Заиграем новыми красками
Рынок покрытий очень разнообразен. Простое перечисление специализированных технологий, областей применения и функциональных особенностей может занять не одну страницу. Но лидер традиционный — лакокрасочные материалы (ЛКМ). Своих позиций краски не сдают: их доля на международном рынке растет (с 35% рынка в 2012 году до 37% — в 2020-м).
«Рынок и клиенты хотят более эффективных решений в сфере лакокрасочных материалов. Повышение эффективности может быть достигнуто, среди прочего, посредством сокращения потребления энергии, времени обработки или выбросов в процессе нанесения покрытий», — говорит Наталья Таций, руководитель отдела ЛКМ компании «Ковестро Россия».
Михаил Квасников, профессор кафедры лакокрасочных материалов РХТУ им. Д.И. Менделеева, рассказал «Полезной химии» о нескольких последних тенденциях на рынке ЛКМ, которые уже в ближайшее десятилетие могут серьезно перекроить рынок, — новые материалы уже покинули стены лабораторий.
Супергидрофобные покрытия. «Супер» они потому, что гидрофобные покрытия уже на рынке, но материалов с углом смачивания (это параметр, характеризующий гидрофобность) от 130 до 150 градусов еще не было. Чтобы было понятно, что означают эти цифры, скажем, что у шарика ртути, катающегося по стеклу, угол смачивания максимален среди известных — 180 градусов. На супергидрофобных покрытиях вода не задерживается и слетает. Речь идет о применении этих красок в автопроме. Сейчас, по словам Михаила Квасникова, есть образцы красок, которые соответствуют званию «супергидрофобные» даже после трех помывок. Когда такие покрытия смогут выдерживать годовую эксплуатацию, не теряя свойств, будет иметь смысл применять их на конвейере для окраски серийных автомобилей. Через 10–15 лет, по мнению Михаила Квасникова, «супергидрофобные» авто будут скорее нормой, а не исключением. Стараниями профессора Института физической химии и электрохимии Людмилы Бойнович Россия — среди лидеров в теоретической поддержке таких технологий. Но об опытно-промышленных разработках речи не идет.
Пигменты, изменяющие свои свойства. Такой эффект дают или особые сочетания органических и неорганических пигментов, или вновь синтезируемые пигменты. Если их использовать, поверхность приобретает способность менять цвет в зависимости от угла зрения, толщины, освещения и окружающей температуры. Есть органические покрытия с использованием углеродных нанотрубок, такие токопроводящие покрытия могут менять цвет после изменения микронапряжений проводящих через них электроимпульсов. Хотя до практических разработок дело еще не дошло, но несложно представить, как организовать управление этими изменениями прямо из салона. Как шутит Михаил Квасников, автомобили, цвет которых утром оранжевый, а вечером красный, или автомобили, синие для наблюдателя слева и зеленые — справа, станут кошмаром для ГИБДД. Но вряд ли этот факт способен надолго сдержать широкое распространение таких пигментов.
Речь идет исключительно о декоративных свойствах материалов. Но Михаил Квасников напоминает, что стоимость лакокрасочного покрытия составляет 3–4% от общей стоимости автомобиля. И производители на ура примут материал, который даже на порядок дороже существующих, но вызывает дополнительный интерес покупателей. Достаточно вспомнить, как быстро захватили свою нишу краски с эффектом «металлик».
В создании таких пигментов лидируют итальянские специалисты. Изучение электропроводящих покрытий хорошо развито на Востоке, среди лидеров здесь японские и китайские лаборатории.
Самозаживляющиеся покрытия. Они, по словам Михаила Квасникова, смогут найти применение не только в автопроме. Такое свойство очень пригодится и для бытовой техники, гаджетов и мебели. Все современные ЛКМ — двухкомпонентные, один из которых отвердитель. Технологически оказалось несложно получить микрокапсулы — размером от 20 до 30 микрон (при общей толщине лакокрасочных покрытий до 300 микрон), в которых раздельно содержатся два основных компонента краски. При механическом воздействии — а это чаще всего царапина — оба компонента вытекают из капсулы, и после обычного процесса пленкообразования царапина затягивается. Михаил Квасников уточняет, что уровень проникновения у таких капсул — 200–300 нанометров, а значит, самолечением такая краска сможет заниматься после царапины от ногтя, но глубокую царапину от гвоздя затянуть не удастся. Но и исчезновение микроцарапин способно серьезно улучшить потребительские свойства покрытия. На пути широкого распространения таких покрытий стоит только одна, но серьезная проблема. При диспергировании (смешивании) в промышленных масштабах используются металлические фрезы. То есть такой материал получает существенную дозу механических воздействий еще на стадии производства. Если эта проблема будет разрешена, производство таких красок сразу станет широкомасштабным.
Давайте без чудес
На рынке индустриальных лакокрасочных материалов декоративные эффекты не способны перевернуть рынок. Здесь, по словам Ирины Гарустович, генерального директора компании «03-Инновация», к вытеснению конкурентов могут привести самые приземленные требования: сниженный расход материала, простота и скорость нанесения, снижение вредного воздействия на рабочих и окружающую среду. При этом, конечно, самое важное качество индустриальных красок — антикоррозийность — не должно страдать.
Поэтому тенденции на этом рынке таковы: больше внимания будет уделяться однослойным покрытиям, способным заменить многослойные при той же долговечности, системам покрытий, не требующим тщательной подготовки поверхности, а также покрытиям с пониженным содержанием летучих органических соединений, хлора и свинца.
Но и на этом рынке, как говорит Ирина Гарустович, привлекают внимание «умные» покрытия, способные самостоятельно очищаться, восстанавливаться и структурироваться, при этом приближаясь к таким показателям производительности и срока службы, каких не видели прежде. В относительно недалеком будущем, вероятно, «интеллектуальные» покрытия смогут генерировать фотоэлектрическую энергию — то есть к антикоррозийной функции добавится еще возможность экономить используемую на промышленном объекте энергию.