Bridgewater Headquarters

Мировое производство антипиренов. Безопасность превыше бизнеса

Международный рынок антипиренов имеет внушительные размеры и устойчивые темпы роста. Аналитики из маркетинговых агентств неустанно сообщают об его светлых горизонтах, соревнуясь друг с другом в оптимистичности прогнозов. Подъем строительства, высокий спрос на автомобили и повсеместный переход на экологичное сырье задают основной вектор развития отрасли.

Вопреки тяжелым последствиям экономического кризиса, захлестнувшего мировую химическую промышленность, рынок огнезащитных материалов продолжает увеличиваться. Его емкость, согласно мартовскому отчету бюро Buyer Report, будет ежегодно прирастать на 5,4 %, что позволит уже к 2016 году довести показатели выработки продукции до 2,6 миллиона метрических тонн.

Столь же внушительными выглядят данные по объемам потребления основного сырья для огнезащитных составов – антипиренов. Так, спрос на ингибиторы горения уже к 2014 году преодолеет планку в 2,2 миллиона тонн. Причем темпы роста, средние за год, будут колебаться на уровне 6,9−7,2 %, что позволит уже к 2017 году повысить суммарные объемы продаж до 7,1 миллиарда долларов США. По заявлениям представителей MarketsandMarkets, в 2011 году емкость рынка оценивалась в 4,8 миллиона долларов.

И если цифры по ряду показателей могут разниться в зависимости от отчета по состоянию отрасли, то в одном пункте сходятся все аналитики – Азиатско-Тихоокеанский регион останется ключевым игроком на рынке. Только в прошлом году на его долю пришлось порядка 47,7 % спроса на антипирены. И это далеко не предел для компаний из Тайваня и Южной Кореи, проявляющих повышенный интерес к высококачественным огнезащитным добавкам для защиты электроники и бытовой техники.

Основными же производителями и потребителями антипиренов пока остаются китайские фирмы. Так, согласно данным, собранным исследовательским бюро Reportlinker, в 2011 году в КНР было выпущено порядка 600 тысяч тонн огнезащитных добавок, из них только 200 тысяч тонн покинуло пределы страны.

«Международная политика и законодательное регулирование в сфере антипиренов имеют важное значение для развития местной промышленности, поэтому в ближайшее время китайские компании начнут переходить на более экологичные технологии», − отмечает Джеймс Раш, руководитель исследовательских проектов в Reportlinker.

Чуть медленнее рынок сырья для огнезащитных материалов расширяется в Индии, где ужесточившиеся требования в области пожарной безопасности для коммерческого и жилищного строительства, как ожидается, должны повысить интерес к ингибиторам горения нового поколения.

Спрос на антипирены бывших когда-то в авангарде странах Западной Европы увеличивается несколько сдержаннее, что уже можно считать своего рода прогрессом для региона, погрязшего в экономической рецессии. В США, напротив, ситуация выглядит несколько радужнее. Вплоть до 2016 года емкость местного рынка будет повышаться на 4,6 % в год, что позволит поднять планку продаж до 938 миллионов фунтов уже через три года.

«Безусловно, после периода пониженного спроса на огнезащитные составы в 2007–2009 годах, который затронул в первую очередь строительную индустрию – основного потребителя подобной продукции, данный сегмент рынка ожидает подъем», − подчеркивает Роберт Патриксон, представитель Ceresana Research.

В целом, по прогнозам аналитиков, «потепление» в мировой экономике, а также восстановление химической промышленности наряду с ростом автомобильного производства дадут мощнейший импульс для развития отрасли огнезащитных добавок. На сегодняшний день доля автомобилестроения в объеме потребления антипиренов увеличивается в геометрической прогрессии благодаря использованию пластиковых деталей при устройстве кузова и салона транспортных средств. Порядка четверти спроса на антипирены числится за строительной индустрией, которая продолжает восстанавливаться после кризисных лет, в частности в США, Японии и некоторых странах Евросоюза.

