Стабилизация дерева: как осуществить её самостоятельно

Общие сведения

Речь идет об обработке ручным методом особыми составами. Они укрепляют волокна, делают их прочнее, крепче и долговечнее. Главное, что стабилизация надежно уберегает дерево от влаги – даже продолжительный контакт с жидкостью не наносит вреда. Дерево становится как каменное, а еще сохраняет натуральную красоту.

Что такое стабилизация древесины

Такой процесс будет представлять определенную консервацию. В древесной структуре останавливаются процессы изнутри, и изделие навечно останется таким, как во время стабилизации. Из-за высокой стоимости расходников, больших затрат времени и сложности такая процедура почти не используется в промышленных масштабах, но

Теперь немного о том, каковые цели процесса.

Основные цели

Главной задачей является сбережение древесины от негативного воздействия влаги. После пропитки волокна станут невосприимчивыми к различным жидкостям и обработке химического типа. Они не возрастут, не утратят своих характеристик эксплуатационного характера, сохранят цвет и форму. Такая процедура будет представлять собой не просто пропитку, а заполнение доступного пространства между волокнами.

Для этого применяют защитные составы, которые закупориваю поры. Стабилизация поможет повысить потребительные древесные качества. Самого лучшего эффекта можно добиться составами, которые обладают способностью полимеризации. Чаще всего для этого используют полимеры, натуральные смолы, различные масла и лакокрасочные материалы.

Свойства материала отвержденного типа

Грамотная пропитка в условиях дом помогает добиваться таких результат:

1. Древесина получит повышенный уровень прочности.
2. Плотность волокон увеличится – в структуре появится меньше полостей и пустот.
3. Изделия станут невосприимчивые к внешним воздействиям, резким температурным перепадам, повышения уровня влажности воздуха.
4. Поверхность получит устойчивость к излучения ультрафиолетовых лучей. Он не выгорит под воздействием прямых лучей солнца, и останется удивительно красивой.
5. Поделки и предметы мебели нечувствительны к кратковременному пламенному воздействию. Сильное прогревание не приведет к деформации.
6. Высокий уровень плотности не допустит попадания масел и различных растворителей прямо в структуру.

Несмотря на это, обработанная таким образом древесина сохранит податливость к обработке механического типа. Ее можно стачивать, распиливать, шлифовать, разрезать и полировать. Это расширит возможности для создания изделий декоративного типа.

Достоинства процедуры

Стабилизация древесины в домашних условиях, в отличие от остальных способов обработки древесины, дает возможность добиваться длительного эффекта. Покрытие лаком, например, создаст защитный слой лишь на поверхности, а заполнение пор посредством составов со свойствами полимеризации обеспечивает идеальную обработку по всей структуре, и укрепляют снаружи и изнутри. Как результат, древесина станет более защищенной от внешних факторов.

Обратите внимание, что есть еще один необычный фактор. Стабилизированный материал по своей структуре больше напоминает камень натурального происхождения

Ее рисунок на распиле похож на мрамор, и тут будет сказываться процесс заполнения пор особо выбранным средством.

Пропитка

Способ пропитки можно выбрать в зависимости от того с каким деревом Вы будете работать и сколько у Вас есть времени на его обработку. Всего способов три, начнём с самого простого и доступного.

«Естественная пропитка» — в данном случае, бруски дерева (карельская береза, мореный дуб, пористый кап и др.) погружаются в ёмкость с Анакрол-90 (целиком, для этого можно использовать «груз»), при этом, пропитка осуществляется естественным путём, благодаря капиллярному эффекту.  Процесс занимает 1,5-2 недели, дерево прекращает впитывать состав и «готовые» бруски тонут. Впрочем, «впитывание» лучше отслеживать, используя весы, так как некоторые образцы могут и не «утонуть», в силу физических свойств самого дерева или наличия большого количества «закрытых» пор. За указанное время, практически любое дерево пропитывается на всю глубину.

