ASA российского производства для картона, гипсокартона, бумаги

ИХТЦ готов к серийному производству клея ASA (алкенилянтарного ангидрида) для российской целлюлозно-бумажной промышленности по собственной технологии. Создано несколько готовых рецептур клея, которые успешно прошли испытания в ведущем профильном университете САФУ и на крупнейшем в России заводе по производству облицовочного и коробочного картона «Кнауф Петроборд». Благодаря накопленному опыту и фундаментальной научной базе мы можем оперативно подобрать рецептуру под конкретного заказчика.

Проклеивающий агент ASA является более выгодной альтернативой классическим канифольным смесям и имеет ряд преимуществ перед АКД (алкилкетендимер), дает значимую экономию производителям картона и бумажной упаковки.

Химия для проклейки картона

Производство бумаги и картона в России в 2025 году составило порядка 10,7 млн. тонн. Если сравнивать с 2020 годом, в этом сегменте наблюдается прирост на 1,1 млн тонн (11,8%). Правда, последние 5 лет объемы выпуска находятся примерно на одном уровне.

Рисунок. Динамика объемов производства бумаги и картона в РФ в 2020–2025 гг., тыс. тонн.

В России есть 20+ крупных действующих целлюлозно-бумажных комбинатов. Причем 85% объемов товарной целлюлозы приходится на 10 ключевых заводов. Кроме того, есть еще несколько десятков более мелких предприятий по всей стране, которые специализируются на «производстве целлюлозы, древесной массы, бумаги и картона».

В основном у нас изготавливают тарный и упаковочный картон, включая гофрированный. Качество бумаги и картона во многом зависит от химических вспомогательных веществ. Незаменимым компонентом подобного производства являются клеевые составы. Именно они обеспечивают водоотталкивающие и прочностные свойства конечных изделий.

Предприятия ЦБП обычно применяют три варианта проклеивающих агентов:

1. Канифольные дисперсии (натуральные смолы) ― это классический «дедовский» вариант, который до сих пор распространен на российских предприятиях ЦБП. Они могут использоваться как в кислой, так и в нейтральной среде. Метод требует применения вспомогательных химикатов ― квасцов (сульфата алюминия) в качестве осадителя и закрепителя. Как следствие получается высокий расход химикатов, пониженная механическая прочность бумаги.

2. АКД (алкилкетендимер), синтетический воск, популярен для внутримассовой проклейки в нейтральной или слабощелочной среде. Особенность его в том, что гидрофобный эффект проявляется не сразу ― бумаге или картону требуется «созревание» (стабилизация) в течение нескольких суток. Он эффективен как для чистых целлюлозных, так и для макулатурных волокон, хотя в последнем случае расход выше.

3. ASA (алкенилсукциновый (алкенилянтарный) ангидрид)* обеспечивает практически мгновенную проклейку, которая завершается прямо на бумагоделательной машине. Также, как АКД, используется в нейтральной или слабощелочной среде, что дает возможность добавлять карбонат кальция (мел) в качестве наполнителя вместо более дорогого талька.

*ASA ― это английская аббревиатура реагента Alkenyl Succinic Anhydride. Сокращения АСА, АЯА также встречаются в публикациях и являются синонимами. Про синтез и свойства алкенилянтарного ангидрида можно посмотреть здесь.

Клеи на основе канифоли в СССР были базой и почти не имели альтернативы. Сырья много, технология отработана. А для повышения эффективности состава советские технологи вводили разные его модификации: добавляли малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, использовали канифольно-парафиновые композиции. Значительная часть регламентов вместе с репарационным оборудованием времен еще кайзеровской Германии достались предприятиям после распада Советского Союза по наследству.

Канифоль до сих пор остается востребованных агентом. Канифольные клеи есть в продуктовой линейке крупных производителей химии ― «Пигмента» и «Глобал Кемикал». 

Преимущества ASA перед другими реагентами для  проклейки

Проклеивающие агенты вводятся преимущественно на самой первой стадии производства картонного полотна ― в саму волокнистую массу из переработанной макулатуры с добавлением (или без) целлюлозы. Подготовленная масса затем поступает на бумагоделательную машину, где равномерно распределяется на движущейся сетке, вода стекает, а волокна спрессовываются в плотное влажное полотно.

В случае с канифольными дисперсиями и АКД имеет место по сути физическая склейка, где эффективность определяется величиной адгезии, и здесь важно качество исходного сырья. Если картон, например, идет уже на 5+ цикл переработки (что вовсе не редкость в современных реалиях), реакционно-способных волокон там уже фактически не осталось. Алкенилянтарный ангидрид же позволяет образовывать новые химические связи. В основе молекулы ASA лежит высокореактивная ангидридная группа, которая быстро образует прочные сложноэфирные связи с функциональными группами бумажных волокон. То есть происходит химическое взаимодействие с образованием нового «сшитого» соединения, которое обладает существенно более высокими прочностными свойствами по сравнению с обычной физической адгезией.

