Лако-красочные материалы — производство

Тертые краски, ‘приготовленные на сырых растительных ма­слах^, непригодны для малярных работ, потому что они слишком долго высыхают (несколько суток). Для устранения этого не­достатка растительные масла подвергают (специальной обработ­ке и к ним добавляют сиккативы. Полученные при этом продук­ты называются натуральными олифами.

Натуральная олифа имеет широкое применение и выраба­тывается в больших количествах. Основным сырьем для ее про­изводства являются высыхающие масла типа льняного. На­туральную олифу «применяют для изготовления и разведения густотертых красок, а также в качестве самостоятельного ма-

Териала для малярных работ. Особенное значение имеет на­туральная олифа при проведении-ответственных наружных по­красок (железных крыш и т. п.). Краски на натуральной олифе хорошо высыхают, не дают отлила и отличаются длительным сроком службы в покрытиях.

В зависимости от режима обработки масла натуральную льняную олифу выпускают двух видов: лолимеризованную и окисленную.

Натуральная льняная полимеризованная олифа представляет собой уплотненное путем нагревания до 275° льняное масло, содержащее сиккатив.

В качестве сырья для изготовления этой олифы применяют льняное масло (ГОСТ 5791—51) зольностью, не более 0,06% и сиккативы: свинцовый, марганцевый и кобальтовый.

Для получения олифы в варочный котел загружают пред­варительно нагретое до 100—120° льняное масло в количестве 65—75% от общего объема котла. Чтобы избежать перегрева и пригорания масла ко дну, его необходимо все время переме­шивать. К загруженному маслу при работающей мешалке до­бавляют свинцовый и марганцевый сиккативы (сначала одну четвертую часть от общего содержания их в олифе). Сиккатив должен быть предварительно хорошо высушен, так как при на­личии в нем влаги может произойти выброс и разбрызгивание масла. После загрузки сиккатива масло нагревают со скоростью 30—40° в час при непрерывном перемешивании. Нагрев масла ведут до 275° и выдерживают его при этой температуре в те­чение всего процесса полимеризации[7]. Когда масло приобре­тает вязкость 25—30 сек. по вискозиметру ВЗ-4 при 20° и удель­ный вес его достигает 0,936 г/сж3[8], нагрев котла /прекращают и в масло дополнительно вводят сиккатив из расчета содержа­ния в готовой олифе 0,10% свинца, 0,06% марганца и 0,01% кобальта. Масло с сиккативом перемешивают 30 мин. и получен­ную олифу сливают из котла в приемный бак при температуре не выше,250°. Охлажденную ниже 120° олифу (передают из при­емника в отстойный бак или подвергают центрифугированию для удаления осадков. После отстаивания или центрифугирования олифу передают на склад готовой продукции.

Расход материалов на 1 т олифы составляет (в кг):

Масло высыхающее. . 985 Сиккатив 40

Контроль производства олифы осуществляется путем опре­деления ее веса и вязкости, а также путем проверки полноты растворимости сиккатива (прозрачная капля на стекле).

Так как производство олифы сопряжено с опасностью по­жара, изготовлять ее необходимо в отдельном помещении, построенном в из негорючего материала: кирпича, железа,

Железобетона. Кроме того, всегда должны быть наготове сред­ства тушения стожара: войлок, песо, к, пенные огнетушители и т. п.

Олифу получают в стационарных варочных котлах, снабжен­ных мешалками. Нужно. следить, чтобы в це^е не было про­масленных тряпок, которые при лежании могут самовозгораться, а также опилок и стружек. Для предупреждения ожогов в про­цессе производства олифы рабочий должен носить предохра­нительные очки и кожаные рукавицы. Помещения, в которых вырабатывается олифа, должны быть оборудованы хорошей вентиляцией.

»Натуральная льняйая полимеризованная олифа применяет­ся для разведения густотертых красок при проведении наруж­ных и внутренних работ. Получаемые пленки отличаются блес­ком, твердостью и стойкостью к воде. По данным ВНИИЖ[9], срок службы этой олифы в покрытиях составляет около 3—4 лет. /

Технические ^условия на натуральную льняную олифу ха­рактеризуются следующими данными (ГОСТ 7931—56):

1. Полное высыхание без отлипа в течение 24 час. Для про­верки времени высыхания наливают 10—12 капель олифы на чистое сухое стекло и ставят его в наклонном положении на прямом солнечном свету при температуре помещения 18—22°. Время от времени пробуют пленку пальцем. Если’ при нажатии пальцем на пленку не поручается отлипа, олифу считают вы­сохшей и отмечают, сколько прошло-(времени.

2. Цвет по иодометрическбр шкале — не темнее 300.

3. Удельный вес т2 —; не ниже 0,935 г/см3.

