More

    Инновация в области масло-воска

    Выставки

    Преимущества дерева как строительного и отделочного материала хорошо известны и не подвергаются сомнению. Это один из первых материалов, который человек начал использовать в своей деятельности, однако дерево по-прежнему остается «материалом будущего». У этого замечательного обстоятельства есть объективные причины, связанные со свойствами древесины.

    Однако есть у данного материала и недостатки. Дерево имеет гидрофильные свойства, что в совокупности с его пористостью, создает благоприятные условия для развития на его поверхности микро и макрофлоры, которая со временем снижает как декоративные, так и функциональные свойства дерева, а также представляет опасность для здоровья человека. Подход по устранению данного негативного фактора, основанный на обработке поверхности дерева различными биоцидными химическими соединениями, имеет свои недостатки – данные химические средства не полезны для человека и входят в противоречие с таким важным преимуществом дерева, как экологичность.

    Кроме того, химические биоцидные средства относительно быстро деактивируются и требуют повторения обработки. Помимо указанного фактора биоты, способность дерева впитывать и отдавать воду в условиях переменной влажности приводит к возникновению в нем механических напряжений, что, в свою очередь, приводит к постепенному накоплению трещин.

    Человечеству издревле известно такое средство обработки, как масло-воск, которое позволят придать поверхности дерева гидрофобные свойства и тем самым устранить весь спектр негативных факторов, связанных с напитыванием дерева водой. Данное решение позволяет полностью сохранить экологичность материала, а также имеет такие дополнительные преимущества, как долговечность и повышение эстетичности внешнего вида обработанной поверхности.

    Инновация в области масло-воска

    Однако, как и любое решение, масло-воск имеет свои недостатки, к основным из которых относятcя повышение пожароопасности обработанного дерева и относительно высокая стоимость обработки единицы площади поверхности.

    В этой статье мы расскажем, как Красноярская малая технологическая компания «Наносинтез» разработала и вывела на рынок масло-воск с инновационными рецептурой и способом приготовления.

    Компания «Наносинтез», несмотря на свою молодость, является единственным в мире промышленным производителем нановолокон оксида алюминия толщиной менее 10 нм. На рисунке можно видеть внешний вид пучка нановолокон и изображение электронной микроскопии. Длина нановолокон, в их исходном состоянии, доходит до 5 см при диаметре 10 нм (в 5 000 раз тоньше человеческого волоса). В настоящее время ведется масштабирование производства данного наноматериала. В этом году на территории Красноярского Опытного завода будут запущены 12 реакторов синтеза нановолокон. Данными нановолокнами компания и ее промышленные партнеры упрочняют различные материалы, от полимеров, до керамик и бетонов, но это тема для отдельной статьи.

    При упрочнении материалов наночастицами одной из важнейших задач является не только суметь произвести сами наночастицы, но и суметь однородно распределить эти наночастицы в упрочняемом материале. Это очень сложная задача, на которой в итоге потухли многие яркие начинания, в том числе у крупных зарубежных компаний. Так, например, немецкая компания Bayer закрыла свое производство углеродных нанотрубок именно по причине неуспеха в решении задачи однородного распределения нанотрубок в матрице материала. Если эту задачу не решить, то какие бы качественные не были наночастицы, они не смогут передать свои свойства упрочняемому материалу.

    Малая компания «Наносинтез» как раз является той компанией, которая умеет не только синтезировать уникальные нановолокна, но и успешно решила задачу диспергирования (то есть разделения нановолокон друг с другом) и их однородного распределения в матрице материала. Этот технологический задел лег в основу создания инновационной рецептуры масло-воска.

    Кавитационные технологии, при помощи которых специалисты компании разделяют нановолокна, были применены к такой насущной задаче, как создание качественного масло-воска для обработки дерева. Как известно, плотность энергии, достигаемая при схлопывании кавитационного микропузырька, крайне высока, многократно превышает плотность энергии любых химических реакций и уступает лишь ядерной реакции. Давление, возникающее в момент схлопывания микропузырька, достигает 200–300 тыс. атмосфер. Любой материал, попадающий в зону такого давления, обрезается как «масло ножом».

