用于古建筑材料的光油及其制备方法与流程

本发明涉及古建筑材料
技术领域：
，尤其涉及用于古建筑材料的光油及其制备方法。
背景技术：
：光油，又名熟桐油，亮油，有些地方也称清油，是将生桐油加热熬炼而成。这类光油的桐油的油香味很重，在施工结束后很长一段时间内，该油香味仍会弥漫在环境中，造成环境污染。而且，光油成分单一，只起到防水防腐的作用，功能单一。另外，目前在光油的制备过程中，都是采用简单的加热反应容器，使得生桐油在加热熟化过程中与氧气的接触面积有限，导致熟化程度低，影响其粘度。同时在对液态油类加热过程中，很容易导致局部过热，造成熟化不均匀，并最终导致灰油的性能差。技术实现要素：针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供用于古建材料的光油及其制备方法。解决现有光油成分简单，功能单一，且油香味浓重的技术问题，以及现有光油的制备过程中，出现加热不均匀，生桐油熟化程度低的技术问题。为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：用于古建材料的光油，由包括以下重量份的原料制成：生桐油52-60份、辣木籽油5-15份、亚麻油5-15份、梓油3-8份和松香25-35份。优选地，所述光油是由包括以下重量份的原料制成：生桐油55份、辣木籽油10份、亚麻油10份、梓油5份和松香30份。进一步地，所述光油还包括如下重量份的原料：密陀僧粉末1-3份和气凝胶粉末1-5份。优选地，所述光油还包括如下重量份的原料：密陀僧粉末2份和气凝胶粉末3份。本发明的用于古建材料的光油的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按上述权利要求1或者2所述的光油，准备各原料；步骤二、将生桐油加入反应罐内，加热至160-180℃，保温，在加热和保温过程中，使生桐油处于富氧氛围内；然后将热桐油加入辣木籽油、亚麻油和梓油中，混匀并加热升温至200-220℃，保温，得混合植物油；步骤三、向步骤二得到的混合植物油中加入松香，松香融化混匀后，继续加热升温至260-270℃，保温1.5-3小时，保温过程中在惰性气氛中进行；再自然冷却，即得光油。进一步地，步骤二中，将生桐油加入反应罐内，加热至180℃，保温，在加热和保温过程中，使生桐油处于富氧氛围内，控制富氧氛围中氧气的体积分数为40％-60％；然后将热桐油加入辣木籽油、亚麻油和梓油中，混匀并加热升温至200℃，保温，得混合植物油。优选地，控制富氧氛围中氧气的体积分数为48％。进一步地，步骤三中，向步骤二得到的混合植物油中加入松香，松香融化混匀后，继续加热升温至265℃，保温2小时，保温过程中在惰性气氛中进行；再自然冷却，即得光油。进一步地，步骤一中，所述光油的原料包括密陀僧粉末和气凝胶粉末时；该两种物质在步骤三中加入，具体为，向步骤二得到的混合植物油中加入松香和气凝胶粉末，松香融化混匀后，继续加热升温至260-270℃，再加入密陀僧粉末，溶解混匀后，保温1.5-3小时，保温过程中在惰性气氛中进行；再自然冷却，即得光油。本发明中，针对上述的用于古建筑材料的光油的制备方法，还提供了能够实现上述制备方法的反应装置。所述反应装置包括反应罐、生桐油循环系统、加热系统、加氧系统和加惰性气体系统，所述反应罐内同轴分割为多个区域，从内向外依次为混炼腔、内加热夹腔、生桐油熟化反应腔和外加热夹腔；所述内加热夹腔和外加热夹腔内分别固定所述加热系统的加热端；所述生桐油熟化反应腔内装配导流槽，所述导流槽沿所述内加热夹腔的外壁螺旋盘绕；所述生桐油循环系统具有熟化出油口和混炼出油口，所述熟化出油口与所述生桐油熟化反应腔的进油口连接，所述混炼出油口与所述混炼腔的进油口连接；所述生桐油循环系统的进油口与所述生桐油熟化反应腔的出油口连接；所述加氧系统的出氧口与所述生桐油熟化反应腔连通；所述加惰性气体系统的出气口与所述混炼腔连通。进一步地，在所述反应装置中，还包括生桐油计量注入系统、多个植物油计量注入系统和多个固体物质计量加入系统，每个计量注入系统都包括储油罐和计量泵，所述计量泵的进油口与对应的所述储油罐的出油口连接；所述生桐油计量注入系统的计量泵的出油口与所述生桐油熟化反应腔连通；所述多个植物油计量注入系统的计量泵的出油口与所述混炼腔连通；每个固体物质计量加入系统包括固体储罐和计量秤，所述计量秤的进料口与所述固体储罐的出料口连接，出料口与所述混炼腔的进料口连接；还包括搅拌器，所述搅拌器的搅拌头位于所述混炼腔内。