Экологически безопасные технологии производства ЛКМ

Для выпуска малотоннажных химических продуктов, таких как лакокрасочные материалы и сырье для их производства, применяют в основном периодические и полупериодические процессы. Периодические процессы обычно используют для производства групп аналогичных продуктов. Мощность производства таких продуктов составляет от нескольких килограммов до нескольких тонн в год. В качестве основного оборудования для периодического производства применяют реакторы с мешалками и рубашкой для обогрева или охлаждения. После выпуска каждого продукта реакторы очищают, расходуя при этом большое количество моющих средств. Например, при производстве печатных красок количество воды и растворителей, используемых при очистке, составляет 4 м³ на одну тонну продукции. Другим недостатком периодического способа является сложность накопления и хранения тепла. В большинстве случаев это экономически невыгодно и приводит к высокому потреблению энергии.

Кроме того, традиционный процесс изготовления ЛКМ не удовлетворяет требованиям экологического законодательства по снижению воздействия лакокрасочных производств на окружающую среду. На примере выпуска группы аналогичных печатных красок была проведена кампания по внедрению непрерывной технологии производства. Печатную краску определенного цвета изготавливали непрерывно на полностью автоматизированной установке. что обеспечивало получение продукта постоянного качества. После выпуска нужного количества краски установку очищали и подготавливали для производства следующего продукта. Непрерывное производство печатных красок на пилотной установке позволило повысить энергетическую эффективность процесса, снизить количество используемых моющих средств и минимизировать количество отходов.

Загрязнение окружающей среды остатками ЛКМ в последнее время становится проблемой мирового масштаба. ЛКМ являются сложными отходами, т. к. они содержат органические растворители, загрязняющие грунтовые воды и водоемы. Например: каждый год только в Великобритании продают 300 миллионов литров декоративных ЛКМ, из них 50-60 миллионов литров остаются неиспользованными, т. к. домовладельцы покупают, как правило, больше краски, чем это необходимо, намереваясь использовать всю, но очень редко делают это. Остатки краски хранятся годами, пока их не выбрасывают. Аналогичные подсчеты в России просто никто не проводил.

Одной из наиболее важной стадии современного процесса производства ЛКМ является удаление загрязнений. Для этого после перемешивания краски используют специально разработанные фильтры, оборудованные вибрационными ситами, препятствующие их засорению.

Исследователи из Университета Северной Дакоты (США) разработали технологию производства смол с использованием сельскохозяйственных продуктов. Из возобновляемого сырья ученые получили семейство смол, которые исключают применение вредных сырьевых компонентов, таких, как формальдегид и бисфенол А.

Смолы, получаемые из свекловичных сахаров, соевого, льняного и подсолнечного масел, могут использоваться во многих областях промышленности. ЛКМ на их основе обладают улучшенными свойствами по сравнению с материалами, полученными с применением нефтехимических продуктов. Новые смолы получают из доступного сырья, не содержащего вредных химических веществ, с помощью стандартных технологических процессов. Предполагают, что созданные технологии могут заметно повлиять на рынок материалов на основе возобновляемого биологического сырья. В частности прогнозируют, что к 2015 году объем рынка таких материалов достигнет пяти миллиардов долларов.

Применение новых смол в дальнейшем может снизить использование в рецептурах ЛКМ материалов на основе нефтехимических продуктов. Ученые отмечают, что применение смол на основе эпоксидированных эфиров сахарозы позволяет получать более функциональные материалы, чем при использовании смол на основе растительных масел.

Новый УФ-отверждаемый материал отверждается примерно в 10 раз быстрее существующих ЛКМ. Другая группа биосмол идеально подходит для получения композиционных материалов, эмалей горячей сушки и адгезивов. Ряд смол обеспечивает получение покрытий с более высокой твердостью и устойчивостью к действию растворителей, чем покрытия на основе нефтехимического сырья.