Рынок биоцидных лакокрасочных покрытий

Для большинства сегментов лакокрасочных материалов (ЛКМ), в частности для архитектурных ЛКМ, биоциды играют ключевую роль. Они защищают готовые покрытия от микробиологического обрастания, а также продлевают срок хранения составов, выступая в качестве тарных консервантов. Последствия микробиологического загрязнения могут варьироваться от легких до серьезных: газообразование, вздутие банки, фазовое расслоение, изменение вязкости, потеря стабильности краски и появление гнилостного запаха. При этом нанесенные покрытия могут претерпевать цветовую модификацию, мутнеть, терять прочностные характеристики пленки. И если преимущества биоцидов никто не оспаривает, то об их недостатках все чаще стали говорить экологи, тем самым инициировав спрос на «зеленые» продукты и обязав производителей соответствовать высоким требованиям экомаркировки.

В 2012 г. емкость международного рынка биоцидов, применяемых для защиты ЛКМ, составила 500 млн долларов, согласно Девиду Тирнею, главе отдела продаж Lonza Group. По данным компании, 70% пришлось на сегмент декоративных ЛКМ, тогда как оставшиеся 30% были распределены между морскими и промышленными покрытиями. Объем рынка биоцидов, по словам Шрути Сингал, директора по глобальному маркетингу и инновациям Ashland Specialty Ingredients, в прошлом году чуть превысил 510 млн долларов. Основной подъем спроса наблюдался в Индии и Китае, хотя его и проблематично сравнивать с ростом предыдущих лет. В связи с продолжающейся экономической стагнацией в европейской экономике потребление биоцидов, используемых при производстве ЛКМ, вероятнее всего, останется без изменений. Тогда как в Северной Америке впервые за несколько лет итоговые показатели продаж выросли приблизительно на 2%.

В дополнение к этому интенсивность развития меняется в зависимости от региона, а также разнится спрос на различные типы биоцидов, используемые по всему миру лакокрасочной отраслью. К примеру, в Соединенных Штатах и странах ЕС наибольшая доля потребления приходится на альгициды, причем их применение, по словам Девида Тирнея, продолжает увеличиваться с каждым годом. По словам Иззи Колона, вице-президента Troy Corporation, в Азиатско-Тихоокеанском регионе, отличающемся высокой влажностью и частотой выпадения осадков, использование биоцидов для борьбы с обрастанием покрытий становится все более популярным. Как отмечает Девид Тирней, абсолютное большинство окрасочных работ в Индии и Китае производится подрядчиками, поскольку гипермаркеты и сети магазинов DIY не получили здесь такого же широкого распространения, как на Западе. Этим же объясняется и высокое содержание активных компонентов в рецептурах местных ЛКМ (их нанесением занимаются специалисты). Между тем в Европе новое постановление CLP, классифицирующее маркировку и упаковку, требует, чтобы продукты, содержащие активные компоненты, были отмечены специальной этикеткой. «Многие производители ЛКМ пытаются разработать рецептуры с минимальным содержанием неэкологичных компонентов, и новейшие биоциды способны наилучшим образом помочь им в этом», — разъясняет Шрути Сингал. Некоторое время назад Ashland выпустила на рынок продукт Ebotec^тм KB, который представляет собой решение для заказчиков, ищущих маркировку CLP 2015 на тарных консервантах. Lonza, в свою очередь, приступила к производству Proxel BZ Plus (комбинации цинка пиритиона и 1,2-бензизотиазола-3-она) и его вариаций, обеспечивающих стабильность при хранении ЛКМ в соответствии со всеми экологическими нормативами.

Самые известные тарные консерванты содержат производные изотиазолинона, включая 1,2-бензизотиазола-3-он (BIT), 2-метил-4-изотиазолин-3-он (MIT) и 5-хлоро-2-метил-4-изотиазолин-3-он (CMIT). Некоторые лакокрасочные рецептуры предполагают применение биоцидов, выделяющих формальдегиды. Растущее беспокойство относительно использования подобных веществ вызвано угрозой канцерогенов для здоровья человека. В настоящем регулирующие органы пристально рассматривают данный вопрос и, по словам Девида Тирнея, продукты, в состав которых входят формальдегидсодержащие биоциды, в скором времени полностью исчезнут с рынка. Для защиты нанесенных покрытий от обрастания применяются соли пиритиона, включая пиритион цинка (ZPT), пиритион натрия (NPT), пиритион меди (CPT — для морских покрытий), 3-идо-3-пропинилбутилкарбамат (IPBC); изотиазолинон (OIT) и дихлороктилизотиазолинон (DCOIT).

