Связующие для неводных окрасочных составов. Тема № 4. Растительные масла

1. Связующие для неводных окрасочных составов

Материаловедение
Тема № 4
Связующие для
неводных
окрасочных составов
Растительные масла

2. Растительные масла

Основными пленкообразующими компонентами масляных
художественных красок являются растительные масла,
получаемые при переработке семян некоторых растений.

3.

Основой всех растительных масел являются:
2%
0,50%
глицериды жирных
кислот
свободные
насыщенные и
ненасыщенные
жирные кислоты
неомыляющиеся и
белковые вещества
96%
Содержание в масле ненасыщенных жирных кислот характеризуется
йодным числом, показывающим, какое количество йода (%) может
присоединить к себе масло из специально приготовленного раствора.
Чем выше показатель йодного числа, тем лучше способность
к пленкообразованию и короче срок высыхания.

4. Показатель йодного числа в растительных маслах

йодное
число
касторовое; 82
маковое; 131
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
тунговое; 150
льняное; 170
конопляное; 160
подсолнечное; 119
Показатель йодного числа в растительных маслах
тунговое
льняное
конопляное
подсолнечное
соевое
маковое
кукурузное
хлопковое
касторовое
Из диаграммы видно, что быстрее всего высыхает и имеет лучшие
пленкообразующие свойства льняное масло.
Именно поэтому оно используется в масляной живописи.

5. Свойства растительных масел

Масла с повышенным содержанием ненасыщенных кислот образуют
пленки, склонные под воздействием агрессивной среды к изменению
цвета (пожелтению) и потере прозрачности (помутнению).
Масла нерастворимы в воде и спирте (за исключением касторового),
но хорошо растворимы в органических растворителях.
Характерной особенностью растительных масел является их
способность к полимеризации, т.е. к уплотнению при температуре
нагревания до 280-300°С без доступа воздуха.
В результате полимеризации масла значительно улучшают свои
физико-химические свойства:
быстрее высыхают,
повышается их прочность
повышается эластичность.

6.

значительно
меньшее содержанием белковых и
красящих веществ, что объясняет их более
светлый цвет.
Используются главным образом для приготовления
художествен-ных масляных красок.
Холодное
прессование
очищенные от
оболочки
и измельченные
семена (мятка)
подвергают
прессованию
без
дополнительного
подогрева
Горячее
прессование
подогрев
и увлажнение
мятки
в пропиточноувлажнительном
шнеке
с последующей
термообработкой
при температуре
75-80°С
в жаровне
пресс-форм
Способы
получение масел
Экстракция
растворителями
экстрагирование
масла
из предварительно
измельченных и
очищенных
растворителем
(бензином с t
кипения 60-80°С)
семян.
Растворитель
удаляют
из обезжиренного
остатка в
шнековом
испарителе.

7. Различные методы очистки (улучшения качества масел)

Отстаивание
Полученное растительное
масло помещают в
специальные отстойники при
35-40°С. При этом
механические примеси
выпадают в осадок через
5 суток и более.
При отстаивании, примерно в
течение одного года, в осадок
выпадают и белковые
вещества.
В настоящее время этот метод
почти не применяется из-за
длительности процесса.
Лучшими в этом
отношении являются
масла холодного
прессования.
Кислотная рафинация
В основе этого метода
очистки лежит
взаимодействие кислот
(серной, соляной и др.) с
примесями масла, в
результате чего образуется
осадок в виде слизистых и
нежировых веществ.
Протекание процесса
очистки желательно при
температуре не более 30°С
и тщательном
перемешивании.
Цвет и прозрачность масел
зависят от способа их
получения, очистки, а также
в значительной степени и от
их состава.
Гидратация
Этот метод
предусматривает
обработку масла водой.
В результате
происходит набухание и
выпадение из масла
нежировых примесей в
виде хлопьев.
Для получения
высокого качества
продукции процесс
очистки производят при
температуре 40-70°С,
количество
добавляемой воды - от
1 до 10%.