进一步地，在所述反应装置中，所述生桐油循环系统包括循环泵和三通电磁阀，所述三通电磁阀的一个接口与所述循环泵的出油口连接，另两个接口分别与所述熟化出油口和混炼出油口连接；所述循环泵的进油口与所述生桐油熟化反应腔的出油口连接；所述三通电磁阀实现生桐油循环系统的熟化工作位和混炼工作位的转换。进一步地，在所述反应装置中，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、生桐油温度传感器、混炼油温度传感器、氧气浓度传感器和时间继电器，所述控制器与所述时间继电器连接，用于计时控制；所述控制器与所述生桐油循环系统的循环泵的控制端和三通电磁阀的控制端控制连接；所述控制器分别与所述加热系统、加氧系统和加惰性气体系统的控制端控制连接；所述控制器分别与每个计量注入系统的计量泵的控制端控制连接；所述控制器分别与每个固体物质计量加入系统的计量秤的控制端控制连接；所述生桐油温度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔的导流槽内，输出端与所述控制器连接；所述混炼油温度传感器的感应端固定在所述混炼腔内，输出端与所述控制器连接；所述氧气浓度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔内，输出端与所述控制器连接。控制器启动生桐油计量注入系统的计量泵，向生桐油熟化反应腔中计量注入生桐油，并开启加热系统、生桐油循环系统和加氧系统，生桐油由生桐油熟化反应腔内的导流槽的上部流至底部，并由生桐油循环系统的熟化工作位循环至生桐油熟化反应腔内的导流槽的上部，实现生桐油的循环；生桐油温度传感器感应导流槽内的生桐油的温度，并将其传输至控制器，当生桐油的温度达到预设温度值(160-180℃)时，控制加热系统进入保温模式，并同时启动时间继电器，计时保温时间；保温时间达到预设时间数值时，控制器控制三通电磁阀改变工作位至混炼出油口，同时控制所述多个植物油计量注入系统的计量泵开启，将所述预熟化后的生桐油和其他植物油(辣木籽油、亚麻油和梓油)添加至混炼腔中，然后控制搅拌器开启；随后控制加热系统进入加热模式，对混炼腔内的混合油加热继续熬炼熟化；混炼油温度传感器的感应端感应到的混合油的混炼温度达到控制器内预设温度值(200-220℃)时，控制器控制相应的固体物质计量加入系统中的计量秤开启，向混炼腔内计量加入松香(或者松香和气凝胶粉末)；加热系统继续加热，当混炼油温度传感器感应的混炼温度达到预设最高混炼温度(260-270℃)时，控制器控制加热系统进入保温模式，控制搅拌器停止搅拌，计时继电器开启，达到计时继电器的保温时间(30min)时，控制器控制加热系统和搅拌器停止。在所述光油的原料中包括气凝胶粉末和密陀僧粉末时，当混炼油温度传感器感应的混炼温度达到预设最高混炼温度(260-270℃)时，控制器同时控制相应的固体物质计量加入系统中的计量秤开启，向混炼腔内计量加入密陀僧，搅拌溶解后，再控制停止搅拌器。本发明的用于古建材料的光油中，在现有生桐油的基础上，增加了三种植物油，辣木籽油、亚麻油和梓油，辣木籽油的杀菌和抗紫外线功能，可以提高光油的杀菌抗紫外线性能，同时，其具有很好的浸润性，还可以起到对生桐油、亚麻油和梓油三者的融合起到促进作用。另外，亚麻油和干性油梓油能够提高光油的光泽度以及硬度。松香起到增加光油的粘性的作用，将光油的粘性调节至合理范围。同时，辣木籽油、亚麻油、梓油和松香，经过混合融炼后，与桐油融合，消除了桐油自身特有的油香味。进一步地，为了提高了光油的流平性，增加了具有快干作用的密陀僧和高比表面积的气凝胶粉末，提高了光油的流平性，在6分钟之类光油的涂抹即可达到均匀平滑的表面，而且能提高光油的干燥速率。本发明的光油的制备过程中，为了提高生桐油的熟化程度，让生桐油在富氧氛围下进行熟化，提高生桐油与氧气的接触反应，提高熟化效果。在最后的保温操作中，在惰性气体氛围内完成，避免光油进一步氧化，保持其流动性。而且后续的各原料的添加时机也很重要，按照本发明的光油的制备方法中的分批次添加以及相应的添加温度得到光油，各原料的融合性好，性能好。本发明针对现有光油制备过程中生桐油的熟化程度低以及加热不均匀的问题，提供了一套反应装置，通过在反应罐内同轴分割得到最中间的混炼腔、环状的内加热夹腔、环状的生桐油熟化反应腔，以及最外层环状的外加热夹腔；两层加热腔，保证了整个反应装置的均匀加热保温性能，不会出现局部过热的现象。