Олифа на основе низковязких оксидатов подсолнечного масла

 

Описывается олифа на основе подсолнечного масла, включающая пленкообразующее - оксидированное подсолнечное масло и сиккатив. Она отличается тем, что в качестве пленкообразующего содержит оксидированное подсолнечное масло с вязкостью 33-58 с по вискозиметру BЗ-4 (20°С), а в качестве сиккатива - кобальт-бариевые соли кислот подсолнечного масла в массовом соотношении 6,66: 1 в виде 30%-ного раствора в препарированном подсолнечном масле, вводимого в количестве 0,8-2,3 мас.% от всей олифы и растворимого в пленкообразующем при 60-70°С. Технический результат - ускорение процесса воздушной сушки олифы с сохранением ее высокой прочности и имеющей низкие цветовые показатели по йодометрической шкале. Указанные олифы могут быть использованы в производстве большого ассортимента лакокрасочных материалов, особенно светлых тонов. 3 табл.

Изобретение относится к олифам на основе практически нового типа масляного пленкообразующего в виде слабоокисленного подсолнечного масла. По своим характеристикам такое пленкообразующее вполне конкурентоспособно с аналогичной продукцией на основе льняного и других высыхающих растительных масел и отличается гораздо меньшим остаточным содержанием не задействованных в структурировании двойных связей и, как следствие, более высокой стабильностью к атмосферному старению. Оно может быть использовано в лакокрасочной промышленности для производства большого ассортимента материалов, начиная от олиф и красок, особенно светлых тонов, до грунтовок, замазок и др.

Известно, что для производства натуральных (не содержащих в своем составе растворитель) олиф допускается использование смеси высыхающих и полувысыхающих растительных масел, причем доля последних обычно не превышает 40%. Так без заметного ухудшения качества на 1 т льняного масла допускается до 0,35 т подсолнечного масла, причем рекомендуется совместная варка смеси масел, а не смешение в холодном виде (А.Я. Дринберг. Технология пленкообразующих веществ. Натуральные и синтетические смолы, олифы, лаки и краски. - Госхимиздат, 1995, с. 201-215).

Натуральные олифы способны высыхать без сиккативов. Однако для ускорения сушки добавки сиккативов используются. На данный момент времени наиболее распространенными из сиккативов считаются марганец-свинцовые и кобальт-марганец-свинцовые. Первые в больших количествах изготавливаются в виде так называемых плавленых сиккативов, представляющих собой ~30%-ные растворы солей указанных металлов и карбоновых кислот в препарированных растительных маслах или заменяющих последние композициях. (Сиккативы плавленные. ТУ 205 РСФСР 11.570-83). Дозировка таких сиккативов в олифу составляет 6 мас.%. Указанные сиккативы являются наиболее распространенными для олиф на основе глубокоокисленных подсолнечного и других полувысыхающих растительных масел и их смесей (А.М. Иванов. Способ окисления растительных масел и их смесей. Пат. СССР N 1819282).

Наиболее близкой к заявляемой является олифа на основе подсолнечного масла, включающая оксидированное подсолнечное масло и сиккатив (Р.М. Лившиц, Л.А.Добровинский. Заменители растительных масел в лакокрасочной промышленности.- М.: Химия, 1987. с. 16-18).

В отношении низковязких оксидатов подсолнечного масла (32-55 с по вискозиметру ВЗ-4 при 20^oC) наиболее распространенные сиккативы оказались непригодными, поскольку процесс сушки останавливался на стадии липких пленок, устранить которые в течение 3 месяцев и более не удавалось. При этом дозировка таких сиккативов (от 0,5 мас.% до 6 мас.%) в плане рассматриваемого показателя принципиального значения не имела.

