Технологии производства покрытий на основе биосмол

По мере развития производства ЛКМ биоматериалы получают широкое применение. Они не только экологически чистые, но и позволяют разработчикам покрытий достигать высокой производительности. Конечные продукты, содержащие вещества биологического происхождения, демонстрируют показатели, не уступающие масляным аналогам. Они имеют низкий процент содержания ЛОС, не содержат АФЭ, не обладают резким запахом. Еще один дополнительный бонус − использование биопродуктов из локального сырья, помогает снизить зависимость от импортируемых источников энергии и нефти.

Вопросы классификации
Индустрия покрытий приложила немало усилий для выработки требований, предъявляемых к ЛКМ для наделения их статусом экологически чистых. Большинство программ сертификации сосредоточено на исключении химикатов, ограничении содержания ЛОС, а также требованиях к производительности. На сегодняшний день существует несколько независимых программ «зеленой» сертификации. К примеру, GreenSeal® и GreenGuard® выступают наиболее авторитетными. Программа Министерства сельского хозяйства США BioPreferred® − наиболее актуальный вариант оценки ЛКМ. В отличие от других программ сертификации, основная функция BioPreferred® − стимулирование использования возобновляемых сельскохозяйственных материалов. В рамках работы по классификации биопродуктов был создан метод сертификационного теста. Он подразумевает сортировку материалов в соответствии с содержанием углерода из возобновляемых источников. ASTMD6866 − тестовый метод с использованием радиоуглеродного анализа для определения процентного содержания биоматериалов в твердых, жидких и газообразных образцах. Это специальный метод использует радиоуглеродное датирование для определения количества нового углерода, присутствующего в продукте в виде доли от общего количества органического углерода. Программа BioPreferred состоит из двух инициатив. Первая – это программа закупок. Она имеет дело с продуктами, которые закупают федеральные ведомства и их подрядчики. Поскольку эти категории обозначены, минимальное содержание биоматериалов четко указывается. В настоящее время существует 97 категорий продуктов, участвующих в программе BioPreferred. Большинство категорий, имеющих отношение к рынку покрытий, содержатся в разделе «Строительство». Особыми группами в этой категории остаются интерьерные краски, латексные покрытия, водные алкиды (20% минимальное содержание возобновляемого углерода (МСВУ)); алкиды на основе масла и растворителя (67% МСВУ); покрытия для дерева и бетона (39% МСВУ). Вторая инициатива – добровольная сертификация и маркировка. Они обеспечивают потребителя товарами, соответствующими требованиям BioPreferred. Для продуктов, не попадающих в программу, МСВУ должен составлять 25% (все продукты, входящие в состав покрытий, включая смолы и добавки).

Преимущества биотехнологии
Чем больше предприятия и потребители узнают о биопродуктах, тем сильнее растет их лояльность к ним. Водоосновные смолы биологического происхождения демонстрируют производительность, сравнимую с их небиологическими аналогами и традиционными покрытиями на основе растворителя. Кроме того, большинство полимеров биологического происхождения конкурентоспособно в плане стоимости с другими химикатами на основе твердой смолы. Поскольку биоматериалы не зависят от колеблющихся цен на нефтехимикаты, их стоимость, как правило, остается наиболее стабильной. Понимание преимуществ производительности биоматериалов требует знания химического состава биологических возобновляемых материалов. Покрытия из биосмол − это обычно алкид-полиэстеровые смолы, модифицированные жирными кислотами, либо уретаны, модифицированные маслом (OMU). Обе технологии − алкидная и уретановая − используются достаточно давно. Однако в связи с постоянным ужесточением норм содержания ЛОС и профилированием охраны окружающей среды, покрытия на основе растворителей сегодня составляют лишь незначительную часть рынка, в противоположность той, что они занимали около 30 лет назад. Возможность перейти от растворителя к водной основе, при этом не потерять в производительности, представляет основную трудность для разработчиков. Тем не менее, ряд компаний предлагает водоосновные аналоги биовозобновляемых смол, которые соответствуют требуемым характеристикам производительности. Основное преимущество биосмол − способность самостоятельно образовывать поперечные связи через процесс окисления после испарения растворителя. Жирные кислоты, обычно используемые в составах алкидов и OMU, имеют ненасыщенные участки, которые при контакте с воздухом формируют межцепочечные связи. Алкидные и уралкидные раствороосновные системы наращивают большую часть их молекулярной массы в процессе окисления. Из-за этого они имеют низкую начальную молекулярную массу. Они также демонстрируют хорошие характеристики текучести и выравнивания и хорошую межцепочечную диффузию.