Олихва

Оли́фы (от греч. αλειφα — мазь, масло) — плёнкообразующие вещества (прозрачные жидкости от жёлтого до вишнёвого цвета) на основе растительных масел, подвергнутых термической обработке, либо алкидных смол. Олифы хорошо смачивают дерево и металл. Применяются в качестве защитных покрытий, пропиток, основы для масляных красок и пр.

История

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.

Многие растительные масла, оставаясь на воздухе, под влиянием кислорода, света и теплоты, густеют, а в тонком слое «высыхают», превращаясь в полутвердую массу. Это характерное свойство присуще тем растительным маслам, в состав которых входит жирная кислота, называемая линоленовой (льняномасляной). Чем больше содержится её в масле, тем оно обладает большей способностью высыхания. Масла, не содержащие линоленовой кислоты, не высыхают. Наибольшим содержанием глицеридов линолеиновой кислоты отличаются масла: льняное — с содержанием их до 80 % и конопляное — с содержанием до 70 %. Другие масла, как подсолнечное, маковое, ореховое, содержащие от 30 до 50 % глицеридов линолеиновой кислоты, высыхают слабее и медленнее. Растительные масла: сурепное, оливковое и др., содержащие только следы линоленовой кислоты, лишены способности высыхания.

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 соединений металлов (сиккативы). При нагревании в масле разлагаются вещества, замедляющие отвердение, а соли металлов 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.

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, шпаклёвок.

Виды олифы

В настоящее время производится три типа масляной олифы: натуральная, оксоль и комбинированная, а также алкидные и композиционные олифы.

Масляные олифы

Все масляные олифы производят из растительного масла с добавлением сиккатива — вещества ускоряющего 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.

Натуральная олифа

Натуральная олифа практически полностью (по российскому ГОСТ 7931-76 — на 97 %) состоит из натурального растительного масла (льняного, реже — подсолнечного, соевого или другого), оставшуюся долю занимает сиккатив. Масло в процессе производства может проходить термообработку с продувкой воздухом или без таковой. Олифа, полученная термообработкой без продувки, называется полимеризованной, с продувкой — окисленной или оксидированной. Натуральная олифа имеет вид непрозрачной густой маслянистой жидкости чёрно-коричневого цвета со слабым запахом.

Олифа оксоль

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.

Комбинированные олифы

Комбинированные олифы отличаются от оксоли только соотношением количества ингредиентов: в них содержится около 30 % растворителя, в качестве которого также используется уайт-спирит. На тонну олифы расходуется порядка 700 кг масла.

Алкидные олифы

Алкидные олифы производятся из алкидных смол, разведённых растворителями и модифицированных маслами. Также, как в масляные олифы, в алкидные добавляется сиккатив. По типу смолы алкидные олифы подразделяются на глифталевые, пентафталевые и ксифталевые. Алкидные олифы выпускаются в виде растворов в уайт-спирите. Алкидные олифы экономичнее масляных — на приготовление тонны олифы уходит порядка 300 кг растительного масла.

Композиционные (синтетические) олифы

Самый дешёвый вид олифы — композиционная. Это олифа, основными компонентами которой являются не натуральные масла и смолы, а их синтетические заменители, главным образом — продукты нефтепереработки. Состав композиционных олиф может варьироваться, на них не существует ГОСТа, они производятся по техническим условиям (ТУ). Композиционные олифы по виду могут заметно отличаться от натуральной олифы или оксоли — их цвет может быть более светлым, с красноватым оттенком, они могут быть прозрачными. Они имеют резкий запах, часто — большое время высыхания, а также отличаются неравномерностью свойств — в зависимости от состава могут вести себя совершенно по-разному. Так, например, композиционные олифы, изготовленные на основе фуза — осадка натурального растительного масла, — вообще не высыхают, а покрытые ими поверхности не поддаются окрашиванию. Олифы на основе скопа (комбинации нефтеполимерных смол) могут либо не сохнуть вообще, либо давать после высыхания стекловидную плёнку, постепенно осыпающуюся с поверхности.