Отдельная роль в этом процессе отведена регулирующим органам, постоянно усложняющим требования в сферах пожарной и экологической безопасности. На основе их все антипирены можно подразделить на несколько типов: бромированные игибиторы горения; фосфорсодержащие добавки; антипирены на основе трехокиси сурьмы, антимонатов и синергических смесей; водные дисперсии антипиренов; хлорированные полиэтилены.

adhesivos-industriales.comСовременные антипирены не содержат галогенов, обладают пониженной токсичностью и дымообразующей способностью, действуют эффективно и при этом отличаются невысокой стоимостью. По мнению ряда производителей, наилучшим ингибитором горения может считаться диаммоний фосфат, который при нагревании выделяет окислы фосфора, покрывающие поверхность защитной пленкой. Обычно он применяется в смеси с сульфатом аммония. Высокую огнезащитную эффективность обеспечивают компоненты на основе фосфорнокислого натрия с сульфатом аммония.

Среди новейших технологий на рынке огнезащитных материалов наибольшей популярностью пользуется тригидрат оксида алюминия, на долю которого уже приходится около 46 % продаж от суммарного объема. Галогенированные огнезащитные добавки в связи с высокой токсичностью за последние пару лет сдали некогда лидерские позиции. Даже в Китае, где вопросам промышленной безопасности и защите окружающей среды пока не уделяется должного внимания, производители постепенно переходят на выпуск более экологичного сырья, в том числе и на фосфорсодержащие антипирены

Безопасность в приоритете

Под пристальным вниманием экологов, как правило, оказываются хорошо известные антипирены. Причем масштаб проблемы иногда связывается с возможностью угрозы мировой безопасности. Именно этим объясняется недавно принятое ООН решение о полном запрете производства и использования гексабромциклододекана в качестве огнезащитной добавки. Последние исследования подтвердили, что введение данных компонентов в состав пенополистирольной изоляции зданий может пагубно сказаться на здоровье человека. В частности, ГБЦД приводит к нарушению функций щитовидной железы.

Несколько крупных корпораций, которые специализируются на выпуске бромированных антипиренов, уже поддержали постановление ООН, принятое на последнем заседании в Женеве. Так, Albemarle, ICL Industrial Products, Chemtura и Tosoh планируют в ближайшее время заняться поиском альтернативы гексабромциклододекану. По сути, несколько лет в запасе у них еще есть, так как в законную силу запрет вступит только в 2019 году. До этого времени все производители будут обязаны снабжать свои теплоизоляционные материалы соответствующей маркировкой, а также способствовать надлежащей утилизации всех изделий с ГБЦД, вышедших из употребления.

Кроме того, стало известно, что в список химических веществ, подлежащих обязательной ликвидации, Организацией Объединенных Наций включено порядка 22 наименований, в их числе – полихлорированные бифенилы и ряд пестицидов.

Схожие «запретительные» практики широко распространены в Соединенных Штатах, где вопросы безопасности населения рассматриваются на государственном уровне. Несколько лет назад Агентство по защите окружающей среды (EPA) приступило к работе над созданием собственного реестра «опасных химикатов». Примерно полгода назад он был подан на рассмотрение в администрацию президента США Барака Обамы. По сообщениям, в него вошли полибромированные дифенилы (ПБДЭ), применяемые в качестве ингибиторов горения, а также некоторые группы фталатов и бисфенолов. Как отмечают представители здравоохранения, данные вещества вызывают проблемы с репродуктивной функцией и являются причиной неврологических нарушений. По этой причине некоторые ПБДЭ уже были сняты с производства, что вынудило, в частности, ExxonMobil, Dow Chemical и BASF приступить к разработке экологичных альтернатив.

Власти штата Вермонт весной этого года поддержали запрет на использование хлорсодержащих огнезащитных веществ. В 70-х годах прошлого века было доказано, что наличие данных компонентов в одежде может вызывать злокачественные опухоли у детей. По прошествии более чем сорока лет было решено полностью ограничить их применение. «Химическая промышленность, скорее всего, начнет опровергать это постановление, прибегая к различным популистским методам, но требование Сената и одобрение со стороны общественных комитетов, позволят нам настоять на своем», − заявляет Лоурен Херл, один из представителей правозащитной организации VPIRG.

