具有水珠效果的木材保护 - Wacker Chemie AG


具有水珠效果的木材保护

15年多来,博格豪森工厂的室外耐候性试验墙一直经受风霜雪雨的侵袭。在自然环境中暴露17年后,经硅树脂乳液浸渍的木板(左四)上,水仍能成珠滑落。相比之下,未经处理的木板(左一)则呈现多孔表面,水分能立刻渗入其中。此外,经过处理的木板所形成的裂纹也远远少于未经处理的木板。

持久有效的保护

木材防腐剂在涂覆和干燥后,对木材具有出色的保护作用。但是,随着时间的流逝,这种保护作用也会大打折扣。浸渍剂慢慢浸出,木材着色剂逐渐变白,色漆日益剥落。这意味着需要一次又一次重新涂覆木材浸渍剂和涂料。“为了避免新涂层直接剥落,防止形成难看的边缘和不平整的表面,经过预处理的木材在涂覆新涂层之前通常需要打磨、除尘和清洗——这不但费时费力,而且价格昂贵,”瓦克有机硅建筑保护剂市场经理Sebastian Hock说道。

因此,木材防腐剂生产商一直在寻求效果更好、更持久的解决方法,为这种天然材料提供高效防腐保护。木材防腐剂中不仅含有蜡、油和树脂,而且还含有有机硅混合物。这种混合物具有天然的憎水性和极高的水蒸汽透过性。这也是数十年来硅树脂在建筑保护领域大获成功的原因所在。凭借其SILRES®产品组合,瓦克已成为全欧洲最大的有机硅建筑保护剂生产商。

硅油和硅橡胶主要由线性聚二甲基硅氧烷链构成,与之不同的是,硅树脂是一种高交联聚甲基硅氧烷。这种高交联密度往往使硅树脂变得牢固而易脆。硅树脂对矿物建材具有很强的附着力,并在建材表面形成具有持久憎水性的硅树脂网状结构。因此,硅树脂能在矿物基材上形成完美的憎水性活性物质。然而,当涂覆在木材表面后,硅树脂的功效通常会在历经几个月的风化后明显下降。其原因在于:有机硅虽然降低了木材的含水量,但不可能完全将其去除。因此,经硅树脂乳液浸渍过的木材会继续热胀冷缩,“迫使”硅树脂逐渐剥落。

不过,采用线性二甲基硅氧烷结构单元替代部分交联三官能性甲基硅氧烷,这个问题便能迎刃而解。由此形成的硅树脂更具柔性和弹性,对于易膨胀基材具有良好的附着力——因而也适用于木材。

“我们的应用工程师进行了大量的研发工作,成功合成出一种官能性硅树脂,成为配制木材防腐剂的理想选择,”瓦克有机硅建筑化学品业务团队负责人Rudolf Hager博士表示。为了顺应当前在木材保护领域使用水性产品的应用趋势——正如在建筑保护的其他领域那样——瓦克开发了一种的固含量50%的水性乳液。该产品名为SILRES® WH,通常按1:4 至1:9的比例加水稀释,然后直接涂覆在木材表面。未经稀释的SILRES® WH也可按3%的浓度添加到水性着色剂中。

“数十年来,有机硅在矿物建材保护与修复方面大获成功,如今憎水性硅树脂还能用于木材防腐,”与Albert Hausberger共同负责SILRES® WH开发工作的应用工程师Martin Sebald解释道。经硅树脂乳液——无论是以无色憎水剂形态还是作为添加剂添加到有色着色剂中——处理后,户外木材无需经常涂覆和修缮。