Влияние климатических факторов на долговечность защитных покрытий

Основной причиной старения лакокрасочных материалов являются химические и физические процессы, индуцированные УФ-излучением, перепадами температурного и влажностного режимов, кислорода и других факторов. Пигметированные покрытия, как правило, более устойчивы к старению вследствие экранирующего действия пигментов.

К основным климатическим факторам, которые приводят к разрушению покрытий относятся:

• солнечная радиация;
• температура;
• влажность;
• атмосферные осадки;
• туман;
• пыль;
• буря и ветер.

В природных условиях устойчивость покрытий может быть различной в зависимости от значений основных климатических факторов. Срок службы одного и того же покрытия в зависимости от климатических условий и загрязнения атмосферы может колебаться в значительных пределах.

Среди природных факторов, определяющих деструкцию покрытия, основную роль играет световая энергия. Наибольшей фото- и биоактивностью обладает ультрафиолетовая область солнечного излучения с длиной волны 400нм и ниже. УФ-излучение разрушает связующие вещества в лакокрасочном покрытии в большей или меньшей степени. Чем короче длина волны УФ-излучения, тем более разрушителен ее эффект Имеет значение и суммарное количество излучения. Эффекты УФ-излучения на связующие материалы сказываются в потере массы, снижении внешнего блеска, пожелтении или же в повышении хрупкости покрытия. Химическая структура связующего вещества устанавливает, каким образом воздействует излучение. Известно, например, что акрилаты расщепляются при длине волны в 298-325нм. Это объясняет, почему алкидные и масляные краски быстро теряют свой блеск, а поверхность выцветает, тогда как акриловые хорошо сохраняют свои свойства.

При эксплуатации деревянных конструкций на открытом воздухе лакокрасочные покрытия, которыми они защищены от атмосферных воздействий, подвергаются в течение года воздействию положительной и отрицательной температуры. При этом интервалы температуры, которые встречаются в различных климатических условиях -71°С — +50°С. В средней полосе России температура может достигать -45°С зимой и до +40°С летом. Колебания температуры на образцах покрытий в природных условиях в зависимости от облачности за 1 час могут составлять около 20°С. Температура поверхности окрашенной древесины зависит от цвета ЛКМ.

При +20°С окружающего воздуха температура на поверхности покрытия может варьироваться:

• +43°С для покрытия белого цвета;
• +49°С для зеленого;
• +56°С для коричневого;
• +65°С для черного.

При повышении температуры происходит разрушение пленкообразователя и изменение цвета пигментов. Нагревание ускоряет фотохимические реакции в пленкообразователе, происходящие под действием солнечной радиации. Понижение температуры вызывает переход пленкообразователя в стеклообразное, а затем в хрупкое состояние. Резкие колебания температуры, а иногда просто ее снижение могут приводить к микро- и макрорастрескиванию покрытия под влиянием внутренних напряжений.

Один из главных факторов, влияющих на срок службы покрытия, — влага, которая вызывает размягчение и набухание пленок, вымывание из них водорастворимых примесей и гидролиз пленкообразователей. Проникнув сквозь покрытие, влага движется к гигроскопичной подложке – древесине. Набухая, древесина изменяет свои размеры в радиальном и тангенциальном направлениях. Изменение размеров подложки продолжается до достижения древесиной предела гигроскопичности.

Обратный процесс происходит при высыхании подложки: в зависимости от влагозащитных свойств покрытия древесина с большей или меньшей скоростью отдает влагу, уменьшая свои размеры в радиальном и тангенциальном направлениях до тех пор, пока влажность не достигнет равновесной.

На скорость высыхания деревянной подложки определенное влияние оказывает цвет покрытия. Чем темнее цвет покрытия, тем больше оно нагревается при воздействии солнечных лучей и тем быстрее влага испаряется из подложки. В то же время быстрые изменения влажности могут стать причиной растрескивания древесины. Светлые цвета остаются холоднее, и влага покидает их медленнее. Следовательно, у влаги больше времени влиять на поверхность, чем в случае с темными цветами. Это, в свою очередь, может послужить благоприятной почвой для роста на покрытии плесневых и окрашивающих грибов.

Циклические изменения размеров подложки отрицательно сказываются на долговечности покрытия, приводя со временем к его растрескиванию и отслаиванию, поэтому, чем меньше деформируется подложка в процессе эксплуатации, тем дольше сохраняются защитные свойства покрытия. Чем менее водо- и паропроницаемо покрытие, тем меньше подвержена влажностным деформациям подложка, а следовательно, выше ее долговечность.

Например, лессирующие антисептики, не образующие после высыхания сплошной пленки, относятся к влагопроницаемым составам, поэтому в атмосферных условиях довольно быстро подвергаются поверхностному изнашиванию и не могут противостоять растрескиванию древесины. Особенно быстро подвергается изменению поверхность древесины, обработанная бесцветными прозрачными лессирующими составами, поскольку УФ-лучи легко проникают через покрытие и вызывают изменения непосредственно на ее поверхности.

В случае с масляными, алкидными красками и красками на водной основе трещинообразование, шелушение и другие подобного рода повреждения происходят после более длительного периода. Опыт финских специалистов показывает, что для поверхностей, обработанных лессирующими антисептиками, первое перекрашивание следует производить через 3-6 лет, а для окрашенных кроющими составами – после 8-12 лет.

Ассортимент кроющих составом представлен на в каталогах компаний, реализующих краски оптом https://dfarb.by/catalog/category/id/123, при этом в описании указывается срок эксплуатации покрытия, назначение, и дополнительная информация о влагостойкости, атмосферостойкости и устойчивости к действию УФ-излучения. В случае продажи оптом лака для деревянных поверхностей https://dfarb.by/catalog/category/id/126, в каталоге производителя всегда присутствует информация о назначении (для внутренних и наружных работ). Как правило, лаки для наружных работ имеют в своем составе светофильтры и выпускаются пигментироваными, бесцветные лаки в большинстве случаев предназначаются для внутренних работ.

Значительно ускоряет изменение декоративных свойств покрытия, особенно блеска, чередование дождей с засухой. Действие влаги в виде росы вызывает более сильное разрушение покрытия, чем дождь, так как конденсация влаги может происходить в его порах. Негативное влияние на эксплуатационные свойства покрытия оказывают также загрязнения и пыль, вызывающие потерю блеска, механическое вымеливание пигмента и эрозию. На пылеудерживающую способность покрытий влияет степень их старения, поскольку в процессе старения увеличивается шероховатость поверхности, что способствует удержанию частиц пыли и повышению грязеудержания.