3. Инновационные и инвестиционные процессы при производстве и потреблении красок и лаков.

    Лакокрасочные материалы– один из важных видов химической продукции, наиболее близкий к тому рынку товаров, производство которых является плодотворной точкой приложения для реализации научно-технических инновационных технологий. Эти обстоятельства привели к понятию «пэйнт-технологии», обобщающему наукоемкие технологии в производстве и применении ЛКМ, а также характеризующие научно-технический прогресс в области окраски различных поверхностей и создания защитных покрытий. Наиболее актуальными направлениями внедрения инновационных технологий являются следующие:     — экологически полноценные ЛКМ (водные, порошковые, с высоким сухим остатком, радиационного отверждения);     — современные технологии антикоррозионной защиты металлоизделий и труб, трубопроводов, хранилищ;     — гибкие блочно-модульные малоотходные схемы производства ЛКМ;     — эффективные безотходные технологии нанесения ЛКМ;     — ЛКМ для покрытий со специальными свойствами, применяемые в судостроении, авиационной промышленности, космических технологиях, биоцидные и другие функциональные покрытия.     «Пэйнт-технологии» имеют непосредственное отношение к так называемым критическим «технологиям федерального уровня», так как носят межотраслевой характер и обеспечивают решение технологических, социальных, экологических проблем в машиностроении, строительстве, транспорте и многих других областях реального сектора экономики. Значимость «пэйнт-технологий» определяется возможностью их использования для решения ряда важных социально-экономических проблем.¹⁰

Мировой рынок ЛКМ будет ежегодно расти на 3-5% и к 2030 г. удвоит свои показатели. Тенденции развития рынка ЛКМ развитых европейских стран и США связаны, с сокращением числа производителей ЛКМ, главным образом из-за конкуренции. Так, в Северной Америке в 1975 г. насчитывалось 2000 производителей ЛКМ, в настоящее время только 900. В Западной Европе соответственно 2700 и 1000. В мире также наблюдается тенденция более тщательного контроля всей цепочки производственной деятельности, от производства сырья до выпуска специальных ЛКМ. Так фирма DuPont, всемирно известный поставщик диоксида титана — белого пигмента, стала изготавливать и ЛКМ для окраски автомобилей. Кроме того, укрупняются компании, и, соответственно, расширяются сферы их деятельности. В некоторых случаях фирмы, наоборот, сужают производственную деятельность, специализируясь.  

Рис. 1. Структура европейского производства ЛКМ по назначению

Наибольший сектор в европейском производстве ЛКМ – 63% занимают материалы для декоративной отделки: объем их выпуска оценивается приблизительно в 3,5 млн т, около 2,5 млн т приходится на водные материалы, половина из которых предназначена для отделки интерьеров. Таким образом, водные ЛКМ, используемые внутри помещений, являются наиболее востребованными в Европе, объем их производства составляет около 20% рынка. Кроме того, эти материалы наиболее популярны среди непрофессиональных пользователей, число которых, по данным CEPE (европейская ассоциация производителей ЛКМ), превышает 100 млн. человек.      Именно эта специфика определяет основные направления разработки новых водных ЛКМ. Это достаточно консервативная сфера для возможного внедрения инновационных решений, но и здесь прогрессивные технологические решения могут существенно повысить производительность лакокрасочных производств и обеспечить оптимизацию производственных систем по комплексу экономических, экологических и других показателей.     Главное направление работ в этой области связано с максимальным снижением содержания растворителей, что продиктовано также требованиями Европарламента.

    Основными направлениями развития водных ЛКМ в Европе является также производство материалов с низким грязеудержанием, фотокаталитическим эффектом, гидрофобных, с высокой адгезией не только к минеральным подложкам, но и к металлу, и к пластикам.     Большое значение в настоящее время придают снижению токсичности используемых компонентов. Главным образом, это касается применяемых в составе водных ЛКМ биоцидов (тарных консервантов и соединений, защищающих материалы от биоразрушения).     Несмотря на разработку новых водных ЛКМ, продолжаются работы по разработке более экологически чистых органорастворимых систем.¹¹     Ужесточение экологических требований является причиной бурного развития производства и потребления материалов радиационного отверждения (УФ-излучением и ускоренными электронами). В мировом объеме их выпуска 80% составляют ЛКМ для индустриальных покрытий и полиграфии.

Общемировой объем производства этих материалов в 2008 г. составил 177 тысяч т, к 2015 г. прогнозируется его увеличение до 463 тыс т . Объем производства этих материалов в Европе за прошедшие 10 лет увеличился с 32 до 63,2 тыс т; в предстоящее десятилетие прогнозируется развитие этого рынка столь же быстрыми темпами и увеличение выпуска ЛКМ радиационного отверждения в 2 раза (до 138 тыс т). Наибольшие темпы роста производства этих ЛКМ отмечают в странах Азии и Южной Америки.     Наибольшие темпы роста потребления ЛКМ радиационного отверждения (11%) в 2008 г. отмечены в области индустриальных покрытий и полиграфии. Такими же темпами будет расти потребление в этих отраслях и до 2015 г. В автомобильной промышленности начало использования ЛКМ радиационного отверждения в 2009 г., при этом к 2015 г. потребление может увеличиться более чем в 10 раз. 