Несомненными плюсами, в данном случае, являются простота процесса и практически полное отсутствие затрат на оборудование, минус – время пропитывания.

«Вакуумная пропитка» — для этого способа пропитки Вам понадобиться вакуумная камера (её варианты рассмотрим далее).  Бруски дерева, полностью,  погружаются в ёмкость с Анакрол-90 и помещаются в вакуумную камеру. Далее, откачиваем воздух, при этом состав, из-за обилия, выходящего из бруска воздуха, начинает «кипеть». Ждём окончания процесса «кипения», после чего, в вакууме,  выдерживаем брусок ещё 30-60 минут. Возвращаем атмосферное давление и, не доставая брусок, выдерживаем его в Анакрол-90  ещё сутки. 

Время пропитки уменьшается до одних суток, при этом, требования к вакуумной установке не высоки, как и затраты на неё, однако, наилучший результат, даёт следующий способ.

«Вакуумная пропитка с использованием избыточного давления» — этот способ, из-за начальных затрат на вакуумную установку, самый дорогой, но позволяет быстро и качественно получать стабилизированную древесину, даже «твёрдых» пород. Итак:

1) Бруски дерева, полностью, погружаются в ёмкость с Анакрол-90 и помещаются в вакуумную камеру.
2) Откачиваем воздух (остаточное давление порядка 0,015-0,025 атм.), состав начинает «кипеть»
3) Ждём окончания процесса «кипения» и выдерживаем бруски 15-30 минут.
4) Сбрасываем вакуум до атмосферного давления, после чего, создаём избыточное давление (порядка 4-5 атм.)
5) Выдерживаем 30 минут и сбрасываем давление до атмосферного.
6) Повторяем пункты, со 2-го по 5-ый, два – три раза.
7) Контролируем (взвешиванием) пропитку бруска (часто он просто «тонет»).

Важно! После пропитки не удаляйте излишки раствора тряпкой, салфеткой и т.п., Анакрол-90 обладает высокой проникающей способностью, поэтому, при попытке его вытереть, он будет «уходить» в ветошь. И не забывайте, изначально, состав разрабатывался для пропитки металла, что позволяет (при необходимости) обрабатывать изделия металл/дерево (те же ножи) в сборе

Излишки состава удаляются с поверхности металла окунанием в воду (15-25 ºС)

И не забывайте, изначально, состав разрабатывался для пропитки металла, что позволяет (при необходимости) обрабатывать изделия металл/дерево (те же ножи) в сборе. Излишки состава удаляются с поверхности металла окунанием в воду (15-25 ºС).

Подбор материала

Чтобы тот или иной материал свободно применять при заливке изделий, необходимо, чтобы эпоксидка обладала хорошей адгезией по отношению к этому материалу. Простыми словами, они должны хорошо «скрепляться». В противном случае могут наблюдаться отслоения внутри полимера, что негативно скажется на внешнем виде изделия. В этом отношении древесина отлично сочетается со смолой, однако необходимо предусмотреть несколько нюансов заливки.

Для заливки полов необходимо ориентироваться на показатель прочности. Для изготовления столешниц важна текучесть компаунда, а украшения и сувениры отлично получаются из прозрачной смолы. Состав эпоксидки несложно приготовить в домашних условиях. Смола продается, как правило, в виде двух компонентов в комплекте. Основной состав может называться компонентом «А», а отвердитель – компонентов «В». При их смешивании происходит химическая реакция. В результате полимеризации образуется вещество, сохраняющее форму и объем.

Реакция взаимодействия олигомеров с отвердителем происходит с выделением тепла. Интенсивная реакция может привести к чрезмерному нагреву смолы и даже к ее вскипанию. Чтобы этого избежать, не стоит работать с большими объемами, если нет навыка обращения с материалами. Чем больше объем, тем большая энергия высвобождается в результате реакции.

Еще один параметр, от которого зависит интенсивность взаимодействия реагентов, — время жизни смолы. Многие стараются выбирать такие смолы, у которых время жизни минимальное. Мотивируют они свой выбор тем, что таким образом можно сократить время застывания компаунда, но это ошибочное мнение.

