Размещено на http://www.allbest.ru/

3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Кафедра ТОСППиТБ

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

РЕФЕРАТ

По курсу: Пленкообразующие вещества

На тему: Пленкообразователи на основе растительных масел

Автор : Касилова О.Е.

Специальность: 18.03.01

Руководитель: Седых В.А.

ВОРОНЕЖ 2020 г.

Содержание

Введение

1 Олифа. Принцип действия

2 Виды олиф. Классификация

2.1 Масляная олифа

2.2 Алкидные олифы

2.3 Композиционные олифы

3 Промышленные марки олиф

4 Состав натуральной олифы. Технические требования

5 Технология производства олифы

6 Применение и свойства олиф

Заключение

Список использованных источников

Введение

В процессе строительства и ремонта зданий и сооружений, строительные материалы, из которых они возводятся, время от времени подвергаются разным технологическим, физическим и химическим воздействиям. Поэтому особо важно защитить материал от воздействия неблагоприятных факторов. На протяжении многих лет, в строительстве успешно применяют пленкообразователи из растительных масел, называемые олифами.

Олифы -- жидкие пленкообразующие, представляющие собой продукты переработки растительных масел или жирных алкидных смол с добавками сиккативов для ускорения высыхания. Олифы предназначаются для изготовления густотертых и готовых к употреблению масляных и алкидных красок, а также для разбавления этих красок и доведения их перед применением до рабочей вязкости. Олифы хорошо смачивают дерево и металл [1].

В течение многих лет эти пленкообразователи занимали ведущее место среди материалов бытового и строительного назначения. Их применяют для грунтования и олифовки древесных и других пористых поверхностей перед их окраской. Большое количество олифы в настоящее время расходуется на изготовление масляных красок, частично -- на разведение густотертых красок.

растительное масло олифа смола краска

1 Олифа. Принцип действия

Старое название натуральной олифы -- «варёное масло». В некоторых древних рецептах в состав олиф вводится янтарь и пр. смолы, по современной классификации такие составы относятся к лакам.

Исторически олифа применялась для покрытия и пропитки дерева, в качестве основного средства защиты деревянных изделий от влаги, гниения и древесных паразитов. В XX веке, когда появились другие средства защиты дерева, в том числе и более эффективные, применение олифы ограничилось покрытием внутренней деревянной отделки помещений и предварительным покрытием пористых поверхностей под последующую покраску (предварительное покрытие олифой улучшает прилипание краски и снижает её расход за счёт уменьшения впитывания в поверхность). Также олифа применяется в качестве основы для масляных красок, шпатлёвок.

Многие растительные масла, оставаясь на воздухе, под влиянием кислорода, света и теплоты, густеют, а в тонком слое «высыхают» (полимеризуются), превращаясь в полутвёрдую массу. Это характерное свойство присуще тем растительным маслам, в состав которых входят полиненасыщенные жирные кислоты, в частности линолевая и линоленовая. Чем больше глицеридов непредельных жирных кислот в масле и выше его йодное число, тем большей способностью высыхания обладает масло. Наибольшим содержанием глицеридов линоленовой и линолевой кислот отличаются масла: льняное -- с содержанием их до 80 % (йодное число 175--204) и конопляное -- с содержанием до 70 % (йодное число 145--167). Другие масла, как подсолнечное, маковое, ореховое, содержащие от 30 до 50 % глицеридов линоленовой кислоты, высыхают слабее и медленнее. Растительные масла: сурепное, оливковое (йодное число 75--94) и др., содержащие только следы линоленовой кислоты, лишены способности высыхания (однако оливковое масло загустевает). Касторовое масло не высыхает и не загустевает. Йодное число масла по мере высыхания уменьшается. Минеральные масла не содержат ненасыщенных жирных кислот, а потому не подвержены полимеризации на воздухе (не высыхают).

Растительное масло в своём естественном виде, даже при большом содержании линоленовой кислоты, окисляется чрезвычайно медленно. Для сокращения времени высыхания масло подвергают термообработке с добавлением в его состав сиккативов. При нагревании в масле разлагаются вещества, замедляющие отвердение, а сиккативы обеспечивают более быстрое окисление. Таким образом получаются олифы -- составы, которые в течение 6--36 часов (в зависимости от состава, технологии приготовления и применённых добавок) после нанесения на поверхность превращаются в твёрдую, эластичную плёнку. Большинство современных олиф имеет время высыхания порядка суток [2].