Вследствие высоких затрат на регистрацию и внедрение новых биоцидных веществ по всему миру (в США она обходится в 6−10 млн долларов), разработка инновационных продуктов долгое время была практически приостановлена. «Доля потребления биоцидов на рынке промышленных покрытий не оправдывает огромных инвестиций, вкладываемых в создание и коммерцианализацию новых веществ», — резюмирует Шрути Сингал. По этой причине большинство биоцидов для ЛКМ состоит из комбинаций двух или трех различных веществ, что позволяет получать оптимальные свойства. Lonza, тем не менее, старается соответствовать глобальной программе экологизации, последние 6–7 лет занимаясь поиском технологий для защиты готовых покрытий с учетом региональных и климатических особенностей. Первый инновационный продукт для рынка Северной Америки будет выпущен в начале 2014 г., он будет представлять комбинацию веществ на основе пиритионов. В ноябре компания презентовала два новых биоцида для азиатского рынка в рамках ChinaCoat–2013.

По словам Шрути Сингала Ashland активно работает над тем, чтобы соответствовать требованиям своих клиентов, разрабатывая уникальные «коктейли», к примеру, Nuosept™ BMc412 — состав из трех изотиазолинонов, который вскоре появится в США, и Nuosept BIF 4 — смесь изотиазолинонов и 1,3-бис-(гидроксиметил)-5,5-диметилимидазолидин-2,4-дионов (DMDMH), отличающаяся быстротой уничтожения микроорганизмов и длительностью защиты. «При создании новых продуктов необходимо учитывать множество факторов. Так, консолидация с лакокрасочной индустрией стала результатом ухода ряда производителей, так как не все технологии удалось адаптировать под требования экологических нормативов», — отмечает Шрути Сингал.

Одновременно с этим составители лакокрасочных рецептур приступили к созданию более безопасных материалов, переориентировавшись на водные ЛКМ и продукты с высоким содержанием сухого остатка, что также предполагает минимальное использование биоцидов. Тем не менее требования к биоцидам варьируются в зависимости от их типа. По словам Девида Тирнея, предотвращение роста микробов в водорастворимых красках является наиболее сложной задачей на сегодняшний день. Вдобавок биоциды редко влияют на свойства самой краски, тогда как ее другие компоненты способны привести к снижению защитной эффективности биоцидов. По этой причине очень важно выбирать сырье, которое сохраняет стабильность ЛКМ. В новом продукте, представленном Ashland, учтены эти особенности. Nuosept BT10 содержит 10% 1,2-бензизотиазола-3-она (BIT) на водной основе, что обеспечивает лучшую совместимость с ЛКМ.

«Тезис о том, что универсальные биоциды не способны отвечать всем требованиям комплексной защиты от микробов при современных условиях эксплуатации, давно устарел», — утверждает Бет Энн Браун, специалист по технической поддержке Dow Microbal Control. Для того чтобы сделать процесс разработки более эффективным, компания создала собственный продукт Taunovate™. Базирующийся на технологии высокоэффективного тестирования биоцид был разработан специально для водных промышленных покрытий. «С помощью данной методологии можно
одновременно оценить смесь нескольких биоцидов, а также идентифицировать синергетическую комбинацию и показатели концентрации для изготовленных под заказ продуктов. В итоге они могут быть оптимизированы не только по цене, но и по экологичности», — поясняет она.

Как поясняет Девид Тирней, один из способов уменьшить стоимость регистрации продуктов — изучить другие типы биоцидных веществ, которые уже были адаптированы для использования в различных промышленных отраслях. Lonza применяет данный подход, исследуя биоциды, применяемые для защиты древесины, а также в сельскохозяйственных целях. «Вследствие того что большая часть запрашиваемой информации относительно токсичности и
воздействия веществ на окружающую среду должна находиться в открытом доступе, затраты на выведение новых типов биоцидов на рынок ЛКМ могут быть значительно сокращены», — добавляет он.