8.

Группы масел
(по способности образовывать пленку)
быстро
высыхающие
полувысыхающие
льняное
ореховое
конопляное
тунговое
маковое
подсолнечное
соевое
не высыхающие
полностью
оливковое
кедровое
не высыхающие,
не образующие
пленки
касторовое

9. Характеристика масел первой группы

Сравнительно быстро высыхая,
образуют твердую, эластичную,
прочную, нерастворимую в
органических растворителях пленку.
К этой группе масел относятся
льняное, ореховое, конопляное,
тунговое и др.
Льняное масло
Для улучшения качества льняного масла его
подвергают одному из видов обработки:
полимеризация
эпоксидирование
обработка масла
при температуре 80°С
в среде ароматического
растворителя
(толуола, ксилола,
надуксусной или
надмуравьиной кислоты).
оксидирование
термическая обработка
при температуре 110-140°С
с продувкой воздухом
(уплотнение протекает
значительно быстрее,
но качество получаемого
масла хуже);
от светло-желтого до коричневого
цвета
Срок высыхания на воздухе
(образование пленки) при
температуре (20±2)°С без
добавления сиккатива – 6 - 9 суток
В сравнении с ним рассматриваются
различные свойства и
характеристики других видов масел.
Этим и объясняется широкое
применение его для получения
красочных составов.
Очищенное льняное масло
применяется для живописных
работ, а обычное - для
приготовления олиф, алкидных и
других маслосодержащих смол.
Жирные кислоты льняного масла
также широко применяются для
получения синтетических
пленкообразующих (алкидных,
эпоксиэфирных, низкомолекулярных
полиамидных).

10. Характеристика масел первой группы (высыхающих)

Ореховое масло
светло-желтого цвета.
срок высыхания сырого масла на воздухе 8 -12 сут.
образовавшаяся при этом пленка плавится при температуре 118°С.
(для предотвращения этого масло полимеризуют)
применяют в лакокрасочной промышленности для приготовления
художественных красок и получения олиф.

11. Характеристика масел первой группы (высыхающих)

Конопляное масло
светло-коричневый цвет с зеленоватым оттенком
По качеству конопляные масла мало уступают льняным и считаются их
заменителями.
Хорошо полимеризуется и оксидируется, уплотняясь медленнее льняного.

12. Характеристика масел первой группы (высыхающих)

Тунговое масло
темно-желтого цвета, с резким неприятным запахом, токсичное.
высыхает на воздухе при температуре (20±2)°С без добавления сиккатива за 2-4
суток.
образует твердую матовую пленку с «морозным узором»
(устранить его можно предварительной термической обработкой при температуре 120°С, а также с
помощью добавок льняного или другого масла. При этом отвердение происходит от подложки к
поверхности и пленка под воздействием воздуха приобретает хрупкость)
после полимеризации тунговое масло образует твердые, глянцевые пленки с
повышенной (относительно других масляных пленок) стойкостью к воздействию
воды, щелочей и растворителей.
(в чистом виде в лакокрасочной промышленности не используется.
для получения алкидных смол и олиф его предварительно смешивают с льняным)

13. Характеристика масел первой группы (высыхающих)