4. Кислотное число — не более 7 мг КОН.

5. Отстой за 24 часа при 20° — не более 1% объемн.

Натуральная льняная окисленная олифа представляет собой

Уплотненное путем нагревания и (продувания воздухом льняное масло с добавлением сиккатива[10].

Для получения олифы в варочный котел загружают льня­ное масло с таким расчетом, чтобы оно занимало 70—75% об­щего объема котла. Масло в котле нагревают до 100—120°, од­новременно включают мешалку и начинают продувать воздух. Продувание воздухом продолжается в течение 4—4,5 час.; за это время масло в котле нагревается до температуры 150— 160°

На поверхности імасла при его нагревании появляется пе­на. Если масло сырое, выделяется столько пены, что она мо­жет (вылиться из котла. Поэтому до полного прекращения вы­деления пены нагрев и продувание ведут очень медленно и осторожно. Если котел открытый, пену снимают черпалкой с ре­шетчатым дном ‘или применяют пеносбиватель. После исчезно­вения пены на поверхности міасла из котла отбирают пробу. мас­ла и определяют его удельный вес. По достижении уд. в. 0,939—

0, 945 г/см? и вязкости, ‘соответствующей техническим условиям, нагрев масла и продувание воздухом прекращают. В препари­рованное імасло загружают свинцово-марганцевый и кобальто­вый сиккативы из расчета содержания в олифе 0,10% свинца,

0, 06% марганца и 0,01% -кобальта и размешивают 20—30 мин. до полного растворения сиккатива. Продувать воздух в при­сутствии сиккатива не следует, так как олифа получается более темной. Для удаления »механических. примесей готовую олифу перекачивают в отстойники (где отстаивание продолжается 2 — 3 суток) или пропускают через центрифугу. После центрифуги­рования или отстаивания олифу передают на склад готовой продукции. ,

Расход материалов на 1 т олифы составляет (кг):

Масло высыхающее. 977,5 Сиккатив 25,0

Олифа натуральная льняная окисленная должна соответст­вовать техническим требованиям, предусмотренным ГОСТ 7931—56.

Натуральная окисленная олифа применяется для перети — ра и разведения густотертых красок и в качестве самостоятель­ного материала для малярных работ. По данным ВНИИЖ[11], сроїк службы этой олифы в покрытиях ‘2,5—3 года.

По ГОСТ 7931—56, к натуральньим олифам относят также продукты термической обработки конопляного масла.

В настоящее (время олифу натуральную льняную »и конопля- (ную окисленную производят периодическим и непрерывным спо­собами.

Олифа «Оксоль» представляет собой продукт окисления вы­сыхающих масел (льняного или конопляного) и получается пу­тем продувания через них воздуха с последующим добавлением растворителя и сиккатива[12].

Предварительно нагретое до температуры не ниже 120° льняное или ‘конопляное імасло загружают в специальный »когел (онсидатор) и из воздуходувок в /масло продувают воздух. В результате окисления масла кислородом воздуха выделяется большое количество тепла и температура начинает быстро по­вышаться. Для регулирования температуры окисляемое масло охлаждают (водой, (подведенной в рубашку орендатора, или хо­лодным, предварительно отстоенньш маслом, которое пропуска­ют в подогреватели через установленный в оксидаторе змеевик; последний соединен с подогревателями маслопроводом.

Процесс окисления масла должен протекать при темпера­туре не выше 160°. Через 4 часа после заігрузки масла в окси — датор отбирают первую пробу для определения вязкости окис­ленного імасла; вторую и последующие пробы отбирают через каждые 30 мин. до тех пор, пока вязкость окисленного масла в виде 55%-ного раствора в уайт-спирите не достигнет 19— 21 сек. іпо вискозиметру ВЗ-4. По окончании процесса окисления масло перекачивают в холодильник, где оно охлаждается во­дой до 120—МО0 при перемешивании мешалкой или циркуля­ционным насосом. Охлаждение окисленного масла с 160 до 120° следует проводить быстро, так как в горячем состоянии оно проявляет большую склонность к повышению вязкости.

Олифу «Оксоль» приготовляют следующим ОібраЗОіМ. В сме­ситель (загружают две третьих потребного по весу количества уайт-спирита, после чего при перемешивании загружают окислен­ное масло, охлажденное до температуры ниже 120°, и сиккатив (обычно свинцово-марганцевый). Затем вводят остальнуютреть уайт-спирита и ївсю смесь перемешивают до получения одно­родного прозрачного продукта.

Расход материалов на 1 г олифы составляет (кг):

TOC o "1-5" h z Масло высыхающее. 520

Сиккатив…………………. 30 *

Уайт-спирит…. 453

Олифа «Оксоль» должна удовлетворять требованиям ОСТ 7474/581. Олифа «Оксоль» на высыхающем масле применяется только для разведения густотертых красок. По данным ВНИИЖ*, срок службы этой олифы в покрытиях составляет 2— 3 года.

