Анализ лакокрасочные материалы

     Переработка растительных масел в олифы заключается  в их термообработке и введении сиккативов. Растительные масла (даже высыхающие) непригодны для приготовления масляных лаков и красок. Высыхание их продолжается слишком долго (например, льняное масло—6—8 дней), а образующиеся пленки имеют недостаточную влагостойкость и пониженные механические свойства. Это объясняется содержанием в них низкомолекулярных соединений, окисление которых продолжается к тому же и в высохшей пленке. В результате продолжающегося окисления, например, пленка льняного масла через 30—40 дней постепенно желтеет и растрескивается. При нагревании растительных масел (совместно с сиккативами) идет процесс полимеризации молекул масла, образуются высокомолекулярные соединения, которые обеспечивают высохшей масляной пленке высокую влагостойкость и повышенные механические свойства. Получаемые таким путем натуральные олифы дают пленки, которые после высыхания окисляются в значительно меньшей степени, чем пленки из сырых масел, а поэтому сохраняют эластичность и не становятся хрупкими более длительное время. В то же время эти пленки имеют повышенный блеск.

     Полунатуральные олифы изготовляют на основе растительных масел, в которых натуральные  растительные масла подвергнуты  еще более существенным химическим изменениям в результате сильной (жесткой) термической обработки или добавления химических реагентов, вызывающих переэтерификацию молекул масла.

     Искусственные олифы — это третья группа олиф, которые получают из искусственных  пленкообразующих веществ. Их часто  называют синтетическими, что не совсем верно, так как большую часть исходных материалов для них получают не путем синтеза из элементов, а при переработке отходов химических производств. Эти олифы имеют, однако, вспомогательную роль, значение их невелико.

     Натуральные олифы (льняные и конопляные). Не содержат растворителей. Их вырабатывают почти исключительно - из высыхающих растительных масел, главным образом льняного и конопляного. Лишь иногда к ним добавляют полувысыхающие масла (подсолнечное) и подвергают их совместной варке. Льняные олифы имеют светло-желтый цвет и пригодны для приготовления белых и светлых цветных масляных красок... Цвет конопляных олиф значительно темнее.

     Полунатуральные олифы. Представляют собой продукты глубокой термической и химической переработки растительных масел  и других жидких жиров. Они содержат сиккативы и определенное количество растворителей (до 45—50%). Их подразделяют на уплотненные олифы (Оксоль и др.), алкидные (переэтерифицированные — глифталевая и пентафталевая) и комбинированные.

     Уплотненные олифы в отличие от натуральных  получают путем более длительной термической обработки масел  и при более высоких температурах (полимеризованные — до 300°С). Сильные  химические изменения при варке  масла сопровождаются повышением кислотного и понижением йодного числа, что  обусловливает недостатки уплотненных олиф. Однако они имеют более высокую полярность, чем натуральные олифы, поэтому лучше смачивают частицы пигментов в красках. Для снижения высокой вязкости уплотненные олифы разбавляют уайт-спиритом (до 45% массы олифы). Содержание в них уплотненных масел составляет, как правило, не менее 90% массы нелетучей части олифы. Ассортимент уплотненных олиф — льняная полимеризованная, льняная оксидированная (олифа Оксоль) и др.

     Алкидные (переэтерифицированные) олифы являются продуктами термохимической переработки (переэтерификации) полувысыхающих и  невысыхающих растительных масел (хлопкового и др.). Переэтерификация их основана на частичном вытеснении спиртового или кислотного остатка в глицеридах жирных кислот более высокоатомным спиртом — пентаэритритом или двухосновной фталевой кислотой (фталевым ангидридом) или их смесью. Замена остатка трехатомного спирта глицерина в молекулах масла на остаток четырехатомного спирта — пентаэритрита и остатков одноосновных жирных кислот на двухосновные увеличивает число реакционноспособных групп масла и его способность к реакциям поликонденсации и полимеризации, т. е. способствует ускорению высыхания.

     Получаемые  путем переэтерификации алкидные олифы (глифталевые и пентоли) обладают высокой высыхающей способностью (могут  заменять тунговое масло) и в большом  количестве необходимы для замены натуральной олифы при приготовлении лаков и красок. Для снижения вязкости в них вводят растворители (до 50%). По своим свойствам глифталевая и пентафталевая олифы примерно равноценны уплотненным олифам, а в ряде случаев лучше их. Покрытия на основе глифталевой олифы более долговечны, чем покрытия на основе олифы Оксоль. Еще более высоким качеством характеризуются пентафталевые олифы. Их пленки имеют более высокие показатели твердости, водостойкости и атмосферостойкости.

