Nanocomposite additive of SiO2/TiO2/nanocellulose on waterborne coating formulations for mechanical and aesthetic properties stability on wood

Fecha
2021-11-19
Autores
Pacheco, Claudia Marcela
Bustos A., Cecila
Reyes, Guillermo
Oviedo, Claudia
Fernández-Pérez, A.
Elso, Mhartyn
Rojas, Orlando J.
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Editor
Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Civil, Villavicencio
Resumen
Timber and wood-based materials are considered sustainable building materials; however, as they are prone to degradation by biotic and abiotic factors, they often required the addition of protecting coatings. In this context, the preferred options are waterborne coatings since they are non-aggressive solvents (odor, toxicity, fire risk) and ultimately eliminate the emission of Volatile Organic Compounds (VOCs). Notwithstanding, these reductions imply lower durability and protection as compared to conventional organic coatings. This study demonstrates that incorporating nanocellulose produced from blueberry pruning residues and titanium dioxide and silica dioxide NPs into waterborne varnishes can improve wooden surfaces' mechanical performance and stability. Particularly the adhesion and abrasion properties are enhanced without significant changes in other properties such as optical transparency, color, and coating gloss. These results present a promising potential for different applications in the context of developing products for a circular economy in furniture, floors, and wood paneling.
Descripción
La madera y los materiales a base de madera se consideran materiales de construcción sostenibles; sin embargo, como son propensos a la degradación por factores bióticos y abióticos, a menudo requerían la adición de recubrimientos protectores. En este contexto, las opciones preferidas son los recubrimientos a base de agua ya que son solventes no agresivos (olor, toxicidad, riesgo de incendio) y finalmente eliminan la emisión de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV). No obstante, estas reducciones implican una menor durabilidad y protección en comparación con los recubrimientos orgánicos convencionales. Este estudio demuestra que la incorporación de nanocelulosa producida a partir de residuos de poda de arándanos y NP de dióxido de titanio y dióxido de sílice en barnices a base de agua puede mejorar el rendimiento mecánico y la estabilidad de las superficies de madera. En particular, se mejoran las propiedades de adhesión y abrasión sin cambios significativos en otras propiedades, como la transparencia óptica, el color y el brillo del recubrimiento. Estos resultados presentan un potencial prometedor para diferentes aplicaciones en el contexto del desarrollo de productos para una economía circular en muebles, pisos y paneles de madera.
Palabras clave
Recubrimientos de madera , Nanopartículas de sílice , Nanopartículas de Titania , Nanocelulosa , Revestimiento base agua , Madera estética
Citación