    Эффект кавитации был применен специалистами компании для генерации и распределения микрокапелек воска в объеме масла. В итоге результат превзошел все ожидания – был получен масло-воск, в котором массовую долю воска удалось поднять в 2 раза, при сохранении всех реологических свойств масла (то есть оно остается таким же жидким и удобным для нанесения).

    Повышенная доля воска обеспечила повышенную защиту поверхности дерева от влаги и сопутствующих негативных факторов, а также обеспечила качественное выделение текстуры дерева. При этом состав масло-воска остается полностью экологичным, лишенным каких-либо токсичных компонент – в основе натуральное льняное масло и пчелиный, либо гипоаллергенный синтетический воск. По отзывам попробовавших данный масло-воск представителей мебельной и деревостроительной отраслей – качество масло-воска «Наносинтез» как минимум соответствует таким дорогим зарубежным продуктам, как Rubio и Tikkurila.

    Инновация в области масло-воска
    Электронная микроскопия микроплоскостей слюды на поверхности дерева

    Однако на этом специалисты компании не остановились – описанная выше кавитационная технология была применена для еще более смелой модификации свойств масло-воска. В состав масло-воска были введены микрочешуйки слюды. Оптически прозрачные микрочешуйки указанного природного минерала специальным образом диспергировались и стабилизировались в объеме масло-воска.

    ООО «Наносинтез», резидент Красноярского регионального инновационно-технологического бизнес-инкубатора и участник проекта «Сколково», имеет долгосрочные перспективы для развития своего инновационного проекта. Компания получает информационную поддержку бизнес-инкубатора, а также помощь в разработке технических условий и сертификации продукции. В 2023 году Центр сертификации, стандартизации и испытаний проводил для ООО «Наносинтез» ряд испытаний продукции, в частности на долговечность, коррозийную стойкость и воздействие ультрафиолета.

    При впитывании такого масло-воска в дерево, на его поверхности формируется как бы кольчуга из микрочешуек слюды. Это обеспечивает достижение сразу нескольких важных преимуществ:

    1. Примерно в 2 раза уменьшается впитывемость, то есть расход масло-воска. Соответственно уменьшается стоимость обработки единицы площади. Для потребителей это важная особенность, особенно для рынка деревянного домостроительства, где площади обрабатываемых поверхностей велики.
    2. Снижается пожароопасность обработанного дерева. Слой микрочешуек снижает транспорт молекул кислорода через поверхность, что ингибирует процесс горения. Это крайне важное свойство, поскольку обычно масло-воска, напротив, повышают пожароопасноть (дерево, пропитанное воском, подобно свечке).
    3. Повышается износоустойчивость деревянной поверхности. Чешуйки слюды – это прочные двумерные кристаллы, которые имеют минимум свободных связей на поверхности, благодаря чему они достаточно скользкие, что обеспечивает высокую устойчивость обработанной поверхности к абразивным воздействиям.
    4. И одно из главных свойств – внешний вид. На границе между прозрачными микрочешуйками слюды и масло-воска возникают оптические эффекты, благодаря чему достигается эффект глубокой текстуры, игристость и сияние цвета. Следует отметить, что выигрывает не только внешний вид, но и тактильные свойства обработанной поверхности. Пользователи отмечают, что поверхность дерева, обработанная «слюдяным» масло-воском, приобретает очень приятную на ощупь шелковистую текстуру.

    Указанные преимущества достигаются с сохранением экологичности масло-воска, поскольку слюда, как и льняное масло, является натуральным природным материалом. Одним из следствий такого состава является возможность нанесения масло-воска кистями, валиками и губками, выполненными из любого материала, в том числе синтетического, поскольку масло-воск не имеет едких свойств и не разъедает синтетические полимерные материалы.

    В настоящее время компания совместно с партнерами формирует для нового масло-воска бренд «Наш Синтез» и выводит его на рынок. Вот так в одном из традиционных продуктов, издревле используемых для обработки дерева, были применены новые технологии из области наноматериаловедения. В результате получен продукт, превосходящий по своим свойствам дорогие зарубежные аналоги.

    Резидент КРИТБИ изобрел инновационный материал для строительства теплых домов в Сибири

    г. Красноярск, пр-кт Свободный 75, 4 этаж, +7 (391) 201-77-77

    текст и фото: КРИТБИ

    Читайте также: