Чем заменить китайские антипирены?

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.

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.

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.

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.

Объемы поставок антипиренов в Россию

Распределение поставок по объему, тонн

Распределение поставок по стоимости, тыс.долл.

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.

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!