Lasures en base agua para madera en exterior aditivados con nanopartículas

Resumen

La madera es un material fácilmente degradable en ambiente exterior. Su deterioro puede llegar a provocar daños estructurales graves, con pérdidas económicas e históricas. La protección superficial mediante recubrimientos con prestaciones técnicas específicas para uso en exterior es una de las vías para aumentar su durabilidad. De la tecnología existente, los procesos de acabado opacos consistentes en varios productos aplicados en varias capas son los que ofrecen mayor protección a la madera en exterior, pero el mercado demanda acabados transparentes incoloros que dejen ver el aspecto de la madera, con pocos sólidos y bajos gramajes que aporten una apariencia natural, fáciles de aplicar y de mantener. Los lasures pigmentados transparentes cumplen con estos requisitos, pero los incoloros, debido al estado de la tecnología de filtros orgánicos UV con una eficacia insuficiente para este tipo de recubrimientos, tienen una durabilidad limitada. La utilización de óxidos metálicos en tamaño nanométrico con capacidad para filtrar la radiación UV centra las investigaciones actuales para obtener acabados transparentes e incoloros con mayor eficacia y durabilidad. En esta tesis se han estudiado diferentes mezclas de un lasur base, con resinas acrílicas puras, con aditivos de nanopartículas de CeO2, ZnO y TiO2 en dispersión. El análisis mediante microscopía electrónica, SEM y TEM, indica que no se forman aglomerados de nanopartículas, aunque tienden a agruparse, siendo una de las posibles causas la mayor afinidad por una de las resinas utilizadas. Dicho agrupamiento provoca que la distribución de las nanopartículas no sea homogénea, siendo este efecto mucho más acusado en el caso de las nanopartículas de ZnO y TiO2. Las aplicaciones se han realizado en una única capa, directamente sobre madera de pino silvestre, iroko e ipe, sin productos de preparación aplicados previamente y con bajos gramajes de película seca. Como referencia se han utilizado formulados con la misma base pero con aditivos orgánicos y con pigmentos inorgánicos de óxido de hierro transparente, aplicados del mismo modo. Se han llevado a cabo diferentes pruebas de envejecimiento artificial, en Xenotest y en QUV, aplicando diferentes condiciones de temperatura, humedad y radiación para conocer los defectos que podrían aparecer en condiciones de exposición extremas. Se han realizado ensayos de envejecimiento natural para conocer el comportamiento de los diferentes formulados en condiciones reales, aunque solo en una localización geográfica. El seguimiento de estas pruebas se llevado a cabo mediante valoración de aspecto, medidas de color y brillo, y análisis FT-IR de los recubrimientos. Dependiendo de la especie de madera, los resultados finales son distintos al influir la microestructura y composición química de la misma, llegando a darse incompatibilidades con algunas especies según su composición química, por ejemplo entre el ipe y el ZnO. Ninguna de las mezclas incoloras con nanopartículas ha mejorado el comportamiento del formulado con aditivos orgánicos convencionales. Únicamente la mezcla con nanopartículas de CeO2 podría equipararse a la mezcla con aditivos orgánicos, pero no la mejora