Касторовая олифа. Касторовое масло — это невысыхающее масло. Чтобы оно стало высыхающий, его подвергают перера­ботке, а для ускорения процесса добавляют катализаторы. При переработке происходит сложный химический процесс отнятия молекулы воды (дегидратация) от рицинолевой кислоты, вхо* дящей в состав касторового масла, а затем при уварке про­исходит полимеризация. Процесс этов сложен, и ‘получение стандартного продукта требует точного соблюдения технологи­ческого режима.

Приготовление касторовой олифы ведется в обыкновенных котлах из нержавеющей стали. В. котел загружают 100 кг ка­сторового масла, нагревают до 120—130° гори ‘непрерывной ра­боте мешалки, выдерживают при этой температуре до полного обезвоживания масла (пока. не прекратится вспенивание). За­тем прибавляют ‘катализаторы: 30 кг металлического цинка (їв виде стружек, лепестков или праінул) и 16 кг окиси алюми­ния. В качестве растворимых катализаторов. применяют 4 кг глета и 2,6 кг пиролюзита (с содержанием 50% марганца) или б кг ‘овимцово-марга. нцввого линолеата. После добавки катали­заторов температуру постепенно при непрерывном перемеши­вании поднимают до 270—280°. Продолжительность уваривания (обычно 7—8 час) контролируют определением вязкости и по­казателя преломления. Показатель преломления полученного маша при.20° равен 1,489—1,491, вязкость по вороніке НИИЛК равна 20 сек. при 20°.

‘ По достижении указанных показателей масло охлаждают дб 230—240° и для понижения кислотности прибавляют 30— 40 кг 98% — ного глицерина. Количество глицерина устанавливают по кислотному числу масла. Глицерин прибавляется постепенно, в течение часа, при Постоянном помешивании. Затем темпера­туру повышают до 250—260° и выдерживают масло при этой температуре до тех пор, пока его кислотное число не станет равным 16. После этого ко. тел охлаждают до 200°> масло пере­качивают в смеситель, а. который прибавляют 500—600 кг уайт-спирита, и тщательно размешивают. Для удаления меха­нических примесей раствор масла центрифугируют или дают ему отстоятся в течение 4—5 дней. К ‘полученному раствору прибавляют 7—8% жидкого свинцово-марганцевого сиккатива, хорошо’ размешивают и разливают в тару.

Ниже приводятся технические условия на касторовую оли­фу* (ОСТ НШП 538):

1. Цвет по иодометрической шкале — не выше.300.

2. Вязкость при 20° по вискозиметру ВЗ-4 — 20—25 сек.

3. Содержание растворителя — не более 50%.

4. Кислотность — не выше 16 мг КОЙ:

5. Отстой за 24 часа — не больше 1% объемн.

6. Высыхание от пыли^—не более 12 час., полное — 24 часа.

^Содержание масла в олифе должно составлять 52—67%.

Касторовая олифа применяется для разведения густотертых красок.

Глифталевая олифа. В настоящее время наиболее перспектив­ными являются глифталевая и лентафталевая олифы. Эти оли­фы, по сравнению, с другими, при меньшем расходе масла на их изготовление обеспечивают более длительный срок службы

В покрытиях и обладают более зысокцми малярно-технически- ми ‘свойствами*.

Глифталевая олифа представляет собой 50%-ный раствор в уайт-спирите уплотненных смешанных глицеридов жирных кислот полувысыхающих и высыхающих масел и фталевой кис­лоты (глифталевой смолы средней жирности) с добавлением сиккатива.

В качестве сырья для изготовления глифталевой олифы мо­гут быть использованы предварительно очищенные высыхающие и полувысыхающие масла: льняное, конопляное, тунговое, ры­жиковое, соевое, подсолнечное и др.

Для приготовления глифталевой олифы в котел загружают 300 кг полувысыхающего масла (подсолнечное, рафинированное хлопковое, соевое й др.), 72 кг 98%-ного глицерина и 0,2 кг глета, включают мешалку и нагревают массу до 230—240° в течение 3—3,6 часа. В результате сложного химического про,- цесса—переэтерификации масла глицерином получаются, не-~ полные глицериды (переэтерификат). Окончание реакции пере­этерификации определяют по растворимости полученных непол­ных глицеридой в этиловом спирте. Сначала через каждый час, а к концу через каждые 20—30 мин. из котла отбирают пробу, охлаждают до 20° и испытывают на растворимость в спирте. После растворения пробы в спирте (1 ч. переэтерификата на 3 Чл. спирта) в котел постепенно добавляют 140 кг фталевого ангидрида и при энергичном перемешивании доводят темпе­ратуру смеси до 240—250°. При этой температуре этерифика — цию проводят до тех пор, пока кислотное число не снизится до 20 мг КОН и вязкость 50%-ного ^раствора основы в уайт-спи­рите не достигнет 20—25 сек. по вискозиметру ВЗ-4. Затем глифталь перекачивают в смеситель, куда добавляют необхо­димое количество сиккатива и около 480—600 кг уайт-спирита; содержимое смесителя хорошо размешивают, пропускают че­рез центрифугу для удаления мути и разливают в тару.