Dow Microbal Control — одна из компаний, которая недавно представила новый тип биоцидов для лакокрасочных рецептур. Всестороннее тестирование показало, что MBIT (N-метил-1,2-бензизотиазол-3(2H)-он) может быть устойчивым и эффективным тарным консервантом. MBIT уже присутствует в таких биоцидах, как Bioban™ 551S, востребованных для защиты покрытий в Южной Азии и Северной Америке. При этом Bioban 557 входит в список продуктов, которые появятся в Северной Америке в 2014 г. «Bioban 557 предназначен для низкоэмиссионных водно-дисперсионных красок, он отвечает требованиям всех типов экомаркировок и, что особенно важно, не содержит и не выделяет формальдегида или бронопола», — подчеркивает Бэт Энн Браун. Она также добавляет, что Bioban — комбинированный консервант, включающий MBIT, который демонстрирует длительную защиту от бактерий и грибков в совокупности с высокой скоростью их уничтожения.

В дополнение к созданию новых комбинаций из различных биоцидных веществ большинство производителей фокусирует свое внимание на разработке инновационных технологий контролируемого отщепления. «Польза от них заключается в усилении выщелачивания активизированного материала, которое очень важно для альгицидов, к тому же увеличивается продолжительность защитного действия покрытий», — поясняет Девид Тирней.

Спрос на «зеленые» биоциды продолжает расти, что в обозримом будущем должно стать толчком для развития лакокрасочной индустрии в целом. «Значимость экомаркировки и специальных сертификатов будет все больше увеличиваться среди заказчиков, включая подрядчиков и конечных потребителей архитектурно-строительных ЛКМ. Рецептуры, основанные на технологии контролируемого высвобождеконечных продуктов и повышения их качества. В настоящее время данная концепция выглядит крайне привлекательно», — полагает он.

Среди подходов, заслуживших повышенное внимание у технологов, можно назвать «инкапсулирование биоцидов». Несмотря на то что метод кажется достаточно простым, его применение сопряжено с рядом сложностей. Капсула не должна повреждаться в процессе хранения биоцида, при этом она должна высвобождать активные компоненты, в противном случае биоцид будет бесполезен. Кроме того, комбинирование инкапсулированных биоцидов не
должно влиять на свойства красок или покрытий в процессе их производства, нанесения и службы.

Корпорация Troy сумела достичь определенного успеха в данной области. Относительно недавно она выпустила продукты Polyphase^® и Troysan^® CR для защиты высококачественных покрытий в Азии, Европе и Соединенных Штатах. «Polyphase и Troysan CR демонстрируют удивительно высокую длительность защиты покрытий в различных частях мира. Тест на выщелачивание также показал, что инновационные продукты Troy позволяют получать великолепную устойчивость к воздействию окружающей среды», — отмечает Иззи Колон. Компании обнаружила, что Troy CR обеспечивает высокую стабильность цвета в светлоокрашенных покрытиях. Ashland, между тем, вывела на лакокрасочных рынок США Fungitrol™ 940CR на основе 3-идо-3-пропинилбутилкарбамата (IPBC), запатентовав технологию для использования в водно-дисперсионных ЛКМ.

Несмотря на активную разработку новых инкапсулированных биоцидов или новых комбинаций различных биоцидных веществ, ключ к успеху для производителей лежит не в технологичности продуктов, а в тесном общении с клиентами. «Рынок биоцидов высоконкурентен, поэтому поставщики должны четко ориентироваться как в особенностях своих продуктов, так и в ожиданиях заказчиков в отношении свойств и защитной эффективности биоцидов», — отмечает Шрути Сингал.

По словам Девида Тирнея, обеспечение высокого уровня сервиса обязательно. Клиенты хотят, чтобы поставщики биоцидов предлагали им только те продукты, которые идеально подходят для их целей, что также предполагает оптимизацию состава биоцидов. От них также ждут полной проверки промышленных цехов заказчиков, чтобы предупредить любое скопление микробов в процессе производства ЛКМ. Кроме того, клиенты нуждаются в технической поддержке и помощи при решении сложных задач, связанных как с производственными циклами, так и со свойствами материалов.

Бет Энн Браун дополняет: «Dow применяет «агрессивный» подход при защите от попадания микробов в ЛКМ в процессе производства у своих клиентов. Он заключается во всестороннем тестировании (эффективность действия микробов в хранящихся составах и сухих пленках готовых покрытий, стабильность биоцидов, проверка на скопление водорослей и экспертиза на быстроту уничтожения микробов). Мы также проверяем промышленные площадки на наличие микробов, проводим персональные семинары и организуем обучающие программы».

Индустрия биоцидов отличается высокими капиталоемкостью и трудозатратностью, предполагающими проведение длительных научно-исследовательских работ. Компании, которые рассчитывают на быструю прибыль, не вкладывают средства в сервисное обслуживание и грамотную борьбу с конкурентами.

Материал предоставлен Американской ассоциацией лакокрасочников (ACA)