Минеральные наполнители

Каждый год в мировой промышленности наблюдается небольшой рост производства лакокрасочной продукции, примерно 3%. В странах Азии, России и Восточной Европы прирост намного больше. Растут не только объемы производства, но и потребление минеральных наполнителей. Это способствует изменениям в распределении доли рынка между старыми предприятиями, а кроме того ведет к появлению новых производителей.

Рынок красок в США

В основном развитие лакокрасочной индустрии в США вызвано сильным сокращением количества производителей различных видов лаков и красок, особенно это связано с наличием конкуренции. 30 лет назад здесь насчитывалось около 2000 производителей, сейчас же это число сократилось в два раза. Кроме того все лакокрасочные материалы, начиная с сырья и заканчивая готовой продукции проходят тщательный контроль качества. Помимо этого некоторые компании расширяют сферу своей деятельности, а другие наоборот стараются завоевать более узкую лакокрасочную нишу.

Структура лакокрасочного рынка

Большую часть лакокрасочной продукции составляют материалы, предназначенные для декоративного окрашивания. Огромное разнообразие лакокрасочных изделий позволяет заметить, что некоторая часть потребителей предпочитает водоразбавляемые лаки и краски, так как данные продукты менее токсичны и не оказывают такого сильного негативного влияния из-за отсутствия растворителей в составе.

Но, несмотря на появление водоразбавляемых ЛКМ, где растворители заменены на воду, многие производители стараются придумать более экологичные минеральные наполнители. Например, почти 20 лет назад уделяли большое внимание африканскому растению, а точнее маслам из его семян. Было выяснено, что по своему химическому составу оно схоже с льняными маслами, но к сожалению его можно добавлять в состав лакокрасочных изделий в качестве реакционноспособного растворителя для алкидных лаков.

Радиационное отверждение при производстве ЛКМ

С каждым годом экологические требования к производству ЛКМ ужесточаются. Из-за этого стало расширяться производство лакокрасочных изделий радиационного отверждения. Сейчас большая часть такой лакокрасочной продукции используется в печатной индустрии и некоторых отраслях автомобильной промышленности.

Порошковые ЛКМ

Можно смело отметить, что самым лучшим вариантом решения экологических проблем связанных с производством лакокрасочных изделий является увеличение порошкообразных лаков и красок. На европейском рынке порошкообразных ЛКМ наблюдается перенасыщение, поэтому увеличение мирового спроса можно ожидать лишь в РФ и странах Азии. Потенциальную востребованность данный вид лакокрасочных материалов может добиться в автомобильно индустрии.

Нанотехнологии в лакокрасочных изделиях

Возможность добиться значительного прогресса в лакокрасочной промышленности стала доступна благодаря внедрению нанотехнологий. С каждым годом их влияние на отрасль будет только увеличиваться.

Производители ЛКМ стали одними из первых кто стал применять наноматериалы с различными эффектами. Например, одна из немецких фирм выпустила лакокрасочную продукцию с возможностью очищения воздуха от токсичных паров. Кроме того на некоторых заводах стали использовать нанотехнологии для улучшения покрытий перед последующей окраской.

Тальк

Для того чтобы придать лакокрасочной продукции специфические свойства и при выборе более дешевого наполнителя используются разнообразные минералы. Иногда в состав ЛКМ добавляют двуокись титана, но такой материал поднимается в цене и часто не окупает свое производство, поэтому производители стараются использовать более простые наполнители – тальк, мел, кварц и так далее. К выбору минерального наполнителя необходимо относится с особой внимательностью.

Тальк в ЛКМ позволяет добиться повышенной прочности и ровности покрытия. Это объясняет востребованность таких красок в ремонтных работах и промышленности. Можно отметить, что среднее количество талька в лаках и красках составляет всего 2-3%. Но в зависимости от технологии изготовления и типа краски оно может достигать и 80%.

Тальк получил широкое распространение в качестве наполнителей при производстве водоэмульсионных красок, это связано не только с его низкой стоимостью, но и с чешуйчатой основой.

В последние годы из-за ужесточения требований к содержанию летучих соединений в ЛКМ возросли объёмы производства сухих и водоэмульсионных красок. Это оказывает сильное влияние на будущее развитие талька в промышленности, так как в сухих лакокрасочных изделий крайне важно добиться низкой маслоемкости, а чем больше будет в них содержание наполнителя, тем труднее этого добиться. Здесь конкуренцию тальку может составить волластонит.

Рост производства водоэмульсионных красок тоже может оказать влияние на использование талька. Минеральный наполнитель можно использовать в данном виде красок, то из-за своего свойства конгломерироваться в состав придется добавлять дополнительные компоненты, что приведет к удорожанию лакокрасочной продукции. Но, несмотря на это некоторые производители выпустили ряд марок талька, который можно использовать для изготовления водоэмульсионных красок.

Но лакокрасочная промышленность закрыла не все двери для талька, так как не все краски сухие или водные, а значит, он может развиться в сферах, где производят полимерные краски и другие типы материалов с высоким содержанием наполнителей.

Опасность летучих выбросов

Лакокрасочная промышленность занимает лидирующие позиции по выбросу летучих соединений в атмосферу. Они оказывают серьезное негативное влияние на экологию, на работающих в зоне выброса людей, утончают озоновый слой, вызывают аллергические реакции, заболевания и оказывают другие токсичные воздействия. Летучие выбросы возникают из-за использования токсичных растворителей для производства лаков, красок и различных химических продуктов.