Хлорсодержащие антипирены широко распространены в потребительских товарах. Согласно последним экспертизам, их повышенная концентрация может стать причиной развития заболеваний нервной и репродуктивной системы. Более того, подвергается сомнениям степень их защиты: многие специалисты утверждают, что данные добавки способствуют распространению токсинов в процессе горения, что угрожает безопасности пожарных служб.

Относительно недавно ученые из Общественной академии педиатрии США установили, что полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ), которые применялись на протяжении десятилетий в качестве антипиренов для мебели, ковровых покрытий и электроники, могут негативно сказаться на психическом здоровье детей. «В ходе проведенных нами исследований было установлено, что ПБДЭ способны нарушать функции щитовидной железы, более того, становиться причиной гиперактивности детей и мешать полноценному усвоению информации», − объясняет Аймин Чен, доцент кафедры Гигиены окружающей среды.

Уже неоднократно сообщалось об опасности использования ПБДЭ в качестве огнезащитных добавок, так как они надолго задерживаются в организме человека. Официально их распространение в Соединенных Штатах было запрещено еще в 2004 году, тогда это связывалось с проблемами со здоровьем у пятилетних детей. Тем не менее полибромдифениловые эфиры до сих пор входят в состав многих потребительских товаров, выпускаемых в стране.

Примечателен тот факт, что в США активную борьбу с токсичными антипиренами ведут не только представители госслужб, но и союзы потребителей, комитеты по охране окружающей среды. EPA весной этого года расширило список подлежащих обязательной проверке огнезащитных веществ с 4 до 20. В их числе оказались негорючие химические соединения, используемые в различных продуктах, начиная от мягкой мебели, заканчивая полиуретановой пеной и системами изоляции из пенополистирола. По официальной информации, весной EPA проведет оценку токсичности 12 из 20 соединений, разделив их на три группы, пока же определены несколько подклассов: бромированные фталаты, хлорированные эфиры и циклические алифатические бромиды. Остальные будут названы в процессе изыскательной работы.

Bridgewater Headquarters / Personen v.l.n.r. TJ Huang / John Harrington

В прогрессивности мышления и оперативности действий стараются не отставать и европейские коллеги. Благодаря их инициативе на свет появилась «Программа по добровольному контролю за токсичными веществами» (VECAP), успешно действующая уже несколько лет. По своей сути она представляет передовую систему ведения бизнеса и устройства промышленных объектов, которая основана на стандарте ISO 14001. Она позволяет компаниям получать равноценный доступ к информации о новейших разработках и экологических практиках.

В 2012 году, согласно предоставленному VECAP отчету, в странах ЕС наблюдалось общее снижение выбросов в процессе производства и использования огнезащитных материалов, что является грандиозным достижением для организаторов проекта. В первую очередь, уменьшилось количество выбросов тетрабромбисфенола-а в силу внедрения новейших технологий в производство. Кроме того, повсеместное распространение программы привело к более глубокому пониманию потребительских предпочтений, в результате чего снизилось содержание декабромдифениловых эфиров в почве и грунтовых водах, а также гексабромциклододеканов (на 50 %), входящих в состав специализированной упаковки.

Количество предприятий, прошедших сертификацию VECAP, выросло до 11. Причем теперь в этом списке значатся не только европейские промышленные площадки, но и заводы из США, Китая, также занимающиеся выпуском антипиренов.

Время продолжать поиски

В ответ на законодательные инициативы и программы по «выведению» с рынка огнезащитных добавок создаются научно-исследовательские проекты, призванные найти им достойную альтернативу.

Именно так произошло с директивой, ограничивающей содержание токсичных химических компонентов (RoHS), и правилами по утилизации электрического оборудования (WEEE), обязывающими использовать негалогенированные антипирены для защиты устройств, питаемых через сеть. В связи с этим в ЕС был запущен проект NANOFRABS, в рамках которого планируется создать новый тип антипиренов для соединений на основе акрилонитрил-бутадиен-стирола, обладающих хорошей стойкостью к воздействию огня и способных предохранять электроприборы.