1. Во-первых, время полного отверждения не зависит от времени жизни.
2. Во-вторых, продолжительное время жизни соответствует менее интенсивной реакции, следовательно, исключает перегрев смолы.

В смоле при перемешивании появляется множество пузырьков воздуха. Если они не выйдут на поверхность, то останутся в застывшем компаунде и испортят всю картину. Опытные мастера умеют удалять пузырьки, однако рекомендуется предпринять все возможные меры, чтобы сократить их количество.

При наличии соответствующего оборудования применяется вакуумирование. Понижая давление воздуха над смолой, добиваются ускоренного выхода пузырьков из смолы. С оставшимися пузырьками борются уже после заливки путем нагревания эпоксидки монтажным феном.

Подробности

Подготовительный этап перед нанесением ЛКМ

Если же смесь двухкомпонентного типа, то ее следует правильно подготовить до нанесения. В основу следует добавить отвердитель, а после смесь следует тщательно смешивать в течение 5-10 минут. Далее стоит подождать еще пару минут, чтобы завершилась химическая реакция, и в это время некоторые разновидности лаков становится немного беловатыми. После того, как все пузырьки воздуха выйдут наружу, можно начать нанесение раствора. Сразу же следует вспомнить о том, что эпоксидно-полиуретановые лаки обладают определенным периодом жизнеспособности, и обычно он составляет от 1 до 2 часов. За это время следует успеть нанести всю приготовленную и разбавленную смесь. Если вам требуется лакировать большие по площади поверхности, то готовьте раствор порционно. Спустя каждые 20 минут приготовленный состав следует перемешать.

Правила лакирования

Процедуру нанесения двухкомпонентного эпоксидного лака на паркет или бетон можно осуществить посредством пульверизатора или же ручным способом – валиком или кистью. Наносить лаковый состав следует при температуре от +5 до +30 градусов, а влажность воздуха должна быть меньше 80%. На поверхности обработки ни в коем случае не должно быть росы или конденсата, а еще нельзя допускать, чтобы температура поверхности была ниже, чем +5 градусов. Просыхает лак обычно спустя 8-13 часов, а полная полимеризация наступает примерно спустя 48 часов, если температура воздуха будет примерно от +20 до +25 градусов.

Самым лучшим способом нанесения будет, конечно, распыление из пульверизатора, но если у вас все-таки нет краскопульта, то можно применять широкие валики. Учтите, что чем больше ширина валика, тем луче, так как процесс лакирования будет проще и быстрее выполнять. При нанесении состава на бетон или паркетную поверхность пола не следует дважды проходиться по одному и тому же месту, и благодаря этому покрытие будет одинаковым по толщине, однородным. Если лакирование будет выполнено валиком, то в идеале стоит делать крестообразные движения. За счет поперечных движений лак будет нанесен на пол, а продольные движения будут разравнивать нанесенный раствор. Около стен и колонн, а также остальных препятствий следует уменьшить скорость нанесения. Перед тем, как приступить к лакировании, валик стоит раскатать.

Как выполняется стабилизация древесины своими руками

Итак, сама процедура стабилизации или консервации древесины состоит из двух этапов — пропитка, а затем полимеризация. Существует несколько методов пропитки:

1. Вакуумный метод — древесная заготовка погружается в специальную емкость, из которой впоследствии откачивается воздух. Затем емкость заполняется одним из выбранных растворов.
2. Консервация под действием избыточного давления предполагает наличие специальной камеры, в которую ставят емкость с раствором и древесной заготовкой. Под воздействием высокого давления поры и капилляры дерева освобождаются от воздуха и заполняются раствором.
3. Метод варки или выдерживания. Варка или выдерживание древесины в горячем составе основаны на том, что под воздействием высокой температуры состав для пропитки становится гораздо более текучим, соответственно значительно легче проникает в древесную породу. Если заготовка совсем тонкая, ее достаточно выдержать в холодном растворе.