Западные эксперты в области лакокрасочной промышленности считают, что одним из главных путей развития отрасли в направлении экологии и ресурсосбережения является производство и применение порошковых ЛКМ. В Европе потребляется около 300 тыс т порошковых красок ежегодно, что эквивалентно 2 млн м² окрашенной поверхности. Быстрее этот рынок развивается в Испании, Франции, Великобритании. Из стран Восточной Европы эксперты прогнозируют наибольшие темпы развития производства порошковых материалов в России. ¹²     Несмотря на значительный прогресс в развитии химии и технологии порошковых красок, остается немало проблем как в части разработки новых более качественных материалов, так и совершенствования технологии получения покрытий. Основными направлениями разработки порошковых ЛКМ являются материалы для окраски пластиков, стекла, древесины рулонного металла, в том числе УФ-отверждаемые. На повестке дня стоит разработка красок для покрытий со специальными свойствами, особенно материалов для наружной окраски автомобилей, не уступающих по декоративным и эксплуатационным свойствам покрытиям на основе жидких ЛКМ.      Потенциальным европейским рынком порошковых ЛКМ считают автомобильную промышленность, так как, подчиняясь решениям Европарламента, эта отрасль расширяет использование водоразбавляемых и порошковых ЛКМ.     Крупнейшей инновацией последних лет является использование европейскими производителями ЛКМ нанотехнологий одного из наиболее значительных достижений техники XXI века, и их экономическое значение в лакокрасочной отрасли будет возрастать.      Использование свойств частиц с размерами несколько нанометров в качестве сырьевых компонентов может обеспечивать упрочнение покрытий, стойкость к царапанью и истиранию, фото– и термокаталитический эффект материалов, применяемых в промышленности и быту. Кроме того, с помощью нанотехнологий можно получить новые эффекты цвета, используя «эффектные» пигменты, биоцидные или защитные свойства покрытий. 

 Стоимость ЛКМ, содержащих в своем составе наночастицы, в зависимости от их количества и способа производства на 15 – 200% дороже традиционных материалов. Но это не сдерживает развития производства таких материалов за рубежом.¹³     Классический пример использования нанотехнологий – углеродные нанотрубочки для антистатических и защищающих от электромагнитного излучения покрытий. Преимущества, связанные с размерами и формой частиц, определяют большие возможности их использования в лакокрасочной промышленности. Первый завод по производству этих наноматериалов, выпускающий около 10 т продукции, запустила в 2006 г. компания Arkema во Франции. Фирма Bayer также заявила о том, что планирует начать выпуск нанотрубочек «Baytubes» в промышленных масштабах. По мнению экспертов, в результате цена на этот материал в течение года снизится с 1000 до 200 евро за кг.      Лакокрасочная промышленность, наряду с производством пластиков и косметических средств, была в числе первых отраслей, использовавшей нанодиоксид титана для фотокаталитических покрытий. Лидером в продвижении на рынок таких материалов является Германия. Фирма Millennium Chemicals первой начала выпускать ЛКМ с фотокаталитическим действием марки«Ecopaint», очищающие воздух от вредных примесей. Компания Sto, один из крупнейших производителей ЛКМ в Германии, с 2006 г. увеличивает поставки ЛКМ для самоочищающихся покрытий («эффект лотоса») в Великобританию. Фирма Maxit поставляет с 2005 г. на рынки Скандинавии и Великобритании «штукатурки свежего воздуха» с фотокаталитическим эффектом на базе нанодиоксида титана. Фирма Caparol выпускает краски для внутренних работ «CapaSan» с антимикробным действием. Фирма Sachtleben Chemie предлагает функциональные нанонаполнители, реализуемые на отечественном рынке ООО «ХимЭлт».     На заводах фирмы RittalRGS GmbH стали применять нанотехнологии при подготовке поверхности перед окраской. Новый метод подготовки поверхности Bonderite NTпредставляется собой нанокерамическое конверсионное покрытие, разработанное фирмой Henkel, и является альтернативой традиционно применяемому железофосфатированию (он полностью исключается процесс фосфатирования). Его основные преимущества: увеличение поверхности слоя при одновременном уменьшении толщины слоя, а также повышение адгезии и антикоррозионной защиты покрытия по сравнению с железофосфатированием. Кроме того, нанопокрытие не содержит токсичных тяжелых металлов и органических компонентов, благодаря чему существенно улучшаются экологические характеристики производства, сокращаются расходы на утилизацию.     Экспертами также отмечается тенденции минимизации использования природных ресурсов. Так, фирма Rohm and Haas пытаясь сократить применение нефтехимического сырья для производства ЛКМ, проводит работы в сотрудничестве с учеными–сельскохозяйственниками по синтезу полимеров, которые могут привести к уменьшению применения нефтехимического сырья для производства ЛКМ на 30%. ¹⁴