ekologicheskoe-razvitie-v-lakokrasochnoy-promyshlennosti

Производство лакокрасочных

материалов

Совершенствование

технологии

и

(ЛКМ), а также их компонентов (пигментов,

структуры промышленности лаков и красок связано

наполнителей, пленкообразующих, растворителей,

в первую очередь с дальнейшим увеличением

пластификаторов,

отвердителей

и

т.д.)

выпуска ЛКМ с низким содержанием или не

сопровождается

отравлением

и

загрязнением

содержащих

токсичных

органических

окружающей среды, поскольку отходы и сама

растворителей (водоразбавляемых, порошковых, с

продукция

любого лакокрасочного

производства

высоким

содержанием

сухого

остатка),

включает в себя химические вещества, способные не

исключающих

или

ограничивающих

выбросы

только нанести огромный вред здоровью человека,

органических растворителей, как при производстве

но и вызвать нарушение экологического баланса.

ЛКМ, так и при их использовании.

ЛКМ

являются

одним

из

весьма

ЛКМ с высоким сухим остатком позволяют

распространенных и опасных для здоровья человека

на 20-30 % сократить потребление органических

видом токсичных промышленных отходов (ТПО).

растворителей, снизить расход ЛКМ при нанесении,

Они образуются в результате производственной

а также в 1,5-2 раза увеличить срок службы

деятельности и при потреблении в быту. Обычно

покрытий [2]. Благодаря этому покрытия обладают

отходами производства считаются остатки сырья,

улучшенными

декоративными

и

защитными

материалов или полуфабрикатов, образовавшиеся

свойствами. К таким материалам относятся

при изготовлении продукции, а также продукты

алкидная эмаль ПФ-1250, эпоксихлорвиниловая

физико-химической или механической переработки

эмаль ЭП-1236 и др. Содержание в них нелетучих

сырья. Практически все эти виды остатков и

веществ 65-75 %. Однако эти материалы дороже

отходов характерны для производства ЛКМ.

традиционных и отверждаются медленнее.

Последнее обстоятельство, как и относительно

Наблюдаемый

в последние десятилетия

высокий коэффициент образования ТПО в

опережающий рост производства ЛКМ на водной

лакокрасочной

промышленности

и

производстве

основе (водоразбавляемые и воднодисперсионные)

окрасочных работ, ведет к повышению степени риска

по

сравнению

с

органоразбавляемыми

воздействия данного вида отходов на здоровье

композициями лакокрасочного назначения связана с

работающих и населения, а также вероятного

экологическими

преимуществами

использования

загрязнения ими окружающей среды.

воды в качестве дисперсионной среды и

Газовые

выбросы

производства

растворителя [3]. Отсутствие в их составе (или

растворителей

представляют

собой

смесь

частичное содержание) органических растворителей

разнообразного

качественного

и

количественного

значительно снижает количество вредных выбросов

состава в зависимости от марочного ассортимента и

в атмосферу, экономит органические растворители,

целевого назначения выпускаемого продукта.

а также сильно уменьшает пожароопасность,

Получение

растворителей

общего

назначения

токсичность и создает благоприятные условия труда

сопровождается

выбросом

в

атмосферу

в производственном цехе [4].

винилацетата,

метанола,

метилацетата

и

Из-за сложного состава и большого числа

ацетальдегида [1].

добавок

водоразбавляемые

материалы

несколько

Решение

проблемы

защиты

окружающей

дороже органоразбавляемых. Однако с учетом

среды при производстве ЛКМ развивается по

экономии на очистном и рециркуляционном

нескольким направлениям:

оборудовании, отсутствия расходов на вентиляцию

-

совершенствование

технологии

и

окраска водоразбавляемыми ЛКМ обходится не

структуры производства ЛКМ, - замена или полное

дороже, а иногда даже дешевле, чем обычными

исключение

из

рецептур красок токсичных видов

составами.

сырья и полупродуктов;

Перечисленные

достоинства

- разработка новых видов пигментов

водоразбавляемых ЛКМ способствовали тому, что в

нетоксичных или с пониженной токсичностью;

некоторых секторах потребления они потеснили

-

использование

высокоэффективных

органоразбавляемые. Это относится прежде всего к

методов очистки, обезвреживания и утилизации

строительству,

где

доля

используемых

отходов.

водоразбавляемых ЛКМ достигает 70-80 % в общем

ассортименте лакокрасочной продукции. Водно-

66

дисперсионные

материалы

находят

широкое

технологического оборудования и не может

применение в антикоррозионной защите металлов.

конкурировать с применением жидких ЛКМ в быту,

К основным недостаткам, сдерживающим

строительстве, антикоррозионной защите крупных

их

применение,

можно

отнести

низкую

объектов.