Полимеризация же предполагает качественную сушку материала, который либо оставляется на длительное время в темном месте, либо сушится в духовке или печке.

Стабилизация древесины — способ обработки, в результате которого дереву придают более высокую прочность и улучшают декоративные качества, сохранив при этом природный рисунок.

После обработки древесина получает:

• Высокую плотность;
• Твердость;
• Устойчивость к изменению температуры и влажности окружающей среды;
• Полную невосприимчивость к ультрафиолетовым лучам;
• Способность выдерживать краткий нагрев открытым пламенем, не теряя своих качественных характеристик и не деформируясь;
• Непроницаемость для различных масел;
• Устойчивость к растворителям органического происхождения;
• Великолепные декоративные свойства — стабилизированная древесина хорошо поддается обработке ручным и механическим способом.

Этот вид обработки дерева имеет второе название – консервация. Такое название правомерно уже потому, что основной целью этого процесса является сохранение лучших декоративных качеств дерева с усилением прочности и твердости. Добиваются такого эффекта путем заполнения пор специальным веществом, имеющим способность затвердевания. В качестве пропитки используют различные виды масел, чаще всего льняное, а также лаки, краски, полимерные пропитки и смолы.

Чтобы получить качественный стабилизированный материал, придется затратить много времени, средств и основательно потрудиться. Создать необходимый температурный режим, вакуум и определенный уровень давления в домашних условиях достаточно сложно, а без этого не удастся провести стабилизацию.

Первый этап работы заключается в подборе правильного материала. Обычно стабилизируют древесину с красивой текстурой и переливами, в частности, это капы лиственных видов дерева: березы, клена, вяза, каштана.

Следующий этап – пропитка. Существуют разные виды и способы пропитки:

• Для заготовок небольшой толщины используют холодную пропитку;
• Горячая пропитка – это замачивание или варка в горячих пропиточных составах. Как известно, в горячем виде они приобретают более жидкую консистенцию, текучесть и проникающая способность значительно возрастают;
• Вакуумный метод – из камеры, в которую помещают заготовки, откачивают воздух, вместе с ним выходит и тот, что находится в самой древесине. Затем заливают раствор, который легко заполняет освобожденные поры и капилляры древесины;
• Пропитка под воздействием избыточного давления – в специальную емкость заливают стабилизирующий раствор и помещают в него заготовку. Емкость, в свою очередь, ставят в специальную камеру, и создают в ней избыточное давление. При этом из заготовки выходит воздух, а его место занимает раствор.

Вакуумный способ

Горячий способ

Завершающий этап – полимеризация. Достигается тщательным просушиванием заготовки при определенной температуре. Некоторые специальные составы обладают свойством самозатвердевания. Обработанная древесина становится намного тяжелее, существенно изменяется ее окраска, и новые свойства, которые она приобретает в результате обработки, скорее напоминают свойства полимера. Однако волокна древесины практически не меняют своих качеств, они как бы армируют полимерный состав, придавая всей заготовке вид благородной породы дерева.

Используют стабилизированную древесину для изготовления уникальных поделок ручной работы. Очень распространено использование такой древесины при изготовлении рукоятей для ножей, особенно для эксклюзивных вариантов.

Полимеры

Часто для стабилизации древесины используются современные пропитки на основе полимеров. Наиболее востребованными из них являются:

«Анакрол-90»

Полиэфирная пропитка для древесины, которая под воздействием высоких температур превращается в термореактивный полимер. Благодаря высокой прочности, стойкости к химическому воздействию и температурным изменениям состав широко используется для консервации мелких трещин и пор в древесине.

«100терм»

Прозрачный жидкий состав на основе термоотверждаемых полимерных компонентов предназначается для надежной консервации древесины. Он удобен и прост в использовании, подходит для нанесения в промышленных и домашних условиях.