Применение и свойства олиф

Производство красок

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.

Обработка поверхностей

Все виды олиф используются для пропитки и покрытия деревянных поверхностей и различных изделий из дерева.

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.

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.

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.

Статья из ЭСБЕ

Олифа есть высыхающее масло, в котором способность высыхания усовершенствована искусственно; на практике лучшими сырыми материалами для приготовления О. следует считать масла: льняное и конопляное. Другие масла, которые к тому же довольно дороги, для приготовления О. применяются редко. Льняное масло (отстойное) состоит из смеси глицеридов: линолеина, пальмитина, олеина, миристина и следов стеарина; преобладающий глицерид — линолеин — более 80 % веса масла; остальные составляют, вместе около 15 %; кроме того, сырое льняное масло содержит в растворе белковые вещества и воду — около 4 %.

В сыром натуральном виде льняное масло проявляет свою способность высыхания весьма медленно: высыхание происходит за счёт поглощения кислорода воздуха. Масло, высыхая и уменьшаясь в объёме, увеличивается в весе, а анализ высохшего продукта подтверждает прибыль кислорода в составе. Если на масло действовать избытком кислорода и высокой температурой, способной разлагать составные части масла, препятствующие его высыханию, то ускоряется процесс окисления масла и получается продукт более способный к высыханию. Способностью некоторых металлических окислов действовать окислительно пользуются для приготовления искусственных высыхающих масел, которые в торговле называются О. и которые должны быть способны, в тонком слое, при доступе воздуха, света и теплоты, высыхать быстро и в течение 10-20 часов превращаться в прозрачную, блестящую, бесцветную каучукообразную плёнку. Это свойство О. даёт ей обширное применение в малярном, литографском и типографском деле, в производстве масляных лаков и пр. О., обладающая вышесказанными свойствами, служит незаменимым материалом в приготовлении масляных красок для малярных целей, где в красочном слое образующееся из неё твёрдое вещество является цементом, прочно и однородно соединяющим частицы сухих красок, и даёт плотную, эластичную и однородную оболочку, блестящую и устойчивую против сырости, действия воздуха и пр.

Изготовление

Процессом превращения масла в О. достигается выделение и частью разложение глицерина, удаление воды, выделение белковых веществ в виде осадка и, наконец, насыщение свободных жирных кислот основными окислами таких металлов, соли или мыла которых могли бы легко растворяться в окисленной линолеиновой кислоте или выделяться в виде нейтральных твёрдых осадков. Для приготовления О. следует предпочитать старое, сухое, отстойное льняное масло. В последнее время производство О. ведётся заводским способом и достигло больших размеров, в особенности на маслобойных заводах, где О., как обработанный и пользующийся широким спросом продукт, содействует более обширному сбыту масла.

Заводское производство О. представляет собой следующие три главные операции:

1. отстойка масла
2. масловарение
3. отстойка

Отстойка масла

Часто отстойка масла усложняется его отбелкой. Отстойка масла производится обыкновенно в железных баках, форма которых не играет роли, а размеры и количество зависят от размеров производства. Если производство О. ведётся круглый год непрерывно, то запас отстойного масла должен отвечать двухмесячной потребности. Специальные приспособления баков ограничиваются размещением трёх выпускных кранов по высоте баков; верхний кран устанавливается на половине высоты, средний на ¹/₅ высоты, считая от дна бака, и нижний кран помещается на уровне самого дна; он служит для спуска масляной грязи, которая собирается в отдельный бак — сборник для дальнейшего, более продолжительного отстоя. Масляные отстойные баки должны быть размещены в отапливаемых помещениях, где температура зимой желательна не ниже 12 °C. Отстойка начинается с верхних слоёв масла, спуск которого возможен после 5-6 дней верхними кранами; через следующие 5 дней спускается порция средним краном, после чего бак может быть наполнен новым маслом. После каждых 4-х отстоев следует спускать масляную грязь и очищать бак.