Как отмечают участники инициативы, более эффективные ингибиторы горения будут получены при помощи включения нанонаполнителей, повышающих как огнестойкость материалов, так и их механическую устойчивость. По словам разработчиков, в случае пожара данные вещества будут способствовать образованию термически и механически усиленного вспучивающегося слоя на поверхности конструкций. Для достижения нужных результатов нанонаполнители будут совмещены с антипиренами на основе фосфора путем диспергирования тонких пластинок и антипиренов в расплавленном полимере.

Для работы над одним из самых масштабных проектов в области огнезащиты объединились ученые из Австрии, Франции, Германии, Нидерландов, Словении и Великобритании. Их целью стало создание нового класса наноструктурированных огнезащитных композитных покрытий на биологической основе, внедрение которых будет возможным в медицину, промышленное производство и электронику.

Pattex_Alleskleber_Multi_236030_print_1772H_1772WПолученные в результате длительных опытов материалы состоят из мельчайших слоев полисахаридов (углеводов с определенным числом молекул сахара, соединенных вместе), покрытых наночастицами веществ на минеральной или биологической основе. При нанесении на подложку состав выполняет ряд важнейших функций: повышает ее огнестойкость, электропроводность, создает барьер для микроорганизмов.

Программа была также нацелена на изучение так называемых поверхностных соединений, при которых рецептура строго ограничивается поверхностью полимерной матрицы материала. В ее рамках удалось выявить способы воссоздания наноструктурированных композитов с применением возобновляемых ресурсов.

Использование биосырья − направление, активно продвигаемое Зеленой химией, не обошло вниманием сферу огнезащитных материалов. Так, исследователи из Италии представили новый тип огнезащитного состава на основе дезоксирибонуклеиновой кислоты, выделенной из молок сельди. Оказалось, что полученный материал сравним по эффективности с антипиренами, востребованными в настоящем. Ученые обнаружили, что фосфатные группы обеспечивают образование фосфорной кислоты, дезоксирибозные фрагменты являются источником углерода, а азотистые основания при нагревании высвобождают азот.

Руководитель научной группы Туринского политехнического института Джулио Малучелли отметил, что огнезащитная добавка может реагировать на воздействие открытого пламени тремя способами. Во-первых, источники углерода играют роль термоизоляторов, обугливаясь и ограничивая образование летучих соединений. Во-вторых, кислотосодержащий материал способствует дегидратации целлюлозы и образованию углерода, который добавляется к продуктам обугливания. Наконец, при разложении антипирена выделяется негорючий газ или газы (пары воды, азот или диоксид углерода), экранирующие горючий материал от кислорода.

Для проверки своего предположения исследователи подвергли обработанные образцы хлопка воздействию огня от метановой горелки. После двух трехсекундных горизонтальных приложений пламени никаких изменений замечено не было. Возгорание не наблюдалось также при облучении образца потоком тепловой энергии. Тем не менее перед внедрением антипиренов на основе ДНК сельди необходимы дополнительные испытания, так как при визуальной фиксации понижения возгораемости хлопка провести количественную оценку огнезащитных свойств биополимера крайне сложно. Несмотря на то что материал является экологически безопасным, изготовление ингибиторов горения из нуклеиновых кислот может оказаться дорогостоящим предприятием.

На сегодняшний день производство антипиренов представляет собой крупный сектор химической промышленности, о чем свидетельствуют не только суммарные показатели роста международного рынка, но и значимость огнезащитных добавок для противопожарной защиты. По достоинству их эффективность уже оценили строительная индустрия, автомобильная промышленность и электроника, неожиданно оказавшиеся основными борцами за экологию. Очередь – за остальными.

Ольга Хорева

Смотрите также

_dsc1558

«Газпром» потратит более 128 млн рублей на пожаробезопасность на Сахалине

«Газпром добыча шельф Южно-Сахалинск» объявил аукцион на обеспечение промышленной безопасности месторождений. Документация 18 августа опубликована …

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ваше имя

Ваш e-mail

Контактный телефон