Затем сырое полотно проходит через прессовую и сушильную части БДМ, где удаляется оставшаяся влага, и оно прокатывается через каландры для придания нужной гладкости и толщины. К лайнеру, гладкому верхнему слою гофрокартона, который и будет в основном контактировать с внешней средой, особые требования по прочности, влагостойкости, способности удерживать краску. ASA для его производства ― оптимальный вариант.

Применение проклеивающего агента ASA позволяет обеспечить значительные преимущества в стоимости готовой картонной и бумажной продукции.

1. ASA снижает расход сырья. Для достижения нужного уровня водостойкости картона или бумаги его требуется значительно меньше по массе, чем традиционных агентов на основе канифоли (в 10–20 раз) или АКД (здесь расходы по массе сопоставимы, экономия определяется технологическими преимуществами ― стоимость проклейки АКД может быть на треть выше, чем при использовании ASA).

2. С ASA проклейка происходит практически мгновенно (более 80% проклеивающего действия происходит до того, как влажное полотно достигнет пресса), и готовому продукту не требуется длительное время для стабилизации или дополнительная термообработка. Это позволяет увеличить скорость работы бумагоделательной машины, повысив общую производительность, и сократить расходы на сушку и другие энергозатратные этапы производства. ASA идеально подходит для высокоскоростных машин (со скоростью производства бумаги более 1500 м/мин).

Готовый картон, проклеенный АСА, не страдает от «скользкости», характерной для пропиток АКД, что предотвращает проблемы при последующей переработке и укладке.

3. ASA позволяет эффективно работать именно с макулатурным сырьем, что особенно актуально для производителей тарного картона (но на практике в России алкенилянтарный ангидрид для этих целей пока не применяется). Современные разработки показывают, что ASA отлично справляется с композициями с переработанными волокнами, которые часто содержат примеси, мешающие действию других проклеивающих агентов. Его использование уменьшает образование вредных отложений на оборудовании и, как следствие, сокращает время на чистку и обслуживание (перезапуск БДМ после простоя ― обычно долгая и дорогостоящая процедура).

ASA от ИХТЦ поставляется в виде концентрата (эмульсия готовится непосредственно на заводе) и может храниться при слабо отрицательных температурах, что экономичнее при транспортировке. АКД — может быть уже готовой эмульсией, которая требует определенных температурных условий хранения в более узком температурном диапазоне.

4. Еще одно немаловажное преимущество ASA ― экологичность. С 2025 года ответственность за утилизацию упаковки и уплату экологического сбора переложили с производителей товаров на производителей упаковки. В плане экологичности и работе с отходами на самом предприятии переход на ASA дает ощутимую выгоду.

Ключевой фактор, определяющий экологический профиль ASA, — это его способность к быстрому гидролизу в водной среде. В процессе бумажного производства и последующей водоочистки ASA гидролизуется, превращаясь в янтарную кислоту, которая является легко биоразлагаемым веществом (96.6% деградации за 28 дней в тестах). ASA и продукты его распада имеют низкий потенциал к накоплению в живых организмах (низкий коэффициент биоаккумуляции). Исследования рынка показывают, что использование ASA позволяет снизить химическое потребление кислорода (ХПК - главный показатель загрязнения воды органикой. Он измеряет объем кислорода в миллиграммах на литр, который нужен для химического окисления всех веществ в воде) в сточных водах на 30-40% по сравнению с традиционными агентами на основе канифоли. Он не требует использования сульфата алюминия (квасцов), который ухудшает так называемый Е-фактор процесса (показатель «зеленой химии», равный массе образующихся отходов на единицу массы готовой продукции). Это напрямую упрощает работу очистных сооружений и помогает соблюдать нормативы по сбросам.

Основным сырьем для производства ASA выступают малеиновый ангидрид и фракция линейных альфа-олефинов (ЛАО) С16–С18, они являются продуктами глубокой переработки в нефтехимии.

Резюмируем преимущества ASA:

• применимость в нейтральной и слабощелочной среде: рабочий диапазон для ASA – рН 6–8, для АКД – рН 5–9;

• высокая реакционная способность ASA приводит к гидрофобизации уже во влажном конце процесса производства бумаги;

• степень гидрофобизации легко регулируется (в отличие от АКД);

• более низкая дозировка при ASA (0,1% в пересчете на мякоть), чем при АКД (0,2%);

• небольшое влияние на свойства бумаги ― АКД может привести к липкой поверхности бумаги при высокой дозировке.

Проект ИХТЦ по алкенилянтарному ангидриду

В 2022 году из России ушел основной поставщик клея ASA ― финская компания Kemira, занимавшая 70% рынка. Как результат — доля расходов на клеевые основы для отечественных компаний-потребителей в себестоимости продукции выросла с 17,5% до 48%. Пришлось завозить клеи из Индии, США, Турции и других стран или закупать от той же финской Kemira, но через цепочку посредников.