同时结合在内加热夹腔的外壁螺旋盘绕的位于生桐油熟化反应腔的导流槽，以及加氧系统，保证生桐油在流动过程中加热并充分与氧气接触，提高熟化程度，以及加惰性气体系统，保证在最后的保温过程中避免进一步氧化增稠。进一步优选的技术方案中，增加了自动控制系统，提高反应装置的自动化，减少人力投入，提高工作效果。将本发明的光油用于古建筑材料的表面防护，尤其是木材表面的防护，能起到防水防腐，以及防紫外线，灭菌的效果，而且能够增加表面光泽度、硬度以及手感。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明的用于古建筑材料的光油的制备方法采用的反应装置的俯视结构示意图；图2是图1中的A-A向剖视图的结构示意图，其中显示了生桐油循环系统；图3是本发明光油的制备方法采用的反应装置的将最外层的外加热夹腔部分去除后的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1用于古建筑材料的光油，由包括以下重量份的原料制成：生桐油55份、辣木籽油10份、亚麻油10份、梓油5份和松香30份。本实施例1的光油的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按上述权利要求1或者2所述的光油，准备各原料；步骤二、将生桐油加入反应罐内，加热至180℃，保温，在加热和保温过程中，使生桐油处于富氧氛围内；然后将热桐油加入辣木籽油、亚麻油和梓油中，混匀并加热升温至200℃，保温，得混合植物油；步骤三、向步骤二得到的混合植物油中加入松香，松香融化混匀后，继续加热升温至265℃，保温2小时，保温过程中在充满氮气的惰性气氛中进行；再自然冷却，即得光油。实施例2用于古建筑材料的光油，由包括以下重量份的原料制成：生桐油52份、辣木籽油5份、亚麻油5份、梓油3份和松香25份。本实施例2的光油的制备方法同实施例1的制备方法一样。实施例3用于古建筑材料的光油，由包括以下重量份的原料制成：生桐油60份、辣木籽油15份、亚麻油15份、梓油8份和松香35份。本实施例3的光油的制备方法同实施例1的制备方法一样。实施例4本实施例4是在上述实施例1至实施例3的基础上，原料中还包括了如下重量份的原料：密陀僧粉末1-3份和气凝胶粉末1-5份。光油样品1：是在实施例1的灰油基础上，增加了密陀僧粉末2份和气凝胶粉末3份的原料。光油样品2：是在实施例2的灰油基础上，增加了密陀僧粉末1份和气凝胶粉末2份的原料。光油样品3：是在实施例3的灰油基础上，增加了密陀僧粉末3份和气凝胶粉末5份的原料。本实施例4的光油的制备方法，与实施例1中记载的制备方法不同的是步骤三的操作，具体地，步骤三，向步骤二得到的混合植物油中加入松香和气凝胶粉末，松香融化混匀后，继续加热升温至265℃，再加入密陀僧粉末，溶解混匀后，保温2小时，保温过程中在充满氮气的惰性气氛中进行；再自然冷却，即得光油。本发明中，对上述实施例1至实施例4中的光油的流平性和防水防腐防紫外线性能进行的测试。1、流平性将光油按照GB1727-79中的刷涂法，测试光油的流平时间，测试结果如下表1所示。表1光油实施例1实施例2实施例3样品1样品2样品3流平时间/s420460480300320350可见，本发明的光油的流平性好，均能控制在8分钟内。当原料中增加了密陀僧和气凝胶粉末后，流平性明显改善，提高到6分钟之内。2、防水防腐性能将本发明实施例1至实施例4中的光油涂覆在木材表面，干燥后，得到6个木材样品，将木材样品放置在盐雾试验箱内，控制盐雾试验箱内的湿度为80％，氯化钠溶液浓度为50g/L，喷雾量控制在2ml/80cm2/h。6个木材样品试验30天后，木材表面没有任何腐蚀点出现。防水防腐性能好。3、防紫外线性能将本发明实施例1至实施例4中的光油涂覆在木材表面，干燥后，得到6个木材样品，将木材样品放置在紫外线老化试验箱内，在320-420nm波段的紫外线下，照射30天后，木材表面的光油膜层没有起皮、脱落等老化现象发生。防紫外线性能好。实施例5本实施例5提供了一种反应装置，如图1至图3所示，包括反应罐10、生桐油循环系统20、加热系统、加氧系统和加惰性气体系统，所述反应罐内同轴分割为多个区域，从内向外依次为混炼腔11、内加热夹腔12、生桐油熟化反应腔13和外加热夹腔14；所述内加热夹腔12和外加热夹腔14内分别均匀固定所述加热系统的加热端；实现对混炼腔11和生桐油熟化反应腔13的均匀加热。