2 Виды олиф. Классификация

Олифы классифицируются по составу и назначению. В данный момент существует 3 больших группы, различающихся по составу: масляные, алкидные и композиционные олифы.

По назначению олифы подразделяются на 2 группы: для изготовления красок, предназначенных для наружных (и внутренних) работ и для изготовления красок, предназначенных только для работ внутри помещений.

2.1 Масляная олифа

Масляная олифа подразделяется на натуральную, оксоль и комбинированную. Все масляные олифы производят из растительных масел, подвергнутых термической или химической обработке. К маслу добавляют сиккатив - вещество, ускоряющее высыхание масла. В процессе изготовления олифы масло подвергается фильтрации и термической обработке. В качестве сиккативов используются соединения металлов, таких как кобальт, свинец, марганец, железо, цирконий, литий, стронций. Процентное содержание сиккативов в олифе незначительно. Их наличие ускоряет окисление масла за счёт того, что сиккатив активно поглощает кислород воздуха, который и идёт на окисление. Воздействие сиккатива на олифу не прекращается после высыхания, поэтому добавление слишком большого его количества недопустимо -- покрытие быстро темнеет, становится хрупким. Состав сиккатива существенно влияет на скорость высыхания олифы, так, например, полиметаллические сиккативы дают скорость высыхания, в несколько раз большую монометаллических.

Натуральные олифы содержат ~100% высыхающего масла. Натуральная олифа, полученная в результате термообработки масла без продувки воздухом, носит название полимеризованной, а с продувкой воздухом -- окисленной («оксидированной»). Наиболее распространена натуральная льняная олифа и в значительно меньшей степени конопляная, перилловая.

В отличие от натуральных олиф комбинированные олифы содержат 30% растворителя ,а олифы оксоль содержат кроме растительного масла (высыхающего, полувысыхающего или их смеси, чаще в соотношении по массе 1:1) и сиккатива [3]. Олифа оксоль изготавливается из натуральных растительных масел, растворителя и сиккатива. По ГОСТ 190-78 содержание масла в оксоли составляет 55 %, в качестве растворителя используется уайт-спирит, на него приходится 40 %, оставшиеся 5 % -- сиккатив. Из-за наличия в составе растворителя оксоль имеет резкий неприятный запах, сохраняющийся на некоторое время даже после высыхания покрытия. Оксоль существенно дешевле натуральной олифы, по внешнему виду и свойствам отличается от неё незначительно. Более качественной считается оксоль, изготовленная на основе льняного масла -- её покрытие сочетает твёрдость, эластичность, водостойкость и максимальную среди видов олифы долговечность. Более дешёвая олифа на основе подсолнечного масла даёт худшее покрытие, чем льняная.

2.2 Алкидные олифы

Алкидные олифы представляют собой растворы алкидных смол, модифицированных маслами. Они подразделяются в зависимости от типа исходной смолы на глифталевые, пентафталевые и ксифталевые. Глифталевые и пентафталевые олифы выпускают в виде 50%-ных растворов, а ксифталевые в виде 70%- и 50%-ных растворов в уайт-спирите.

2.3 Композиционные олифы

Композиционные олифы создаются на основе продуктов переработки таких материалов как уголь, нефть, отходы производства синтетических каучуков и др. Их качество высоким уровнем не отличается. Они имеют темный цвет, резкий запах, применяются для изготовления темных красок, используемых для наружных работ. Всвязи с вышеперечисленными нюансами выпуск таких олиф ограничен. [4]

3 Промышленные марки олиф

Натуральные олифы (ГОСТ 7931-76) - жидкости желтого цвета, иногда с красноватым оттенком. Представляют собой продукты полимеризации высыхающих масел с добавлением сиккатива. Натуральные олифы должны иметь не более 1 % (об.) отстоя, сохранять полную прозрачность после отстаивания в течение 24 ч при температуре 20±2°С и не содержать смоляных кислот. Содержание фосфатидов (в пересчете на лецитин) не должно превышать 0,2% (масс.) для льняной полимеризованной олифы и 0,3% (масс.) для окисленной льняной и конопляной олиф.

Натуральные олифы предназначены для приготовления густотертых и готовых к употреблению красок для наружных и внутренних работ.