Исследования, выполненные по ВНИИЖ[13], показали, что предварительная термическая обработка полувысыхающих ма* сел (нагревание до 275—285°), взятых для приготовления глиф­талевой олифы, или добавление к ним 10—(16% тунгового масла повышают качество глифталевой олифы. Покрытия на такой олифе высыхают быстрее, повышается их прочность к истира­нию, стойкость к влаге, улучшаются защитные свойства. Кроме того, сокращается процесс производства глифталя и на 3—4% уменьшаются потери фталевого ангидрида.

Глифталевая олифа должна удовлетворять следующим ос­новным требованиям. Олифа должна быть светлой (!не темнее 200 в мг иода), прозрачной и при 20±2° и относительной влаж­ности воздуха 60—70% высыхать в течение 20 час. с образова­нием прочной водостойкой и эластичной пленки. Содержание пленкообразующего вещества с сиккативом должно составлять 50%, содержание растворителя — не более 50%. Олифа должна иметь кислотное число не более 12 мг КОН. В олифе не должно содержаться смоляных кислот, так как эти кислоты уменьшают срок службы олифы в атмосферных условиях.

Глифталевая олифа обладает высокими ‘пленкообразующими свойствами; ее применяют для разведения густотертых красок при проведении наружных и внутренних работ. Покрытия на глифталевой олифе служат значительно дольше (3—4 года), чем покрытия на олифе «Оксоль».

В последнее время разработан непрерывный спосо. б изготов­ления глифталевой олифы. По этому способу растительное мас­ло с растворенным в нем сиккативом и глицерин с содержа­нием воды не более 2% через дозаторы поступают непрерывно в два последовательно соединенных аппарата—переэтерифи — катора, где смесь компонентов интенсивно перемешивается тур­бинными мешалками. В первом переэтерификаторе смесь по­догревается до 220—225°, во втором — до 238—240°.. Получен­ные в переэтерификаторах неполные глицериды поступают в смеситель для смешения с фталевым ангидридом, который по­дается в расплавленном или сухом виде. Температура в сме­сителе поддерживается в пределах 145—150°. Кислые эфиры, получаемые в смесителе, перекачиваются насосом в первый из трех последовательно соединенных этерификаторов; в следу­ющее аппараты эфиры при перемешивании поступают самоте­ком. В первом этерификаторе поддерживается температура 220—225°, во втором и в третьем — 248—250°.

В третьем этерификаторе получается глифталь, который пе­редается при непрерывном перемешивании в один из двух приемников. Предварительно в каждый приемник загружают уайт-спирит с растворенными в нем сиккативами. При раство­рении глифталя в уайт-спирите получается олифа. Когда в оли­фе содержание уайт-спирита достигает 50%, приемник отклю­чают и глифталь начинает поступать в другой приемник.

Все аппараты, применяемые для получения глифталевой олифы непрерывным способом, оборудованы нагревательным устройством особой конструкции, обеспечивающим необходи­мые условия нагрева, пониженную пожароопасность и автома­тическое регулирование температуры.

Пентафталевая (пентолевая) олифа представляет собой 50%-ный раствор в уайт-спирите жирной пентафталевой смолы (пентафталя) с добавлением сиккатива.

Для ‘приготовления пентафталевой олифы применяют полу- высыхающие масла (соевое, подсолнечное, рыжиковое) или смеси полувысыхающих и высыхающих масел с хлопковым мас­лом. Масла для приготовления этой олифы должны быть тща­тельно очищены и соответствовать техническим требованиям, предусмотренным государственными стандартами.

Процесс получения пентафталевой олифы аналогичен про­цессу получения глифталевой олифы и отличается в основном — применением пентаэритрита вместо глицерина. Пентафталевая олифа, полученная из полувысыхающих масел, применяется для разведения густотертых масляных. красок при внутренних и наружных работах. Покрытия на основе пентафталевой оли­фы отличаются высокими качествами и по ряду показателей (твердость, водостойкость, защитные свойства в атмосферных условиях) превосходят покрытия, полученные на основе глиф­талевой олифы. Срок службы пентафталевой олифы — 3—4 года.