Потребность в отечественном агенте для проклейки картона и бумаги определенно назрела. Важно было сделать продукт, который бы по своим техническим характеристикам не уступал тому, к которому российские потребители привыкли: способность обеспечивать необходимый уровень гидрофобности и стойкости к проникновению жидкостей, стабильность и стойкость, удобство применения в существующих производственных процессах.

ИХТЦ отработал технологию производство ASA при финансовой поддержке Минпромторга РФ. Была запущена производственная линия, рассчитанная на выпуск продукта в 1,5 тыс. тонн в год, которая в короткие сроки может быть масштабирована под запросы рынка. В проведенных испытаниях было отмечено снижение расхода клеевого агента по сравнению с другими образцами.

Важным этапом при постановке производства стали расширенные испытания продукта ИХТЦ на заводе «Кнауф Петроборд». Они включали в себя выработку бумаги с повышенной гидрофобностью (поверхностная впитываемость воды при одностороннем смачивании (по Кобб-60) 22-30 г/м² по тыльной стороне обращенной к гипсу и 18-28 г/м² по лицевой стороне), оценку складского хранения, а также изготовление и проверку качества гипсокартона на основе этой бумаги.

Помимо требований к гидрофобности обращали внимание на механические качества бумаги ― она должна быть прочной и выдерживать нанесение теплой водяной массы гипса между слоями. При проведении опытно-промышленной выработки было отмечено снижение расхода клеевого агента по сравнению со стандартной выработкой, что подтверждает высокую клеящую способность алкенилянтарного ангидрида от ИХТЦ.

Проверку в течение нескольких месяцев клей ASA от ИХТЦ с блеском выдержал. Гипсокартон ушел в продажу: где-то уже реализована его партия, произведенная с использованием нашего продукта. 

ИХТЦ уже довольно давно работает с ASA, компания создала несколько готовых рецептур. Своя научная база позволяет оперативно реагировать на меняющиеся запросы рынка, а парк высокоточного оборудования буквально на молекулярном уровне контролировать качество продукта. В сжатые сроки мы можем подобрать рецептуру клеевого агента под требования конкретного заказчика. Сейчас продолжаются работы по снижению себестоимости клея.

Рынок клеев ASA в России 2026

Общее потребление ASA в России составляет порядка 2,5–3 тыс. тонн/год (оценка основана на суммировании потребностей ключевых потребителей). Потребности в продукте по большей части покрываются импортом.

Объем импорта ASA в 2020–2023 гг за три года уменьшился на 1 345 тонн (-56,37%), при этом цена на продукцию за тот же период выросла на 82,86% ― с 2,45 долл. США/кг до 4,48 долл/кг. Данные таможенной статистики не учитывают поставки в РФ из стран-участниц ЕАЭС (Армения, Беларусь, Казахстан, Кыргызстан), поэтому приведенные цифры могут не отражать полной картины.

В 2024 году объем импорта ASA значительно вырос (на 580,13 тонн, + 55,72% г/г), но не достиг уровня 2022 г. Общий объем импорта составил  58,23% от показателя 2021 г., года с максимальным значением импорта ASA за последние 5 лет.

В 2020 г. и 2021 г. практически весь объем поставок ASA (около 90%) приходился на Kemira Oyj. В период 2022–2024 гг. поставки отличаются значительной диверсификацией (уже имеем 6 крупных экспортеров). Однако Kemira Oyj продолжает играть ключевую роль, занимая долю в импорте ASA в 22%, 53% и 35%, соответственно.

Рисунок. Динамика объемов импорта алкенилянтарного ангидрида: тонн и средневзвешенной цены, долл. США/кг.

В 2020–2021 гг. практически вся импортируемая продукция поставлялась из Австрии, в 2022 году появились поставки из других стран Европейского союза. В 2022 году доля поставок австрийской продукции резко сократилась, выросли поставки из США. В 2023–2024 гг. наблюдается смещение структуры импорта от европейских стран в сторону Индии.

Российский рынок ASA является небольшим по абсолютному объему, но достаточно концентрированным по структуре потребления. Но, если мы говорим, что ASA ― это более современная альтернатива канифольным дисперсиям и он также имеет определенные конкурентные преимущества перед АКД, потенциальный объем рынка его значительно шире.

Например, по оценке экспертов, емкость российского рынка клея АКД в 2024 году составляла порядка 30 тыс. тонн (в этой цифре учтены импорт самого АКД и его основного сырья ― воска АКД). Объем рынка канифольных дисперсий по открытым источникам оценить невозможно. По ряду косвенных данных можно сказать, что они остаются значимым сырьем для производства картона и упаковочных материалов в России.

ИХТЦ готов ответить на любые вопросы, касающиеся характеристик нашего продукта, а также отправить опытные партии ASA для омологации на ваше предприятие, обсудить детали сотрудничества, подбор рецептуры под технические условия конкретного производства.

Контакты для связи (по кнопке «Связаться с нами» можно заполнить форму обратной связи).