«Буравид»

Прозрачный полимерный состав, включающий оптические пигменты, который предназначен для полимеризации древесины. По вязкости и плотности напоминает воду, но при температурном воздействии превращается в твердое покрытие. Обеспечивает защиту от воздействия влаги, ультрафиолета, биологического заражения, подчеркивает естественную структуру древесных волокон.

«Пентакрил»

Эмаль на алкидной основе с добавлением красителей и жирорастворимых пигментов. Предназначается для стабилизации древесины внутри и снаружи. Обработанный материал обладает уникальными свойствами полимеров, но при этом остается натуральным и безопасным, как древесина.

Нестабилизированная древесина склонна к изменению внутренней структуры и окраски, деформациям и появлению трещин. Если материал используется для внутренней декоративной отделки, тогда эта проблема особенно актуальна. Можно купить готовую стабилизированную древесину, стоимость которой будет гораздо выше, чем у необработанного материала. А можно сэкономить деньги, организовав процесс консервации собственноручно при помощи доступных защитных средств.

Для этих целей можно использовать уже готовые полимерные составы – «Пентакрил», «Анакрол 90» и другие – или приготовить их самостоятельно.

Составы для пропитки следует выбирать с небольшим запасом, ведь некоторая часть средства будет использована для проведения тестовых работ, после чего можно начинать консервацию деревянной заготовки или изделия.

Правильный выбор защитного средства для конкретной породы древесины и соблюдение этапов технологического процесса позволят получить желаемый результат.

Для работы с древесиной столяр использует свои руки и оснастку. Даже если у мастера достаточно опыта, неподготовленная древесина может свести на нет все усилия. Это указывает на необходимость стабилизации материала. Если не подвергнуть его такому воздействию, то структура может рассохнуться и покоробиться.

Работая с мягкими сортами по типу осины, липы и сосны, вы заметите, что это требование не столь критично, так как они не используются для ответственных конструкционных элементов. Но потрескавшийся оконный наличник или рассохшаяся ложка все же могут испортить настроение.

Изготавливая кресла и кухонные фасады, такую древесину используют редко. Вопрос предсказуемости материала в готовом изделии важен для столяров. Для исключения растрескивания и коробления существуют методы, одним из которых является стабилизация.

Технологии могут быть разными, одни являются сложными, другие — простыми, третьи — и вовсе высокотехнологичными. Сегодня принято использовать концентрированные кислоты и воздействовать на древесину температурой и давлением. В домашних условиях осуществить это сложно.

Но если вы не намерены отступать от затеи, то можете обратить внимание на Соловецкий монастырь, который стоит в течение нескольких веков. Некоторые элементы здания не подверглись влиянию времени

Декоративные детали, кровля и ступени не нарушают представления о долговечности древесины. Секрет заключается в соли. Для стабилизации древесины в домашних условиях вы должны будете подготовить электрическую плитку и ведро.

Преимущества процедуры

Стабилизация – это особый вид обработки древесины, который предусматривает безопасное заполнение пор защитными составами.

Основная ее цель заключается в поддержании декоративных свойств дерева с повышением показателей прочности, твердости и стойкости к внешним факторам. Подобный эффект достигается за счет использования специальных составов, которые обладают способностью к полимеризации.

Это достаточно трудоемкий и ответственный процесс, к организации которого необходимо подходить со всей ответственностью и соблюдать очередность действий в соответствии с выбранной технологией.

Благодаря консервации древесина приобретает следующие характеристики:

• плотность и твердость;
• стойкость к повышенной влаге, перепадам температур и ультрафиолету;
• стойкость к воспламенению;
• непроницаемость для лакокрасочных составов;
• стойкость к химическому и биологическому воздействию;
• инертность к деформациям и гниению;
• декоративность и эстетичность;
• восприимчивость к ручной и механической обработке.

https://youtube.com/watch?v=C9oM-Ldez2o

Завершение стабилизации древесины

Чтобы получить действительно качественный материал, требуется повторить описанную процедуру несколько раз. Количество циклов зависит от многих факторов (размер заготовки, сорт дерева, качество древесины). Мастер может определить степень готовности стабилизируемой заготовки по тому, тонет она или всплывает в растворе. Пропитка прошла успешно, когда дерево опустилось на дно.