морозостойкость (до -40 °С), более легкую

Порошковые ЛКМ существенно потеснили

подверженность

микробиологическому

жидкие во многих сферах промышленного

разрушению.

потребления, но далеко не во всех. Однако все еще

К

воднодисперсионным

материалам

отсутствуют

материалы

низкотемпературного

относятся:

отверждения (до 100 °С), составы для

• коррозионно-стойкие лакокрасочные

высокодекоративных (1-2 класс), термостойких,

материалы на акриловой основе (грунты «Уретал-

электроизоляционных (с высоким температурным

Праймскс», «Уретал-Шпат»; краски «Акрэм-

индексом), негорючих и других покрытий.

Металл», «Акрэм-Уретал»);

Актуальным является разработка порошковых ЛКМ

•

эпоксиакриловые

лакокрасочные

низкотемпературного и ускоренною отверждения. В

материалы (водно-дисперсионная эпоксиакриловая

настоящее

время

разработаны

материалы,

двухупаковочная эмаль «Акрокор» для зашиты от

позволяющие

получать

покрытия

на

коррозии как чистых металлических поверхностей,

термочувствительных поверхностях (древесина,

так и поверхностей с остатками окалины и плотно

пластмассы).

прилегающей ржавчиной).

Окрашивают

порошковыми

материалами

Покрытия из воднодисперсионных ЛКМ по

изделия небольших и средних размеров, но не

своим характеристикам не уступают покрытиям из

исключена

возможность

окраски

и

традиционных

материалов

на

органических

крупногабаритных

объектов

—

вагонов,

растворителях, а по отдельным — значительно

автомобилей, судов и др.

превосходят их. Такие покрытия сохраняют в

Лакокрасочные покрытия защищают металл

процессе старения высокие физико-механические

от коррозии по электрохимическому механизму

свойства, обладают стойкостью к воздействию

благодаря действию антикоррозионных пигментов,

кислых и щелочных моющих средств. Двухслойное

пассивирующих поверхность металла, либо по

покрытие из воднодисперсионных ЛКМ на

барьерному

механизму,

основанному

на

загрунтованной

поверхности

сохраняет

защитную

затруднении доступа агрессивных агентов к металлу

способность в течение 5 лет, что в 2 раза выше, чем

за счет образования на подложке стабильных,

у покрытия, выполненного по традиционной схеме

плотно прилегающих слоев. На практике оба

алкидными материалами.

механизма действуют параллельно и их роль в

Технический

прогресс

в

области

защите от коррозии зависит главным образом от

органических покрытий, связанный с решением

типов

применяемых

пленкообразователя

и

экологических и экономических проблем и

пигмента.

повышением качества зашиты изделий, привел к

Наиболее

эффективные

антикоррозионные

появлению принципиально нового вида ЛКМ -

пигменты, такие, как соединения хрома, свинца,

порошковых красок. Эти материалы, известные за

цинка, исключают из рецептур ЛКМ из-за

рубежом под названием Powder Coatings, за

токсичности. В перспективе защитные покрытия

сравнительно

короткий

промежуток

времени

практически не будут содержать антикоррозионных

получили

широкое

применение.

Рост

их

пигментов и ингибиторов коррозии, используемых в

производства в мире за последние 20 лет составил

настоящее время. На структуру покрытия,

10-15

%

в

год,

в то

время

как

жидких

обеспечивающего оптимальные барьерные свойства,

(органорастворимых) ЛКМ - не превысил 5 %.

влияют

химическое

строение

полимерного

Стимулирующие

факторы

такого

роста:

пленкообразователя,

качество

диспергирования

необходимость

решения

экологических

проблем

пигментов и наполнителей, а также сродство

(отсутствие органических растворителей и других

поверхности подложки и полимерной матрицы.

летучих

веществ);

безотходная

технология

Улучшение структуры покрытия ведет к снижению

покрытий (практически полная утилизация красок

его проницаемости для воды, электролитов, газов, к

при нанесении и возвращение в производственный

увеличению

адгезии,

стойкости

к

цикл); относительная простота и экономичность

трещинообразованию

и

другим механическим

технологического процесса

получения

покрытий

повреждениям [6].

(как правило, наносят 1 слой вместо 2-3); высокое

Исследования в области антикоррозионных

качество покрытий (нередко превосходит по

ЛКМ направлены на улучшение барьерных свойств

эксплуатационным свойствам покрытия на основе

покрытий, снижение загрязнения окружающей

жидких красок). Долговечность порошковых

среды за счет использования воднодисперсионных,

покрытий значительно выше покрытий из жидких

порошковых красок, а также высококачественных

красок [5].

