«Дедовские рецепты»
Разработка и использование огнезащитных составов в гражданской, военной промышленности, строительстве и т. п. имеет давнюю историю. Например, в блокадном Ленинграде деревянные стропила и балки на чердаках покрывали толстым слоем фосфорнокислого аммония. Удобрение высыхало и худо-бедно справлялось с зажигательными бомбами. Железо от него быстро ржавело, но не в этом была главная проблема.
На сегодняшний день основными потребителями огнезащитных средств или компонентов для производства трудногорючих материалов являются переработчики полимеров. Современные нормы предусматривают повышение класса пожарной безопасности для полимерных изделий: предметов обихода, строительных материалов, теплоизоляции, полимерной изоляции электрических кабелей и электроустановочных изделий. Они не должны поддерживать горение и затухать при выносе из открытого пламени.
Основной проблемой антипиренов, производимых ранее, являлась их повышенная токсичность. Традиционно используемые в составе полимерных материалов сложные органические соединения брома — например, гексабромциклододекан, являются отравляющими веществами замедленного действия.
Разработка и использование огнезащитных составов в гражданской, военной промышленности, строительстве и т. п. имеет давнюю историю. Например, в блокадном Ленинграде деревянные стропила и балки на чердаках покрывали толстым слоем фосфорнокислого аммония. Удобрение высыхало и худо-бедно справлялось с зажигательными бомбами. Железо от него быстро ржавело, но не в этом была главная проблема.
На сегодняшний день основными потребителями огнезащитных средств или компонентов для производства трудногорючих материалов являются переработчики полимеров. Современные нормы предусматривают повышение класса пожарной безопасности для полимерных изделий: предметов обихода, строительных материалов, теплоизоляции, полимерной изоляции электрических кабелей и электроустановочных изделий. Они не должны поддерживать горение и затухать при выносе из открытого пламени.
Основной проблемой антипиренов, производимых ранее, являлась их повышенная токсичность. Традиционно используемые в составе полимерных материалов сложные органические соединения брома — например, гексабромциклододекан, являются отравляющими веществами замедленного действия.
Структурная формула гексабромциклододекана
Несколько лет назад было принято глобальное решение (в список принявших или поддержавших традиционно не вошли Россия, Китай и некоторые другие страны) об остановке производства и использования гексабромциклододекана в качестве антипирена. ГБДЦ является традиционным компонентом пенополистирольной изоляции и, как сообщается, его использование может приводить к нарушению функций щитовидной железы.
В 2013-2014 годах крупные химические компании (например, Albemarle, ICL Industrial Products, Chemtura) поддержали решение ООН по запрету ГБДЦ.
Удивительной ситуация с ГБДЦ выглядит для российского рынка – несмотря на хорошие экспортные поставки полистирольных изоляционных материалов (в частности, под торговой маркой «Пеноплекс») наша химическая промышленность так и не освоила выпуск этого соединения.
В настоящий момент поставки ГБДЦ китайского происхождения переориентированы из США и Европы на рынок России. Такая же судьба ждет и другие бромсодержащие антипирены. Пока ученые думают о том, как можно синтезировать такие соединения, а химическая промышленность размышляет о необходимости постройки завода за чужой счет, антипирены один за другим попадут под запрет. Наша промышленность не пострадает просто потому, что закрывать нечего.
Советская промышленность в основном производила один вид антипиренов – трехокись сурьмы. Как и бромосодержащие пламегасители, он весьма токсичен.
Альтернативы на рынке антипиренов
На сегодняшний день одними из самых простых, дешевых, нетоксичных и широко применяемых материалов, которые могут быть использованы в качестве антипиренов, являются разнообразные оксиды и гидроксиды: гидроксид магния, окись алюминия, гидроксид цинка.
Безусловно, наполнение полимерной композиции 20-30% гидроксида (грубо говоря, песком), резко снижает ее горючесть за счет того, что снижается связность полимерной матрицы, «гореть нечему». Но вместе с этим снижаются и физико-механические свойства. Композит, наполненный керамикой, теряет в прочности, эластичности, снижается растяжение при разрыве.
В некоторых приложениях это работает – там, где механические показатели не имеют решающего значения. В некоторых, например, в инженерных пластиках или ответственных изделиях, такое решение неприменимо.
Заметим, между прочим, что в России до сих пор нет собственного производства высококачественных антипиренов. Попытки наладить производство неорганических антипиренов, предпринятые, в том числе корпорацией «Роснано», пока что не привели к результату. Даже при выходе производства на полную мощность можно смело утверждать, что к решению проблемы зависимости от импорта это не приведет.
На сегодняшний день отечественные предприятия продолжают закупать огнезащитные добавки за рубежом. В основном в Китае.
Полифосфат аммония (ПФА) – один из перспективных ингредиентов для создания трудногорючих или огнеупорных покрытий и инженерного пластика во всем мире. Он не токсичен, не содержит галогена, «дружественен» к окружающей среде (environment-friendly), как его именуют зарубежные производители. То есть ПФА лучше прочих соединений отвечает современным международным стандартам.