     Алкидные  олифы перспективны, так как их применение приводит к сокращению расхода  ценных пищевых растительных масел (льняного и конопляного) на производство олиф, причем получаемые на их основе пленки обеспечивают более длительную службу покрытий. В связи с этим производство натуральных и уплотненных олиф сокращается. Все более предпочтительными становятся методы химической переработки малоценных растительных масел (переэтерификация, эпоксидирова-ние и др.).

     Эпоксидированные  масла (например, соевое масло, обработанное надмуравьиной кислотой для введения эпоксидных групп в молекулы масла по месту двойных связей) выполняют роль не только пленкообразователей, но главным образом пластификаторов, отвердителей и стабилизаторов многих синтетических лакокрасочных материалов.

     Недостатком уплотненных и алкидных олиф является повышенное содержание свободных жирных кислот, которые с минеральными пигментами основного характера (окись цинка и др.) дают нерастворимые металлические мыла, что служит причиной загустения красочных составов при их хранении. Поэтому для приготовления густотертых красок их не применяют, но широко используют для разведения густотертых масляных красок до малярной консистенции.

     Комбинированные олифы среди полунатуральных  олиф имеют меньше недостатков. Их получают варкой специально подобранной смеси  растительных масел или смешиванием уплотненных олиф с оксидированными и прогретыми высыхающими и полувысыхающими растительными маслами. Они обладают тем преимуществом перед уплотненными олифами, что при затирании с пигментами не загустевают. В результате их можно применять для приготовления густотертых масляных красок. Выпускают комбинированные олифы нескольких марок. Содержание масел в них составляет не менее 70%, растворителей — не более 30%.

     Показатели  качества олиф: цвет, прозрачность, плотность, вязкость, содержание золы и неомыляемых веществ, кислотное и йодное числа, число омыления.

     Цвет  определяют сравнением с эталонами  йодометрической шкалы. Льняные  олифы имеют цвет от светло-желтого  до темно-желтого. Конопляные олифы имеют более темный цвет. После 24 ч отстаивания прозрач­ность олифы должна быть полной. Сиккатив, добавляемый при варке масла, должен хорошо смешиваться с ним без образования осадка или помутнения.

     Полностью высохшая пленка натуральной олифы (за время не более 24 ч) должна быть твердой, гладкой и блестящей. При соскабливании  ее должны получаться прозрачные эластичные не разрывающиеся, а завертывающиеся  спиралью стружки. Если вместо такой  стружки при соскабливании образуются порошок или крупные чешуйки, то это свидетельствует о вероятном присутствии в олифе примесей канифоли. Такая олифа, как правило, высыхает быстрее, чем натуральная, но пленки ее менее долговечны.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

3.1Технология изготовления олиф

     Окисленные (оксидированные) олифы — льняную  и конопляную — получают прогреванием масла при температуре 150—160°С с  перемешиванием и продуванием через него воздуха и с добавлением сиккатива. При получении полимеризованной льняной олифы температуру доводят до 260—280°С (без доступа воздуха). Полученные олифы имеют более высокую вязкость, чем сырое масло, что обусловлено испарением влаги и процессами окисления и полимеризации молекул масла. Пленки льняной полимеризованной олифы имеют хороший блеск и повышенную прочность, но цвет их более темный, чем у льняной окисленной олифы, что обусловлено применением более высоких температур