Комбинированные олифы (ТУ 6-10-1208--71) - 70%-ные растворы полимеризованных высыхающих и полувысыхающих масел в уайт-спирите с добавлением сиккативов [5].

Олифа К-1 - 70%-ный раствор в уайт-спирите смеси полимеризованного касторового масла с окисленным или прогретым (обезвоженным) полувысыхающим либо высыхающим маслом с добавлением сиккатива. Применяется а производстве густотертых

масляных красок для наружных и внутренних работ.

Олифа К-2 - 70%-ный раствор в уайт-спирите окисленной смеси полувысыхающего и высыхающего масел или окисленного полувысыхающего и обезвоженного высыхающего масел с добавлением сиккатива. Применяется в производстве масляных красок только для внутренних работ.

Олифа К-3 - 70%-ный раствор в уайт-спирите окисленного высыхающего масла с добавлением сиккатива. Олифу применяют в производстве масляных красок для наружных и внутренних работ.

Олифы оксоль (ГОСТ 190--68) - 55%-ные растворы оксидированных масел в уайт-спирите с добавлением сиккативов. Отечественная промышленность изготавливает 3 марки олифы оксоль: В - на основе оксидированного льняного масла; СМ -- на основе оксидированной смеси льняного или конопляного масла с подсолнечным (2:1); ПВ -- на основе окисленных гидратированного подсолнечного, гидратированного соевого или рафинированного рыжикового масел.

Олифы оксоль применяют для разведения до рабочей вязкости густотертых масляных красок для наружных и внутренних работ (марка В) и только внутренних работ (марки ПВ и СМ).

Олифа касторовая (ОСТ НКПП 538) - 50%-ный раствор в уайт-спирите полимеризованного дегидратированного касторового масла с добавлением сиккатива.

Олифу касторовую используют для разведения до рабочей вязкости густотертых масляных красок для внутренних работ.

Глифталевая олифа (ГОСТ 8040--56) -- 50%-ный раствор в уайт-спирите глифталевой смолы, модифицированной растительным маслом с добавлением сиккатива. Олифу изготовляют преимущественно на основе полувысыхающих масел -- подсолнечного, соевого и рыжикового.

Глифталевая олифа применяется для изготовления и разведения до малярной вязкости красок для наружных и внутренних работ.

Пентафталевая олифа - 50%-ный раствор в уайт-спирите пентафталевой смолы, модифицированной растительным маслом с добавлением сиккатива. Олифу ПФ-ПВ изготавливают преимущественно па основе полувысыхающих масел -- подсолнечного, соевого, рыжикового. Олифу ПФ-К изготавливают на основе касторового масла и пентафталевой смолы на тунговом масле.

Пентафталевые олифы применяются для изготовления и разведения до малярной вязкости красок для наружных и внутренних работ.

Ксифталевая олифа - раствор в уайт-спирите - ксифталевой смолы, изготовленной на смеси полувысыхающего и высыхающего масел в соотношении по массе 1:1 пли одного полувысыхающего масла с добавлением сиккатива.

Ксифталевые олифы применяются для разведения до рабочей вязкости красок, предназначенных для внутренних работ.

Олифа К-СКДП (ТУ 6-10-1439--74) -- 55--60%-ные растворы продукта модификации подсолнечной олифы низкомолекулярным каучуком СКДП.

Отличается прозрачностью и более светлым цветом по сравнению с другими олифами. По вязкости и другим свойствам олифа близка к комбинированным олифам, но имеет меньшую жирность. Олифу К-СКДП применяют в производстве масляных красок, готовых к применению, для разбавления густотертых красок и для строительных малярных работ.

Олифа нефтеполимерная - 55%-ный раствор углеводородной смолы в уайт-спирите или керосиновой фракции. По внешнему виду -- однородная прозрачная жидкость с плотностью 0,92--0,98 г/см3.

Олифа предназначается в основном для строительных работ (пропитки древесины, бетона и штукатурки) [6].

4 Состав натуральной олифы. Технические требования

Выпускаемая промышленностью натуральная олифа должна соответствовать требованиям ГОСТ 7931-76. Согласно этому ГОСТу, она практически полностью должна состоять из подвергнутого переработке натурального растительного масла, без содержания химических растворителей. Иметь вид непрозрачной густой маслянистой жидкости чёрно-коричневого цвета со слабым сладковатым запахом соответствующего натуральному льняному маслу.

