Vliv povrchové úpravy dřeviny na celkovou životnost transparentních exteriérových nátěrových systémů

Ing. Ondřej Dvořák

Doctoral thesis

Influence of wood surface modification on durability of exterior transparent coatings

Abstract:

Tato práce byla zaměřena na problematiku odolnosti a barevné stálosti nátěrových systémů na dřevě v exteriérových podmínkách. Ke zvýšení odolnosti nátěrových systémů bylo využito povrchové modifikace podkladové dřeviny, optimálního vrstvení nátěrového systému a aplikace vrchní hydrofobní vrstvy. Vybrané druhy zkoumaných dřevin byly dub letní (Quercus robur L.), modřín opadavý (Larix decidua, L.) a smrk ztepilý (Picea abies, L., Karst). Největší pozornost byla věnována dubu letnímu, jelikož se jedná z hlediska životnosti nátěrového systému o nejproblematičtější dřevinu z vybraných. Sledovanými charakteristikami byly barvostálost, lesk, kontaktní úhel smáčení a taktéž hodnocení přístrojovými metodami mikroskopické a vizuální. Pro prvotní výběr kvalitních nátěrových systémů bylo využito metod umělého stárnutí dle ČSN EN 927-6. Vytipované nátěrové systémy byly následně vystaveny exteriérovým testům přirozeného stárnutí dle ČSN EN 927-3. Nátěrové systémy byly na bázi akrylu, alkydu a olejů. Z výsledků experimentů vyplynul významný vliv podkladové dřeviny na celkovou odolnost nátěrového systém v exteriéru. Pozitivní vliv na stabilitu nátěru měla zejména jeho modifikace kombinací nanočástic ZnO s benzotriazoly a HALS na celkovou životnost nátěru. Pozitivní trend ve výsledcích se projevil u nátěrů na polymerní bázi akrylu.

Abstract:

This work focused on the durability and color fastness of coating systems on wood in exterior conditions. Surface modification of the underlying wood, optimal layering of the coating system, and applying a hydrophobic top layer were used to increase the resistance of the coating systems. The selected species of trees investigated were summer oak (Quercus robur L.), deciduous larch (Larix decidua, L.), and Norway spruce (Picea abies, L., Karst). The most excellent attention was paid to summer oak, as it is the most problematic wood species of the selected ones in terms of the coating system's durability. The monitored characteristics were color fastness, gloss, wetting contact angle, and also evaluation by microscopic and visual instrumental methods. According to ČSN EN 927-6, artificial aging methods were used for the initial selection of quality coating systems. The selected coating systems were subjected to exterior natural aging tests according to ČSN EN 927-3. The coating systems were based on acrylic, alkyd, and oils. The results of the experiments revealed a significant influence of the underlying wood species on the overall resistance of the coating system in the exterior. In particular, its modification by combining ZnO nanoparticles with benzotriazoles and HALS had a positive effect on the stability of the coating and the overall life of the layer. A positive trend in the results was manifested in acrylic polymer-based coatings.

Keywords

atmosférické degradace, dřevo, barva, přirozené a umělé povětrnostní stárnutí, transparentní nátěrové systémy

Keywords

atmospheric degradation, wood, color, natural and artificial weathering, transparent coating systems

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 1. 2023

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Monika Sarvašová Kvietková, PhD.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Doctoral programme / field:
Forestry Engineering / Wood Processing and Forest Machinery