Масловарение

Отстойное масло поступает в другое отделение — масловарку, где установлены масловарочные котлы. Переливку масла из баков в котлы производят с помощью насосов и системы труб. Варение масла практикуется двояко: на голом огне и перегретым паром. Второй способ применяется обыкновенно на маслобойных заводах, тогда как первым пользуются на специальных олифных заводах, потому что О., варёная на голом огне, отличается лучшими качествами и пользуется лучшим спросом. Варка масла на голом огне производится в медных котлах, вмещающих за раз от 819 до 1638 кг. масла. Котлы имеют цилиндрическую форму с выпуклыми днищами и выпуклыми крышками, герметически закрывающими верхнюю часть котлов. Каждый котёл имеет отдельную печь, куда вмазывается до верхнего края; печь устроена так, что дымоходы винтообразно обхватывают значительную боковую поверхность котла; топка ведётся дровами, продукты горения поступают в общий для всех печей боров, отводящий газы в заводскую трубу. Круглое отверстие в крышке, достаточное для засыпки нужных химических препаратов и плотно закрывающееся отверстие для термометра, отверстие в центре крышки котла, через которое проходит ось механической мешалки, трубка, приводящая масло в котёл, и трубка 3—4 дюймов в диаметре, отводящая газы, выделяющиеся во время варки масла — составляют всю арматуру масловарочного котла, помещающуюся в верхней его части, то есть в крышке самого котла, которая снимается только в случаях очистки котла или его ремонта. Дно котла имеет свою трубку с наружным краном для спуска готовой, сваренной О. в холодильный сборный бак. Газы, выделяемые маслом во время варки, отводятся в дымовую трубу. Мешалка, которой снабжается котёл, состоит из железной оси, одним концом упирающейся в дно котла, снабжённое для этой цели гнездом, другим концом проходит крышу котла и оканчивается конической шестернёй. По оси мешалки, внутри котла, расположены крылья перпендикулярно оси по всей её длине. Вращательное движение мешалки уравнивает температуру внутри котла и препятствует как пригоранию масла, так и образованию осадков. Варка масла на голом огне продолжается 4—5 часов, причём поддерживается температура от 260 до 280 °C Общеупотребительными химическими препаратами для приготовления О. служат: окислы и соли свинца, окислы и соли марганца, соли цинка, железа и меди. Применением упомянутых препаратов легко уяснить процесс превращения масла в О. При варке масла с металлическими окислами и солями происходит не только обогащение масла кислородом, но и нейтрализация жирных кислот. Кислород, соединяясь с линолеиновой кислотой, образует, по Мульдеру [Ср. также другой взгляд на окисление высыхающих масел, изложенный в ст. Масла жирные], линоксин, который, по мере образования, растворяется в линолеиновой кислоте и делает её более восприимчивой к поглощению кислорода воздуха; высокая температура разлагает глицерин, обугливает и свёртывает белковину; жирные кислоты, освобождаясь от глицерина, соединяются с металлическими основаниями и образуют жирные соли, мыла, легко растворимые в остальной массе изменённого по составу масла. Таким образом, металлические соли входят химически в состав варёного масла — О., и своим присутствием могут влиять на её свойства и прочность. Избыток содержания металлических солей вредит достоинству О. и потому злоупотреблять ими не следует; только известная, определённая пропорция может быть полезной. Свинцовые соли дают с маслом твёрдые мыла, который, высыхая, делаются хрупкими; избыток этих солей уменьшает эластичность слоя высохшей О. Кроме того, О., содержащая в растворе свинцовое мыло, весьма чувствительна к сернистому водороду, в малых количествах обыкновенно присутствующему в воздухе; а в красках, имеющих в составе серу, такая О. изменяет и грязнит колер. Железные соли с маслом дают тёмно-коричневое мыло, которое, растворяясь в О., темнит последнюю и может влиять на цвета красок, чувствительных к железу. Марганцовые и цинковые соли дают белое мягкое мыло, не влияющее на свойства О.; медное мыло окрашивает О. в зелёный цвет, который в тонком слое О. почти не заметён. Медное мыло мягко и эластично, подмесь его не только безвредна, но улучшает качества высохшего олифного слоя; последний, будучи пропитан медной солью, обладает замечательной устойчивостью против разрушительных влияний атмосферы. Свойства медных солей в отношении к О. послужили поводом к новому изобретению, металлизированной О. Металлизация О. и масляных лаков основана на насыщении масла солями меди во время варки; такая О. обладает замечательной прочностью в красочном высохшем слое и как бы теряет свой органический характер, что и послужило поводом изобретателю назвать её металлизированной, в отличие от обыкновенной малярной О. Для варки обыкновенной О. в большинстве случаев применяют свинцовые окислы и соли: сурик, белила, зильберглет и свинцовый сахар. Это самый скорый и дешёвый способ; чтобы этими средствами получить возможно хорошую О., надо соблюдать известную пропорцию: обыкновенно берут на 10 пудов сырого масла 1-1,5 фунта свинцового сурика или зильберглета и 1/2 фунта свинцового сахара. Скоро высыхающую О. можно приготовить только на свинцовых окислах, увеличивая их пропорцию; такая О. должна высыхать в течение 12 часов. Более быстрое высыхание свидетельствует об избытке примеси свинца и вредно отражается на качестве высохшего олифного слоя. Медленное высыхание О. представляет другие важные неудобства, оно замедляет работу и затрудняет располагать временем производства наружных покрасок, что является весьма невыгодным условием при исполнении работ. Способность окислов и солей других металлов, при варке масла содействовать скорости его высыхания, можно представить в следующем порядке: масло варёное на окислах марганца высыхает в 24-28 часов; на солях меди — сохнет 40-48 часов; на окиси цинка — требует 4 суток времени для полного высыхания, на солях ртути — сохнет 8 суток. Эти данные объясняют необходимость комбинации указанных препаратов, чем на практике и пользуются; так, например, соли свинца, смешанные с солями марганца, дают О., высыхающую в течение 14 часов; на солях меди готовится О., высыхающая в 24 часа, и т. п. В иностранной технической литературе встречаем многие наставления и рецепты приготовления О., не имеющие в наше время практического значения, например Винклер советует варить масло с окисью цинка, прибавляя немного окиси свинца; Миллер предлагает обрабатывать масло соляной кислотой, а Йонас даёт рецепт обработки масла азотной кислотой до начала варки и т. д. Все вещества, способствующие высыханию масла, в малярной технике называются сикативами.