пленкообразователей нового поколения, например

Сегодня

большая

часть

производителей

полимочевинных или гибридных, применения

выбирает порошковые ЛКМ для защитно-

наноматериалов и нанотехнологий.

декоративной отделки изделий, несмотря на то, что

Другим

элементом

изменений

в

эта технология может быть использована только в

производстве ЛКМ является создание и широкое

производственных условиях,

требует специального

использование экологически благополучных видов

67

Имеется, по меньшей мере, три позиции,

соединений (ртуть-, мышьяк-, оловоорганические

определяющих опасность отходов ЛКМ: агрегатное

биоциды, относящиеся к 1-му классу опасности) на

состояние; токсичность в нативном состоянии;

менее токсичные (медь, цинк, пиретроиды), что,

опасность используемых для их ликвидации

наряду с повсеместной заменой свинцового сурика

промышленных технологий. Первая связана с тем,

железным, а также бензола на ксилолы и толуол по

что большая часть применяемых во всем мире ЛКМ

требованию Международной организации труда и

(до 80 %) находятся в жидком состоянии, что

Всемирной

организации

здравоохранения,

обеспечивается наличием в смеси наряду с

позволило по-новому решать проблему захоронения

пленкообразующей

основой

и

разнообразными

отходов ЛКМ (в случаях крайней необходимости).

добавками органических растворителей, объем

Необходимо отметить, что хотя отношение к этой

которых сопоставим со всей остальной частью

проблеме имеет выраженную специфику в разных

лакокрасочной композиции и составляет 30-50 % и

странах мира, требования в плане использования в

более. В процессе образования пленочного

ЛКМ тяжелых металлов постоянно ожесточаются,

покрытия после

нанесения

на

окрашиваемую

что необходимо учитывать при решении судьбы

(защищаемую) поверхность соответствующего ЛКМ

накапливаемых остатков красок и отходов

весь растворитель испаряется, причем, от скорости и

производства.

полноты этого процесса во многом зависит качество

В США, например, по рекомендации

соответствующего покрытия. С учетом мирового

Агентства по охране окружающей среды (ЕРА)

потребления ЛКМ суммарный выброс органических

выделяют 115 опасных веществ и считают, что 50%

растворителей

в атмосферу достигает 12-18

млн.

отходов следует перерабатывать, 26 % - захоронять,

т/год. Не случайно, в качестве реальной угрозы

24 % - термически обезвреживать [5]. В Канаде все

здоровью

населения

указывается

на

промышленные отходы делят на 10 категорий:

нейротоксические эффекты, обусловленные этими

органические химикаты и растворители, масла,

веществами специфического токсического действия

жиры, кислоты и щелочи, отходы металла и

[2].

пластмасс, тканей, кожи и резины, древесины и

Важным аспектом положительного решения

бумаги,

переработка

которых

существенно

проблемы является переход на использование

отличается между собой. В Дании выделяют 6 групп

водоэмульсионных, тиксотропных и порошковых

отходов: отработанные минеральные масла и

ЛКМ, практически исключающих контакт маляров и

нефтепродукты,

загрязненные

органические

населения с парами органических растворителей,

растворители (спирты, эфиры, бензин и пр.), отходы

Повсеместное применение безвоздушных способов

лакокрасочной

промышленности

и

другие

нанесения, распыления красок в электростатическом

органические

химические

отходы,

жидкие

поле позволяет существенно снизить содержание

хлорированные углеводороды (растворители и их

растворителя в ЛКМ.

смеси), неорганические химические отходы в

Вторая позиция по существу также является

твердой форме или водном растворе, и твердые

многоаспектной.

Среди

ответственных

за

отходы (упаковочные материалы, пластмассы и др.).

токсические свойства краски (соответственно, и ее

Классификация,

безусловно,

является

отходов)

компонентов

следует

выделить

важным элементом в проблеме отходов, но отнюдь

пленкообразующие, красители, стабилизаторы,

не является самоцелью. Она призвана облегчить

отвердители

(в

эпоксидных

красках)

и

осуществление задач по их обезвреживанию и

целенаправленно вносимые ядовитые вещества в

утилизации. Защита окружающей среды от

ЛКМ специального назначения. При этом

загрязнения ТПО в широких масштабах должна

большинство

пленкообразователей

относится к

решаться

путем

внедрения

малоотходных

веществам 3-4 классов опасности по ГОСТ 12.007-

технологий в производство, а также массовой

76, способны к реакциям полимеризации и

утилизацией компонентов промышленных отходов в

поликонденсации, что приводит после нанесения к

готовый

продукт.