Задача настоящего решения состояла в том, чтобы ускорить процесс воздушной сушки и ввести временные характеристики ее в регламентированный диапазон значений для данного класса лакокрасочных материалов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что олифа на основе подсолнечного масла в качестве пленкообразующего содержит оксидированное подсолнечное масла вязкостью 33-58 с по вискозиметру ВЗ-4 (20^oC), а в качестве сиккатива - кобальт-бариевые соли кислот подсолнечного масла в массовом соотношении 6,66:1, в виде 30%-ного раствора солей в препарированном подсолнечном масле вводимого в количестве 0,8-2,3 мас.% от всей олифы и растворимого в пленкообразующем при 60-70^oC.

Соли указанных металлов получали путем трибохимического взаимодействия оксидов, гидроксидов или карбонатов соответствующих металлов с входящими в состав подсолнечного масла кислотами в среде препарированного подсолнечного масла (А.М.Иванов и др. Патент РФ N 2092533 от 10.10.97 г.). Превращение их в сиккативы осуществляли путем добавки подсолнечного масла до 70%-ного содержания в смеси и термообработки в диапазоне 100-140^oC в течение 2 ч.

Введенный при 60-70^oC сиккатив выдерживали при такой температуре при перемешивании в течение 1 ч с последующим самопроизвольным остыванием до комнатной температуры. При правильном выполнении всех описанных операций каких-либо осложнений при растворении сиккатива не наблюдалось.

Оксидаты получали путем окисления некондиционного подсолнечного масла воздухом при 103-110^oC в лабораторном реакторе емкостью 1 л в течение 4,5-6 ч.

Пример N 1. В лабораторный автоклав, снабженный механической мешалкой лопастного типа, вносят 992 г оксидата полсолнечного масла с вязкостью 42 с по ВЗ-4 (20^oC). Включают механическое перемешивание и проводят нагрев оксидата до 65^oC в течение 51 мин. Не останавливая мешалку, через загрузочный люк вводят 8 г кобальт-бариевого сиккатива и продолжают перемешивание в течение 1 ч. После этого механическое перемешивание останавливают, а полученную олифу сливают в емкости для хранения. Вязкость полученной олифы 42,1с по ВЗ-4 (20^oC). Некоторые другие характеристики приведены в табл. 1.

Примеры N 2-9. Последовательность операция аналогична описанной в примере 1. Отличается вязкостью используемой пленкообразующей основы, количеством вводимого сиккатива и некоторыми временными характеристиками, что сведено в таблицу А.

Другие характеристики олифы и покрытия приведены в табл. 1 Пример 10-15. Последовательность операций аналогична описанной в примере 1. Отличается тем, что в качестве сиккативов использовались одиночные соли кобальта и бария, а также заменой оксидата подсолнечного масла на близкий по вязкости оксидат льняного масла. Характеристики сравнения приведены в табл. Б.

Другие характеристики олифы и покрытия приведены в табл.1.

Положительный эффект предложенного решения состоит в том, что: - предложено практически новое пленкообразующее на основе более доступного для нашей страны подсолнечного масла, причем обладающее повышенной стабильностью к старению; - существенно снижен (25-50 по йодометрической шкале против 400-800 и более) цветовой показатель олифы, что дает возможность ее использования для изготовления красок и других ЛКМ светлых тонов; - существенно сокращена дозировка сиккатива (с 6 до 0,8-2,3 мас.%), что предопределяет как экономию дефицитных металлов (в частности, кобальта), так и улучшение токсикологических характеристик пленок покрытия за счет сокращения содержания солей тяжелых металлов.

Предложенное решение не приводит к коренным изменениям традиционных приемов и операций при изготовлении аналогичной продукции в промышленном производстве.

Формула изобретения

Олифа на основе подсолнечного масла, включающая пленкообразующее - оксидированное подсолнечное масло и сиккатив, отличающаяся тем, что в качестве пленкообразующего она содержит оксидированное подсолнечное масло с вязкостью 33 - 58 с по вискозиметру ВЗ-4 (20^oC), а в качестве сиккатива - кобальт-бариевые соли кислот подсолнечного масла в массовом соотношении 6,66 : 1 в виде 30%-ного раствора в препарированном подсолнечном масле, вводимого в количестве 0,8 - 2,3 мас.% от всей олифы и растворимого в пленкообразующем при 60 - 70^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3