Кустарное производство О. совершается обыкновенно на голом огне, в небольших открытых котелках, железных или медных, вмещающих за один раз 3-5 пудов масла. Такой котелок наполняется маслом до половины своего объёма и ставится на очаг. Нагревание идёт со дна, поэтому во время варки необходимо постоянное перемешивание. Такие котелки снабжаются петлями, с помощью которых возможно их, по мере надобности, снимать с очагов или вновь устанавливать. Такая варка О. далеко не совершенна и никогда не даёт однородной О. Производство О. с помощью перегретого пара существенно отличается тем, что здесь масловарочные котлы имеют двойные стенки, в промежуточное пространство которых впускается перегретый пар; арматура котлов та же самая, что и в котлах для варки масла на голом огне. Паровая варка обыкновенно сопровождается вдуванием воздуха в нагреваемое масло; эта операция производится посредством дырчатого змеевика, расположенного внутри котла на его дне и вдоль боковых стенок. Воздух накачивается нагнетательным насосом во всё время варки и обильными тонкими струйками проникает сквозь всю массу варимого в котле масла; избыток воздуха вместе с газами, выделяемыми маслом, уходит в верхнюю особую трубу. Здесь воздух как бы пополняет температуру, которая в паровой варке не превышает 120 °C Эта температура далеко не достаточна для разложения и удаления глицерина и надлежащего действия солей, вводимых в масло. Поэтому глицерин остаётся свободным в О., делая её гигроскопичной и замедляя высыхание.