В основе этого химического средства лежит состав из 97% натурального растительного масла (высыхающего или полувысыхающего), а также 3% специального вещества сиккатива, которое способствует более быстрому высыханию олифы. В технологии производства натуральных олиф, часто используют льняные масла, реже - подсолнечные, соевые, конопляные или другие.

Олифа, полученная термообработкой без продувки растительного масла, называется полимеризованной (базовая, стандартная олифа), а с продувкой - окисленной, или оксидированной. В производстве данного продукта, необходимо учесть главные его особенности, а именно, достижение высокой прочности на изгиб и удар, а также после обработки поверхностей, сократить время высыхания. Наиболее близким техническим решением к изобретению, является олифа, содержащая оксидированное растительное масло.

По физико-химическим показателям натуральная олифа должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице [7]:

5. Плотность, г/смРазмещено на http://www.allbest.ru/

3

8. Массовая доля фосфорсодержащих веществ в пересчете на РРазмещено на http://www.allbest.ru/

3

ОРазмещено на http://www.allbest.ru/

3

5 Технология производства олифы

Технология производства олифы непрерывным процессом заключается в том, что с одной стороны непрерывно поступает сырье, а с другой - непрерывно выходит готовая продукция.

Технология производства олифы непрерывным процессом дает возможность уменьшить кубатуру производственного цеха, упростить производственные процессы и получить однородную продукцию, если соблюдается точность в работе и если установлены точные контрольные аппараты.

Рисунок 1 Схема производства олифы непрерывным методом

Схема технологии производства олифы непрерывным способом состоит в следующем. Сырое масло из хранилища поступает через весы в теплообменник 1, снабженный змеевиком 2. Из теплообменника масло перекачивается насосом 3 по трубопроводу 4, снабженному вентилем 5 для дозировки масла, поступающего через воронку 6 в варочные котлы 7.

Каждый из трех варочных котлов снабжен глухим змеевиком для обогрева масла паром и воздушным кольцом 9, через мелкие отверстия которого знергично продувается воздух, подающийся воздуходувкой (компрессором) 10.

Технология производства олифы характеризуется тем,что все три котла соединяются между собой и со смесителем 12 трубопроводом 11, расположенным в верхней части каждого котла.

Смеситель оборудован пропеллерной мешалкой 17 и паровым змеевиком.

Как только масло заполнит первый котел и начнет переходить во второй, пускаются пар (для обогрева масла) и воздух (для окисления масла). Точно также поступают со вторым и третьим котлом. Подачу масла регулируют такимобразом, чтобы температура его при переходе из третьего котла в смесителе была около 140-145°С.

Поступающее при этой температуре из котлов в смеситель обезвоженное ипродутое горючее масло непрерывно смешивается с сиккативом при помощимещалки 17 в нужном количестве. Сиккатив поступает из расположенного под смесителем бака 13 самотеком в смеситель через воронку дозировка сиккатива регулируется особым вентилем 14 через воронку 15.

По завершению производственного цикла, технология производства олифы,заканчивается фасовкой готовой продукции Готовая олифа проходит

самотеком по трубопроводу, 16 в змеевик 2 теплообменника. Из змеевика

олифа непрерывно перекачивается насосом в хранилище готовой продукции.

Поступая в змеевик при температуре около 140%, олифа отдает свое теплонаходящемуся в теплообменнике маслу, нагревающемуся до 70 - 80°С.

В дальнейшем непрерывно поступающее через насос 3 в варочные котлы подогретое масло, согласно технологии производства олифы, непрерывно обогревается и продувается воздухом, доходит до смесителя, откуда смещанное с сиккативом опять выходит в виде готовой олифы.

При объёме каждого котла в 2,2 м³, стандартная суточная производительность олифоварки установлена в 20 тон. При увеличении объёмов агрегатов, технологический процесс незначительно изменяется. Это связанно с особенностями, которые создает массовый фактор [8].

6 Применение и свойства олиф

Олифы на данный момент применяются в 2 случаях: для производства красок и обработке поверхностей.