Можно выделить, несколько основных способов уменьшить объем летучих выбросов в атмосферу:

1. во-первых, это ввести новые технологии производства и рецептуры изготовления ЛКМ, где токсичные растворители будут заменены на экологичные продукты;
2. во-вторых, расширить выпуск красок с малым содержанием летучих соединений: например, порошкообразные или водоэмульсионные краски;
3. в-третьих, улучшить оборудование, использующееся для производства ЛКМ и прекратить использовать технологии, способствующие повышению выбросов в атмосферу;
4. в-четвертых, модернизировать процесс производства для снижения объема вредных выбросов.

Волластонит

Для изготовления лакокрасочных материалов используются различные минеральные наполнители, но кроме них и те, которые применялись несколько столетий назад. Одним из таких материалов является волластонит. Раньше он применялся в промышленной индустрии в 30х годах, его использовали как основу для изготовления изоляционной ваты.

Волластонит применяется как один из наполнителей для изготовления определенных видов ЛКМ:

• алкидных красок,
• водных,
• эмалей,
• латексных красок,
• порошкообразных,
• антикоррозийных.

Использование волластонита в лакокрасочной промышленности позволило произвести материалы, которые создают идеальное и качественное покрытие. Многие строительные предприятия используют краски с добавлением данного наполнителя для создания специальных проектов.

Одним из основных преимуществ волластонита является игольчато-кристаллическая структура, что делает его идеальным наполнителем для создания различных видов лаков и красок. Игольчато-кристаллическая структура позволяет лакокрасочному материалу создавать прекрасное покрытие без каких-либо потеков. Кроме того краски в состав которых входит волластонит являются более насыщенными и яркими.

Для разложения данного материала используются различные виды органических и минеральных кислот, но до конца он все равно никогда не разлагается.

Кроме всего прочего волластонит снижает показатель маслоемкости краски, то есть требуется нанести сразу несколько слоев, но при этом вязкость лакокрасочных изделий остается на прежнем уровне, и нет необходимости добавлять каких-либо связывающие элементы. Это позволяет хорошо сэкономить.

Кроме волластонита в качестве наполнителя используют и другие материалы (тальк, мел и так далее), но применение данного материала позволяет достичь большей твердости окончательного покрытия. Волластонит обладает высоким показателем адгезии, поэтому покрытия, кроме твердости имеет массу и других преимуществ:

• износостойкость,
• долговечность использования,
• устойчивость к возможному растрескиванию,
• антикоррозийность
• пожаробезопасность.

Последнее свойство является незаменимым, так как из-за этого благодаря волластонпту можно создавать огнезащитные краски.

Использование лакокрасочных продуктов с содержанием волластонита позволяет не только защитить окружающую среду, но позаботиться о собственном доме. Покупать такие материалы лучше в специализированных местах, так как сейчас легко нарваться на подделку.

Таблица 1. Свойства волластонита.

Свойства	Типичное значение
Белизна (Hunter)	Белый цвет, L>90
Высокая яркость (GE)	>85
Размерные различия	Молотые сорта с характеристическим отношением 3:1-5:1 Игольчатые сорта с характеристическим отношением 12:1-20:1
Показатель pH	10-11
Твердость по Моосу	4-5
Маслоемкость	20-30
Плотность	2,9
Коэффициент преломления	1,63

Таблица 2. Волластониты для специальных покрытий.

Тип покрытия	Рекомендуемый сорт волластонита
Алкидная краска	10 микрон с аминосиланом
Ненасыщенные полиэфиры	10 микрон с метакрилсиланом
Эпоксидное покрытие с аминным отверждением	10 микрон с эпокси- или аминосиланом
Эпоксидное покрытие с амидным отверждением	10 микрон с эпокси- или аминосиланом
Акриловый сополимер	10 микрон немодифицированный, или с аминосиланом
Уретаны или уретано-акриловые композиции	10 микрон с эпоксисиланом
Алкидные эмульсии	10 микрон с аминосиланом
Битумная эмульсия или нефтеполимерные покрытия	Грубодисперсные марки с высоким характеристическим отношением, немодифицированные
Порошковые покрытия, текстурные или специальные декоративные	Микронизированный с высоким характеристическим отношением или 10 микрон с эпоксисиланом
Порошковые покрытия, гладкие и тонкие	30 или 10 микрон, немодифицированные
Латексные выравнивающие акриловые строительные составы (для внешних и внутренних работ)	30 или 10 микрон, немодифицированные
Латексные полуглянцевые и матовые акриловые строительные составы (для внешних и внутренних работ)	30 или 10 микрон, немодифицированные

Таблица 3. Преимущества и свойства волластонита.

Свойства покрытий	Свойства волластонита
		Щелочность	Игольчатая форма	Твердость	Белизна
Антикоррозионность	х
Сохранение цвета	х			х
Матирование		х
Гладкость		х
Адгезия		х
Эластичность		х
Низкая вспучиваемость		х
Износостойкость		х	х
Атмосферная стойкость	х	х	х
Низкая абразивность		х	х
Стойкость к отслаиванию		х	х
Устойчивость к ударным воздействиям		х	х
Прочность		х	х