Отстаивание

Последняя операция в производстве О. состоит в её охлаждении и отстаивании. Для охлаждения устраивают сборные резервуары, куда обыкновенно спускают несколько варок масла; такие резервуары помещаются в земле; они делаются из тонкого котельного железа, снабжены трубами для впуска и выкачивания О., имеют круглое отверстие вверху, запираемое крышкой, и вытяжную трубку, отводящую пары и газы, выделяемые горячей О. В таких резервуарах-баках во время остывания совершается первый отстой О., поэтому высасывающая трубка не доходит до дна на 1/4 аршина, а собирающийся отстой время от времени вычерпывается из баков. Остывшая до 70 °C О. перекачивается в отстойные баки-резервуары, устройство которых и установка совершенно одинаковы с баками масло-отстойными. Отстаивание О. продолжается около 10-20 дней, при температуре помещения в +20° Р.; более низкая температура замедляет отстаивание. Спуск О. в бочки начинается с верхнего крана, средний кран способен давать отстойную О. лишь через 12 дней после наполнения бака. Часто для приготовления светлой и белой О. масло подвергают предварительной отбелке, которая производится несколькими способами.

Самый лучший, но самый медленный способ состоит в действии солнечного света на масло. Для этого устраивают плоские лари (железные) со стеклянными крышами, расположенными наклонно и своей поверхностью обращёнными к югу. Такие лари видом весьма сходны с садовыми парниками. Масло, налитое в лари, остаётся под действием дневного света от 1 до 2 месяцев. Состояние погоды, конечно, влияет на срок отбелки. Этим путём достигается лучшая белизна масла без нарушения его способности высыхания. Из других способов можно указать на взбалтывание масла с тёплой водой, подкислённою серной кислотой, в стеклянных бутылях, которые выставляются на свет для отстоя, взбалтывание повторяется несколько раз с новыми порциями тёплой подкислённой воды до полного осветления. Беление масла также достигается взбалтыванием его со слабой серной кислотой, с соляной кислотой, с растворами сернокислых солей и пр. Все химические способы отбелки масла, хотя дают скорые результаты, но влияют отрицательно на способность высыхания.

Свойство О. давать блестящую, эластичную и прозрачную, после высыхания, плёнку — неоценимо в деле лакового производства, при её важной способности растворять твёрдые смолы. Масляные лаки, в состав которых, как растворитель, входит О., считаются самыми прочными и наиболее применимыми в деле лакирования.

Приготовление О. литографской и типографской возможно только на голом огне. Для этого устраиваются очаги с круглыми отверстиями, куда вставляются подвижные масловарочные котелки. Котелки эти, объёмом в 5-6 вёдер, должны быть медные или железные, внутри эмалированные и открытые. Масло берётся чистое льняное, без следа подмесей, совершенно отстоянное и сухое. Вся операция состоит в уваривании масла при температуре до 350 °C Подмесь сикативов не допускается. При такой температуре уваривание продолжается от 3 до 6 часов, при постоянном перемешивании. Отличают О. слабую, среднюю и крепкую, которые разнятся только степенью густоты; все три сорта применяются в литографском и типографском деле. Уловить момент остановки варки масла в приготовлении требуемого сорта О. дело навыка и описанию не поддаётся. Было сделано много попыток производства малярной О. холодным способом, но все они оказывались безуспешными.

При написании этой статьи использовался материал из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890—1907).

Ссылки

• Статья «Олифа: виды и советы по выбору»
• Промышленные марки олифы. Рекомендации по использованию.
• Суррогат олифы.
• Карякин М. И., Майорова Н. В., Викторова М. И. «Лакокрасочные материалы: техника требования и контроль качества». -М, Химия, 1984