Далее заготовку вытаскивают и сушат в духовом шкафу или в печи при температуре 100 градусов. Судить о том, насколько высохло дерево, можно, рассматривая мокрые пятна на его поверхности. Когда их совсем не останется, сушку можно прекращать.

Обработанная древесина становится гораздо плотнее, что облегчает ее полировку и формирование изделий.

Зная, как делается стабилизированная древесина, что это такое и для каких целей применяется, можно заняться ее самостоятельным изготовлением.

Этот процесс чрезвычайно увлекателен, он может порадовать и удивить своими результатами терпеливого умельца. Не стоит опасаться неудачи, ведь, как говорят, «дело мастера боится»!

Древесина – один из самых востребованных строительных и декоративных материалов. Однако некоторые сферы применения требуют более высоких эксплуатационных параметров материала. Это касается прочности и стойкости к негативному внешнему воздействию.

Чтобы улучшить основные параметры материала, существуют специальные технологии обработки, одной из которых является стабилизация древесины. Она позволяет создавать прочные, практичные и привлекательные материалы с уникальными характеристиками.

Пошаговая инструкция по стабилизации древесины

Наглядно представить процесс стабилизации древесины в домашних условиях поможет пошаговая инструкция метода вакуумной пропитки с последующей термической полимеризацией. Это один из самых сложных процессов, требующих наличия специального оборудования – вакуумной камеры. Но, несмотря на кажущуюся сложность, все работы можно проводить в условиях домашней мастерской, при этом получать довольно высокий результат обработки заготовок.

Для работы здесь используется доступный полимерный материал «Буравид», а вакуумная камера используется обычный компрессор от бытового холодильника, так что собрать такой агрегат можно самостоятельно.

Для работы отобраны два бруска березы, материал предварительно прошел небольшую обработку – выровнены грани и сделана фаска. Сушка осуществлялась при нормальной комнатной температуре.

Для работы используется пропитка «Буравид», полимерное средство готовое к применению.

Образцы помещаются в емкость и заливаются пропиткой.

Чтобы пропитка проходила равномерно бруски прижимаются грузом, в данном случае используется гайка от баллона.

Для получения приятного оттенка можно использовать специальный краситель пигмент, но в данном случае обработка будет осуществляться без красителя, чтобы ясно понимать, как изменится цвет дерева только под действием полимера.

Еще до помещения емкости в вакуумную камеру начинается процесс замещения воздуха полимером – на рисунке видно, как из березового сувеля начинают отходить пузырьки воздуха.

Емкость помещают в вакуумную камеру. После закрытия крышки включается компрессор и в камере создается разреженное пространство.

Через смотровое стекло камеры видно, воздух пузырьками покидает древесину.

Спустя 72 часа бруски извлекаются из камеры. Такой вид имеет березовый сувель.

А такой вид имеет доска из обычной березы.

Следующий этап – запекание полимера при температуре 100 градусов.

Чтобы не допустить реакции пропитки и горячего воздуха необходимо сделать защитное покрытие. Для этого берется пищевая пленка, поверх которой бруски оборачиваются алюминиевой фольгой.

Упаковка ставится в металлический лоток и ставится на 1 час в прогретую до 100 градусов газовую духовку.

Такой вид приобрел брусок березы.

А это березовый сувель. На поверхности появились видимые трещины в местах где волокна имели слабую плотность. Трещины в дальнейшем можно заделать эпоксидным составом. Но там, где волокна изначально имели высокую плотность, полимеризованный состав «Буровида» придал материалу высокую плотность и прочность.

До начала работ брусок березы весил 101 грамм, а после полимеризации его вес стал равняться 194,5 граммам. Березовый сувель до стабилизации весил 225 грамм, а после полимеризации смолы стал весить 335,1 грамм.