добавками.
Обоснованность выводов и рекомендаций.
Достоверность предположений и выводов подтверждается совпадениями результатов теоретических и экспериментальных исследований. Выводы теоретического плана базировались на результатах математического анализа существа проблемы. Полученные в результате теоретических исследований зависимости согласуются с положениями таких основополагающих наук как физика-химия поверхностных явлений, математическое моделирование и физико-математические процессы.
Результаты экспериментальных исследований контролировали по характеру зависимостей, полученных в результате обработки экспериментальных данных, достоверность подтверждается результатами фоторегестрации.
Регрессионные модели достаточно точно воспроизводят описываемые явления, а их адекватность подтверждается в соответствии с общепринятыми методиками.
Значимость результатов исследований для науки и практики
В диссертации обобщены теоретические сведения о процессе формирования декоративных текстурированных покрытий методом налива, определены общие закономерности и обоснованы факторы, определяющие декоративность лакокрасочных покрытий.
Проведены теоретические исследования самопроизвольного
уменьшения площади контакта краски на древесной подложке при нанесении ее в виде сплошного жидкого слоя методом налива. Разработана модель стекания краски, адекватно описывающая процесс образования дискретного слоя покрытия.
Разработаны рекомендации по выбору рациональных лакокрасочных композиций и режимных параметров метода налива для формирования покрытий с высокодекоративной текстурированной поверхностью на древесине и древесных материалах.
Место проведения. Работа выполнена на кафедре механической
технологии древесины и древесных материалов Санкт-Петербургской
лесотехнической академии. Лабораторные и экспериментальные
исследования проводились в лаборатории отделки древесины кафедры Технологии деревообработки Братского индустриального института.
Апробации работы. Основные положения диссертации, отдельные ее разделы декларировались на:
ежегодных научно-технических конференциях по итогам НИР Братского индустриального института в 1992, 1993, 1994, 1995, 1997 гг,
- научно-практической конференции "Жилище и человек" в рамках международной выставки "Жилище-94" (Братск-1994г.).
Публикации. По исследуемой проблеме опубликовано 9 научных работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, заключения, библиографического списка из Ці наименований и Приложений.
Основной текст диссертации изложен на страницах машинописного текста. В работе имеется рисунковеи ^таблиц.