Отходы

лакокрасочной

относительно быстрому их переходу в твердое

промышленности относятся к числу технологичных,

состояние и дальнейшему снижению токсичности

что позволяет направлять их большую часть в

остатков. Использование аминных отвердителей

переработку для вторичного использования в

представляет проблему в плане общей токсичности

основном производстве при приготовлении красок

смеси и должно учитываться как негативный фактор

для разметки дорог, наружной окраски зданий и

при решении вопроса о судьбе отходов ЛКМ. Не

сооружений, а также включения в строительные

случайно,

азотсодержащие

соединения

материалы.

представляют

интенсивно развивающуюся

главу

Не меньшее значение здесь имеют также

современной токсикологии [4].

такие общепризнанные рациональные решения, как:

Однако

наибольшее

значение

в

создание

различных

типов

замкнутых

рассматриваемой проблеме остатков и отходов ЛКМ

технологических систем и водооборотных циклов,

имеют входящие в состав антикоррозионных

разработка и внедрение систем переработки отходов

покрытий тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий,

производства и потребления, создание и внедрение

хром), а также биоциды судовых необрастающих

новых процессов получения традиционных видов

красок. За последние три десятилетия произошли

продукции,

создание

территориально-

принципиальные изменения в рецептуре таких

промышленных комплексов (ТПК), имеющих

композиций

с

переходом

от высокотоксичных

замкнутую структуру материальных потоков сырья

69

и отходов внутри ТПК. И хотя эти позиции носят

этот показатель окиси углерода. По этим

нередко декларативный характер, их решение имеет

показателям отходы ЛКМ относятся к одному из

стратегическое значение для решения проблемы, в

пяти

классов,

для

которых

расчетно-

целом.

экспериментальным

методом

установлены

Обработка и ликвидация опасных отходов

требования к уничтожению путем сжигания.

может происходить разными путями: физическая

Проблема отходов ЛКМ относится к

обработка (сорбция на угле, диализ, электродиализ,

категории актуальных и должна решаться на

испарение,

фильтрование,

флоккуляция

и

профессиональном

уровне

с

использованием

отстаивание,

обратный

осмос;

химическая

современной лабораторной базы. Внедрение новых

обработка, кальцинирование, ионный обмен,

материалов,

исключение

из

рецептуры

нейтрализация,

оксидоредукция,

осаждение,

высокотоксичных веществ, переход на новые

термическая обработка, пиролиз, сжигание;

способы проведения окрасочных работ способствуют

биологическая обработка, активирование пульпы,

снижению количества и опасности для человека и

оросительные пульпы, оросительные фильтры;

окружающей среды образуемых отходов.

ликвидация

или

хранение

в

специальных

Литература

сооружениях, хранилищах, подземное захоронение,

выгрузка навалом либо в таре в океан. Выбор

1. Л.М. Шафран, Л.И. Мураховская, И.В. Серди, В сб.

способа захоронения либо уничтожения, как и сама

Перспективные направления развития экологии,

возможность, их осуществления, решается на основе

экономики, энергетики. Одесса, 1997. - С. 32-37.

комплекса показателей с учетом оценки риска для

2. Л.М.

Шафран,

Л.В.

Басалаєва, Е.А. Бормусова, И.В.

Серди,

В сб. Приорітетні проблеми гігієнічної науки,

здоровья населения и окружающей среды.

медичної екології, санітарної

практики

та охорони

Следует

специально

остановиться

на

здорв’я, України.-Київ,1995. С.96-98.

вопросах уничтожения отходов ЛКМ методом

3. О.П. Кузнецова, С.Н. Степин, А.А. Каюмов, Вестник

сжигания. Одним из ключевых моментов является

Казанского технологического университета, 14, 6, 147-

выбор температурных параметров и токсиколого-

149 (2011).

гигиеническая

оценка

токсичности

продуктов

4. A.M. Елисаветский, B.H. Ратников, Лакокрасочные

горения. Проведенными исследованиями показано

материалы и их применение, 1, 20-22 (1998).

[6], что

для

практически

всех

ЛКМ первый

5. М.И. Цырлин, Д.Н. Гавритенко, В.Л. Воронина,

показатель

удовлетворительно

укладывается

в

Междунар. науч.-практ. конф. в

Минсе

(Белоруссия,

Минск, 2004).

диапазон 300-800 ºС, тогда как токсичность следует

6. М.И. Цырлин, Вестник БелГУТа, 2, (2004).

оценивать

по

результатам не

только

определения

7.

[Электронный

ресурс].

Режим

доступа:

величины МЛК50, характеризующей минимальную

http://www.intergreen.ru/docs/lkm_savenature.html

навеску сжигаемого материала,

вызывающую