Тунговое масло
Подсемейство молочайные — самое большое в семействе. В нем насчитывают более 200 родов,
распределяемых в 10—12 триб. Одним из наиболее известных представителей этого подсемейства является
большой (до 750 видов) род кротон (Croton) широко распространенный в тропических и субтропических
областях' земного шара. Виды кротона -травы, кустарники или деревья часто с окрашенным или смолистым
соком, но без млечного латекса. Виды рода кротон (кротон элютерия — С. eluteria и кротон каскарилънъш —
С. cascarilla) — поставщики каскарильной коры ароматического продукта, использующегося в производстве
ликеров. Американские тропические виды кротона (кротон драконовый — С. draco и кротон колючеплодный
— С. echinocarpus) обладают окрашенной в красный цвет и затвердевающей на воздухе смолой, называемой
драконовой кровью. Эта смола находит широкое применение при изготовлении лаков. Своеобразны виды
рода каперония (Caperonia, около 40 видов). Это небольшие кустарники, распространенные в тропической
Америке и Африке и произрастающие на болотах. Толстый аэренхимный слой паренхимы, окружающий
нижнюю половину побегов, является как бы резервуаром для кислорода, необходимого для развития
подземных органов растения. Около 12 видов рода хрозофора (Chrozophora) населяют засушливые районы
Средиземноморья и тропической Африки до Средней Азии и Северо-Западной Индии. Эти травянистые
растения с густым волосистым опушением содержат в незначительных количествах красящее вещество
турнезол, дающее аналогичную с лакмусом реакцию на щелочную или кислую среду.
Особенно ценными в хозяйственном отношении являются виды рода тунг, или масляного
дерева (Aleurites),— декоративные листопадные деревья с костянковидньтми плодами,
распространенные в тропических и субтропических областях Азии. Из семян тунга добывают
очень ценное в техническом отношении быстро высыхающее тунговое масло, применяемое в
производстве высококачественных эмалей, лаков и красок. Лучшее тунговое масло получают из
семян тунга Форда (A. fordii), произрастающего в Китае и культивируемого во многих странах.
На Черноморском побережье Кавказа первые опыты интродукции тунга, а именно тунга
сердцевидного (A. cordata), были сделаны еще в прошлом столетии. Сейчас там культивируют
оба эти вида.

14. Характеристика масел второй группы (полувысыхающих)

Подсолнечное масло
светло-желтого до темно-желтого цвета
высокое содержание кислот (олеиновой и линоленовой) обусловливает низкую
способность к высыханию и образованию пленок, плавящихся при температуре
85-90°С.
в лакокрасочной промышленности в чистом виде не используется.
для приготовления олиф, алкидных смол и других маслосодержащих
пленкообразующих его смешивают с льняным маслом

15. Характеристика масел второй группы (полувысыхающих)

Способность их к образованию пленок значительно ниже
более длительные сроки высыхания
образовавшаяся пленка частично растворима в органических
растворителях,при высоких температурах размягчается и плавится.
Маковое масло
бесцветное или бледно-желтое масло
образует не склонные к пожелтению покрытия, которые, однако, обладают
сравнительно низкой эластичностью и прочностью.
используют в производстве художественных красок, а в смеси с высыхающими
маслами - для получения олиф.

16. Характеристика масел третьей группы (не высыхающих полностью)

Кедровое масло
светло-желтого цвета
растворимо в ацетоне, амиловом спирте, петролейном эфире, а при
нагревании в этиловом спирте и бензоле.
кедровое масло (рафинированное) применяют для получения
алкидных смол.
для получения олиф его смешивают с одним из видов высыхающих
масел
.

17. Характеристика масел четвертой группы (не высыхающих)

не высыхают
не образуют пленок
Касторовое
Бесцветные или светло-желтые масла
Характерная особенность - повышенная вязкость
Растворяются в этиловом спирте и не растворяются
в углеводородах
Основное применение - в качестве пластификатора
для нитрата целлюлозы
В результате дегидратации эти масла приобретают
способность к высыханию на воздухе.
Это густоватое нелетучее масло добывают из семян клещевины
(Ricinus communis)

18. http://www.bibliotekar.ru/slovarZhivopis/index.htm (сайт "матеиаловедение")

http://www.bibliotekar.ru/slovarZhivopis/index.htm (сайт
"матеиаловедение")
Льняное масло
170—205
Ореховое (из кедра) 140—155
Маковое
Подсолнечное
Масла с числом ниже 120 очень медленно высыхают. В
производстве художественных красок употребляют льняные
масла с йодным числом не ниже 170.
135—145
120—135