     Для улучшения свойств олиф в них  вводят канифоль, низкомолекулярные каучуки и другие добавки, этим и объясняется их название —«композиционные».Поскольку растительные масла являются ценным пищевым сырьем, а свойства олиф как пленкообразователей не столь высоки, основными направлениями развития промышленности лаков и красок предусматривается замена олиф на более прогрессивные материалы.Натуральные олифы изготовляют путем термообработки (уплотнения) при температуре 270—280°С (с продувкой воздухом или без) высыхающих масел с добавлением сиккативов.Для изготовления натуральных олиф используют льняное, конопляное и другие высыхающие рафинированные масла. В качестве сиккативов для натуральных олиф обычно применяют свинцово-марганцовые или марганцово-свинцово-кобальтовые линолеаты, а также нафтенаты. Полимеризацию масла осуществляют в стационарных стальных реакторах, оснащенных арматурой для введения жидких сиккативов.Натуральные окисленные олифы получают уплотнением льняного, конопляного или другого высыхающего масла путем нагревания с продувкой воздухом в присутствии сиккатива. Комбинированные олифы и олифу оксоль разных марок получают путем последовательного нагрева масла (высыхающего,полувысыхающего или их смеси),окисления масла продувкой воздухом при температуре 150—160°С в присутствии сиккатива до требуемой вязкости и разбавления уайт-спиритом до заданного содержания нелетучих веществ.Касторовую олифу получают путем дегидратации и полимеризации касторового масла, с последующей этерификацией его глицерином (для снижения кислотного числа ниже 10) и растворения полученного препарированного масла в уайт-спирите с добавкой сиккатива. Касторовая олифа содержит ~46% (масс.)препарированного касторового масла, ~50% (масс.) уайт-спирита и ~4% (масс.) (в пересчете на металл) сиккатива — смеси линолеатов: свинца 1,4% (масс.),марганца 1,6% (масс.) и кальция — 1,0% (масс.).Алкидные олифы (глифталевую, пентафталевую и  ксифталевую) получают путем разбавления соответствующих жирных алкидных смол (см. с. 103) определенной вязкости уайт-спиритом и введения, сиккатива.Прочие олифы готовят различными способами. Так, олифы каучуковые получают путем термической обработки подсолнечного масла и модификации его жидким каучуком марки СКДП-Н, разбавления уайт-спиритом и добавления свинцово-марганцевого сиккатива.

     Скорость  высыхания масел увеличивается  при добавлении сиккативов.

     Сиккативами называют растворимые в масле  соединения кобальта, марганца, свинца, цинка и некоторых других металлов, обладающих способностью ускорять процесс высыхания растительных масел. Так, льняное дает пленку, которая высыхает без сиккативов лишь за 6-8 дней, тогда как после добавления сиккативов высыхание заканчивается в несколько часов (6—10 ч.). Благодаря такому действию сиккативы добавляют во все олифы, масляные лаки и тертые масляные краски.

     Сырьем  для сиккативов служат главным образом  канифоль, льняное масло и нафтеновые кислоты в виде мылонафта или  асидола. В качестве неорганического сырья применяются преимущественно уксуснокислый кобальт, пиролюзит (перекись марганца), уксуснокислый свинец (свинцовый сахар), свинцовый сурик и глет.

     Указанные выше соединения свинца, марганца и  кобальта часто добавляют к маслу в процессе варки. При температуре 200-300 °С они частично растворяются, образуя соли жирных кислот, которые и являются катализаторами высыхания масла. Однако эти соединения растворяются с большим трудом и полностью не используются, В то же время требуется излишнее перегревание масла, что вызывает его потемнение.

     Плавленые сиккативы получают плавлением порошкообразного минерального сырья с канифолью, льняным маслом или нафтеновыми кислотами сначала при температуре 120-170 °С, а затем при 230-280 °С до полного растворения. После окончательного охлаждения плавленые сиккативы представляют собой твердую или густую липкую массу, растворимую в скипидаре, бензине и др.

     Осажденные  сиккативы образуются при взаимодействии водных растворов солей кобальта, свинца, марганца или их смесей с  водными растворами натриевых солей (мыл), смоляных, льномасляных или нафтеновых кислот. Выпадающие в осадок сиккативы промывают водой или высушивают. Иногда сушку не производят, осадок растворяют в бензине, а затем отделяют его от водного раствора. Осажденные сиккативы получаются более концентрированными и почти бесцветными, что позволяет использовать их в красочных составах светлых тонов.

3.2Технология изготовления лаков

     Изготовление  переетирификата лака ПФ-60 происходят в реакторах которые вмещают 6,3 м3і 10 м3(каждый реактор оборудован мешалкой, внутренним змеєвиком для первичного подогревания или охлаждения реакционной массы, обратным холодильником, наклоненным конденсатором и распределительным сосудом).К реактору привстает инертный газ (азот), какой используется в течение всего процесса изготовления основы лака. Перед началом работы реактор должен быть проверенным на геррметичність, чистоту, исправность средств контроля. Реактор перед загрузкой проверяют на герметичность давлением азота Р = 2 атм. Дозирование масел происходит из БХ, которые установлены на тензовагах, и находятся на этажерке.