所述生桐油熟化反应腔13内装配导流槽15，所述导流槽15沿所述内加热夹腔12的外壁螺旋盘绕，如图3所示；生桐油沿该导流槽15的上部流向底部，流淌的过程中，与氧气的接触面积增加，提高了熟化程度。所述生桐油循环系统20具有熟化出油口21和混炼出油口22，所述熟化出油口21与所述生桐油熟化反应腔13的进油口连接，所述混炼出油口22与所述混炼腔11的进油口连接；所述生桐油循环系统20的进油口与所述生桐油熟化反应腔13的出油口连接；所述加氧系统的出氧口与所述生桐油熟化反应腔13连通；所述加惰性气体系统的出气口与所述混炼腔连通。针对上述的反应装置，为了增加其自动化控制，减少人力投入，提高工作效率，本实施例5优选的技术方案是，还包括生桐油计量注入系统、多个植物油计量注入系统(具体为，辣木籽油、亚麻油和梓油三种植物油计量注入系统)和多个固体物质计量加入系统，每个计量注入系统都包括储油罐和计量泵，所述计量泵的进油口与对应的所述储油罐的出油口连接；所述生桐油计量注入系统的计量泵的出油口与所述生桐油熟化反应腔连通；所述多个植物油计量注入系统的计量泵的出油口与所述混炼腔连通；每个固体物质计量注入系统包括固体储罐和计量秤，所述计量秤的进粉口与所述固体储罐的出料口连接，计量秤的出料口与所述混炼腔的进粉口连接；还包括搅拌器，所述搅拌器的搅拌头位于所述混炼腔内。所述生桐油循环系统20包括循环泵23和三通电磁阀24，所述三通电磁阀24的一个接口与所述循环泵的出油口连接，另两个接口分别与所述熟化出油口21和混炼出油口22连接；所述循环泵23的进油口与所述生桐油熟化反应腔13的出油口连接；所述三通电磁阀24实现生桐油循环系统20的熟化工作位和混炼工作位的转换。进一步优选的技术方案是，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、生桐油温度传感器、混炼油温度传感器、氧气浓度传感器和时间继电器，所述时间继电器与所述控制器连接，用于计时控制；所述控制器与所述生桐油循环系统的循环泵的控制端和三通电磁阀的控制端控制连接；所述控制器分别与所述加热系统、加氧系统和加惰性气体系统的控制端控制连接；所述控制器分别与每个计量注入系统的计量泵的控制端控制连接；所述控制器分别与每个固体物质计量加入系统的计量秤的控制端控制连接；所述生桐油温度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔的导流槽内，输出端与所述控制器连接；所述混炼油温度传感器的感应端固定在所述混炼腔内，输出端与所述控制器连接；所述氧气浓度传感器的感应端固定在所述生桐油熟化反应腔内，输出端与所述控制器连接。在制备过程中，控制器启动生桐油计量注入系统的计量泵，向生桐油熟化反应腔中计量注入生桐油，并控制开启加热系统、生桐油循环系统和加氧系统，生桐油由生桐油熟化反应腔内的导油槽的上部流至底部，并由生桐油循环系统的熟化工作位循环至生桐油熟化反应腔内的导流槽的上部，实现生桐油的循环；生桐油温度传感器感应导流槽内的生桐油的温度，并将其传输至控制器，当生桐油的温度达到预设温度值(180℃)时，控制加热系统进入保温模式，并同时启动时间继电器，计时保温时间；保温时间达到预设时间数值(30min)时，控制器控制三通电磁阀改变工作位至混炼出油口，同时控制多个植物油计量注入系统的计量泵开启，将所述预熟化后的生桐油和其他植物油(辣木籽油、亚麻油和梓油)添加至混炼腔中，然后控制搅拌器开启，混合搅拌；随后控制加热系统进入加热模式，对混炼腔内的混合油加热继续熬炼熟化；混炼油温度传感器的感应端感应到的混合油的混炼温度达到控制器内预设温度值(200℃)时，控制器控制相应的固体物质计量加入系统中的计量秤开启，向混炼腔内计量加入松香(或者松香和气凝胶粉末)；加热系统继续加热，当混炼油温度传感器感应的混炼温度达到预设最高混炼温度(265℃)时，控制器控制加热系统进入保温模式，控制搅拌器停止搅拌，计时继电器开启，达到计时继电器的保温时间(30min)时，控制器控制加热系统和搅拌器停止。完成整个生产过程的自动化控制。在所述光油的原料中包括气凝胶粉末和密陀僧粉末时，当混炼油温度传感器感应的混炼温度达到预设最高混炼温度(265℃)时，控制器同时控制相应的固体物质计量加入系统中的计量秤开启，向混炼腔内计量加入密陀僧，搅拌溶解后，再控制停止搅拌器。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3