Масляные и алкидные олифы используются для приготовления красок. Из экономических соображений чаще на изготовление обычных масляных красок идут алкидные олифы, как более дешёвые. Натуральные масляные олифы чаще используются для разведения густотёртых красок. Композиционные олифы в лакокрасочном производстве применения не нашли, главным образом, из-за крайне низкого качества получаемого покрытия.

Для пропитки и покрытия деревянных поверхностей и различных изделий из дерева используются все виды олиф.

Стойкость большинства олиф к атмосферным воздействиям уступает другим доступным средствам защиты поверхностей, поэтому применение олиф в чистом виде (не в составе красок) для наружных работ ограничено. Использовать натуральную олифу, самую дорогую из всех олиф, для наружных работ в настоящее время вообще нет никакого смысла -- покрытие придётся постоянно обновлять, что очень дорого и непрактично. Использовать натуральную олифу для предварительного покрытия поверхностей под покраску также бессмысленно, так как для этого лучше подходит более дешёвые олифы -- оксоль и алкидные. Стойкость к атмосферным воздействиям максимальна у алкидных олиф -- покрытие алкидной олифой приблизительно вдвое долговечнее, чем любой масляной олифой. В любом случае лучше использовать олифу в наружных работах только в качестве предварительного покрытия под последующую покраску [9].

Для внутренних работ, с точки зрения удобства использования и экологичности, преимущество имеет натуральная масляная олифа -- она практически не пахнет, покрытие не выделяет вредных для здоровья веществ, работа по покрытию также не связана с вредом для здоровья. Но из-за дороговизны этой олифы чаще для внутренних работ применяют оксоль (или алкидные олифы). Из-за пахучести оксоли работы с нею необходимо производить в хорошо проветриваемом помещении. До полного высыхания нанесённое покрытие продолжает выделять пары уайт-спирита, из-за чего в помещении до нескольких суток сохраняется характерный запах [10].

Композиционные олифы, как правило, токсичны, причём не только в период высыхания -- поверхность, покрытая композиционной олифой, может продолжать пахнуть и выделять вредные вещества в течение нескольких лет после нанесения покрытия. Поэтому композиционные олифы могут использоваться только для обработки деревянных и других пористых поверхностей при наружных работах, а также в нежилых помещениях с хорошей вентиляцией. Их не рекомендуют применять для внутренних работ в квартирах и других жилых помещениях.

Заключение

Олифа образует защитную пленку на поверхности, поэтому ее используют в качестве защитной пропитки для разнообразных поверхностей, как грунтовка перед окрашиванием, как основа для разных видов краски и даже выступает как покрытие для декора интерьера.

Главное предназначение олиф состоит в обработке различных поверхностей, также они незаменимы в производстве красок. Для обработки поверхностей прекрасно подходит олифа для древесины. Ее используют как для пропитки изделий, так и в целом стен. Для проведения внешних работ рекомендуется олифу наносить только для подготовки перед дальнейшей окраской.

Список использованных источников

1.Манеров В.Б. Химия для Вас: Лаки и краски в Вашем доме / Манеров В.Б. , Каверинский В.С., Ермилов С.П., Прудниченко Ф.И. -М.: Химия, 1989 - 105 с.

2.Олифы. Принцип действия [Электронный ресурс].- https://ru.wikipedia.org/wiki/Олифа

3.Классификация олиф [Электронный ресурс].- http://techno.x51.ru/index.php?mod=text&uitxt=253

4.Гольдберг М.М. Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов / Гольдберг М.М., Ермолаева М.М. -М. : Химия, 1978, -512с.

5.Промышленные марки олифы [Электронный ресурс].- http://techno.x51.ru/index.php?mod=text&uitxt=255

6.Киселев В.С. Производство лаков, олиф и красок / Киселев В.С., Абашкина А.Ф. - ГНТИХЛ. М. : Химия,1953 - 182 с.

7.ГОСТ 7931-76 Олифа натуральная [Электронный ресурс].- http://docs.cntd.ru/document/1200008428

8.Технология производства олифы непрерывном методом [Электронный ресурс].- https://spbcomposit.ru/olifa/olifa-technology.html

9.Применение олифы [Электронный ресурс].- https://m-strana.ru/articles/olifa-oksol/

10. Орлова О.В. Технология лаков и красок: Учебник для техникумов / Орлова О.В., Фомичева Т.Н. -- M.: Химия, 1990. -- 384 с;

Размещено на Allbest.ru