В нашу страну его завозят 3,5-5 тысяч тонн ежегодно, и спрос на полифосфат аммония только растет. В 2015 году, когда цена в рублевом выражении на него подскочила фактически вдвое, многие задумались об альтернативах ПФА. Выяснилось, что достойных альтернатив ему нет.
| Год | Объем, тонн | Стоимость, тыс. долл |
|---|---|---|
| 2013 | 4472,91 | 8510,508 |
| 2014 | 4281,014 | 6985,486 |
| 2015 | 3390,451 | 6425,77 |
| 2016 | 3505,667 | 6579,826 |
| I полугодие 2017 | 2116,048 | 3815,188 |
| 2017 тренд | 4232,096 | 7630,376 |
Объемы поставок антипиренов в Россию
| Год | Китай | Германия | Дания | ЕС | Франция | Испания | Гонгконг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2013 | 4126,81 | 260 | 2,15 | 80 | 3,95 | 0 | 0 |
| 2014 | 3972,739 | 60,2 | 0 | 241,075 | 0 | 7 | 0 |
| 2015 | 3354,451 | 21 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15 |
| 2016 | 3461,667 | 4 | 0 | 0 | 0 | 40 | 0 |
| I полугодие 2017 | 2108,848 | 7,2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Распределение поставок по объему, тонн
| Год | Китай | Германия | Дания | ЕС | Франция | Испания | Гонгконг |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2013 | 7522,808 | 795,26 | 5,951 | 176,53 | 9,957 | 0 | 0 |
| 2014 | 6369,778 | 268,562 | 0 | 334,442 | 0 | 12,703 | 0 |
| 2015 | 6327,499 | 80,271 | 0 | 0 | 0 | 0 | 18 |
| 2016 | 6465,98 | 17,846 | 0 | 0 | 0 | 96 | 0 |
| I полугодие 2017 | 3784,679 | 30,509 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Распределение поставок по стоимости, тыс.долл.
Почему растет спрос на полифосфат аммония
Рынок антипиренов сегодня прирастает на 6-7% в год. На это влияет несколько факторов. Ужесточается законодательство: в России с 2008 года действует технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Использование антипиренов в кабельной и электротехнической промышленности становится фактически обязательным. Вообще электрические цепи делаются компактней и пакуются плотнее, следовательно, на пластик воздействуют большие температуры.
Спрос на бромосодержащие антипирены все последние годы сокращался, а на фосфоросодержащие стремительно рос. Безгалогеновые фосфаты – универсальные огнезащитные добавки. Полифосфат аммония обладает низкой вязкостью, растворимостью, не окрашивает полимер. Поэтому он входит в состав почти всех интумесцентных огнезащитных покрытий для металлоконструкций, кабелей и трубопроводов. Его используют для пропитки деревянных изделий.
Россия в этом отношении прочно сидит на импорте. Причем, как бы публично не плевались отечественные промышленники в сторону китайского химпрома, у Clariant и BASF закупаются мизерные объемы ПФА, львиная доля поставок приходится на восточного соседа.
В этой зависимости самой по себе нет ничего дурного. Но китайские производители – не немецкий концерн, каналы поставок которого переживут любые потрясения. Оказывается, и китайская стабильность может дать течь.
В конце июня появилась новость о том, что с поставками полифосфата аммония из Поднебесной могут возникнуть сбои. Сейчас там идут массовые проверки по производителям на предмет соответствия новым экологическим нормам (что само по себе чудо при наплевательском отношении китайцев к экологии), некоторые заводы могут приостановить работу. При неблагоприятном раскладе могут пострадать качество ПФА (придется срочно закупать у непроверенных поставщиков) и цена.
Что делать в такой ситуации тем, кто закупает полифосфат аммония в Китае? Во-первых, не паниковать: многие поставщики имеют на складе запас готовой продукции. Во-вторых, пора переходить на производство ПФА в России. Для этого есть все необходимые условия.
Технология производства антипиренов в России
Инжиниринговый химико-технологический центр совместно с коллективом ученых из ведущих университетов Сибири активно занимается разработкой отечественной технологии получения высокоэффективных антипиренов – это полифосфат аммония, полифосфат меламина и ряд других соединений, обладающих высокой эффективностью и при этом нетоксичных и совместимых со всеми полимерными материалами.
Разработанные технологии производства основаны полностью на отечественном сырье. Стоит обратить внимание на то, что в этом случае при использовании отечественного сырья (а это в основном – крупнотоннажные продукты химической индустрии) стоимость продукта – ниже китайской, сняты валютные, таможенные, транспортные риски.
В настоящий момент мы разработали техническую документацию, провели тестирование продукта, завершается процесс омологации в условиях реального производства (переработка полимеров) и ведем переговоры с ведущими игроками рынка о запуске пилотного производства и приглашаем к переговорам заинтересованные стороны.
Если материал оказался для вас полезным - поддержите проект и поделитесь записью!
