Химические добавки АО «Пигмент» для строительной индустрии
Андрей Перехрест, кандидат химических наук, руководитель Научно-технического центра добавок в строительные материалы, АО «Пигмент».
Аннотация
Стратегическим вектором развития АО «Пигмент» является расширение ассортимента и увеличение объема производства химических добавок в строительные материалы. Предприятие выпускает полимерные основы добавок в строительные материалы: полиметиленнафталинсульфонаты, поликарбоксилаты, меламино-формальдегидные суперпластификаторы, ацетоно-формальдегидные суперпластификаторы, а также комплексные добавки на их основе. За последние годы на АО «Пигмент» достигнут значительный прогресс в области синтеза полимерных основ добавок и производства комплексных рецептур.
Введение
АО «Пигмент» является многопрофильным химическим предприятием, обладающим 72-летним опытом выпуска химической продукции, в т. ч. тонкого органического синтеза. Предприятие признано одним из десяти наиболее динамично развивающихся химических предприятий РФ. В настоящее время предприятие выпускает широкий ассортимент продукции: пигменты, химические добавки в строительные материалы, стирол-акриловые дисперсии, лакокрасочные материалы, сульфаминовую кислоту, красители, оптические отбеливатели, присадки к бензинам, синтетические смолы, химическое сырье. В ассортиментном портфеле предприятия более 350 видов продукции.
Основная часть
Направление «Химические добавок в строительные материалы» является стратегическим для предприятия. В настоящее время данное направление представлено следующей продукцией:
- полимерные основы добавок в строительные материалы;
- готовые выпускные формы добавок для производства товарного бетона, ЖБИ, строительных растворов на основе полимеров собственного производства;
- химические добавки для производства изделий из гипса (в т. ч. гипсокартона);
- комплексные противоморозные добавки для товарного бетона, строительных растворов;
- интенсификаторы помола цемента.
Следует особо отметить, что в последние годы научными и производственными кадрами предприятия проведен большой объем работ по расширению ассортимента полимерных основ добавок в строительные материалы, внедрению в производство синтеза инновационных полимеров. Предприятие имеет возможности для производства добавок в строительные материалы в жидком и сухом виде.
Предприятие производит следующие полимерные основы добавок в строительные материалы:
- полиметиленнафталинсульфонаты (ПНС);
- поликарбоксилаты (ПК);
- меламин-формальдегидные иономеры (МФС);
- алифатические суперпластификаторы (АФ).
Предприятие традиционно производит ПНС для разных областей применения: диспергаторы красителей, производство бетонов и т. д. С 2015 года на предприятии проведен большой объем работ по модернизации производства ПНС, увеличению мощности производства (более чем в два раза), внедрению в производство новых марок. В качестве суперпластифицирующих добавок в бетоны на территории РФ и за ее пределами отлично зарекомендовали себя: «Кратасол Экстра», «Кратасол Экстра мА» (лауреат конкурса 100 лучших товаров России 2019 года), «Кратасол Экстра мБ», «Кратасол Премиум». Следует отметить, что предприятие для разработки новых технологий использует уникальную автоматизированную лабораторную установку синтеза ПНС (рис. 2).
На предприятии разработаны и внедрены оригинальные технологии стадий синтеза ПНС: сульфирования и поликонденсации. С 2017 года на предприятии налажено серийное производство кальциевой соли ПНС для производства гипсокартона «Кратасол Гипс Са» (с содержанием остаточного формалина менее 10 ppm). Благодаря совершенствованию технологии сульфирования, подбора оптимального молекулярно-массового распределения, внедрения инновационной технологии контроля синтеза на предприятии в 2020 году разработан и внедрен в промышленное производство «Кратасол Премиум». Данный продукт обладает высоким пластифицирующим эффектом, положительно влияет на набор прочности бетона. «Кратасол Премиум» обеспечивает повышение осадки конуса бетонной смеси от 4 до 22–24 см (при дозировке 0,4–0,5% по сухому веществу от массы цемента), при этом обеспечивается прирост ранней и марочной прочности на 8–10% в сравнении с бездобавочным составом.
АО «Пигмент» производит поликарбоксилатные основы добавок в бетоны с 2017 года. Значительные инвестиции были осуществлены в данное направление в период 2018–2021 гг., что позволило расширить ассортимент продукции, увеличить мощность производства более чем на 250%. В настоящее время предприятие производит водоредуцирующие поликарбоксилаты («Кратасол Flowcast», «Кратасол Flowcast NP»), поликарбоксилаты, регулирующие сохранность подвижности бетонной смеси («Кратасол Flowret» марки А, Б, В; «Кратасол Flowret Next»). Инсталляция высокоавтоматизированных современных схем синтеза, которые спроектированы с учетом собственного опыта, а также консультаций иностранных партнеров, позволяет гарантировать стабильность качества выпускаемой продукции. Следует отметить, что на предприятии создан парк емкостей хранения и усреднения выпускаемых поликарбоксилатов. Имеющийся ассортимент добавок позволяет конструировать добавки в зависимости от требуемых свойств бетонной смеси, бетона, особенностей используемых материалов. Так, сочетание поликарбоксилатов различной архитектуры, модификаторов, пеногасителей позволило получить комплексную водоредуцирующую добавку, обеспечивающую сохранность подвижности бетонной смеси на уровне 4 часов (рис. 1)
Рис. 1. Кинетика изменения подвижности бетонной смеси контрольного состава и бетонной смеси на основе «Кратасол ПК» марка Б (добавка на основе поликарбоксилатов «ТМ Кратасол»). При получении бетонной смеси использованы следующие материалы: цемент ПЦ 500 ДОН («Азия Цемент») — 350 кг/м3, гранитный щебень фракции 5–20 мм — 1050 кг/м3, песок (модуль крупности — 2,2) — 850 кг/м3. Температура бетонной смеси во время испытаний 24–26 оС
При этом значительный водоредуцирующий эффект гарантирует высокие прочностные показатели бетона в различные сроки твердения (рис. 2).
Рис. 2. Прочностные показатели бетона в различные сроки твердения на основе бездобавочного состава и состава на основе «Кратасол ПК» марка Б
Следует отметить, что накопленный опыт синтеза полимерных основ добавок в бетоны, создания рецептур готовых выпускных форм позволяет оперативно решать задачи производителей бетона. На рис. 3 представлен пример решения задачи обеспечения сохранности подвижности бетонной смеси при использовании мелкого песка (модуль крупности — 1,1).
Рис. 3. Кинетика изменения осадки конуса бетонной смеси на основе поликарбоксилатной добавки (распространенной на рынке РФ) и «Кратасол ПК» марка Б. Бетонная смесь получена на основе цемента ЦЕМ I 42,5 Н («Азия Цемент»), мелкого песка (модуль крупности — 1,1), гранитного щебня (фракция — 5–20 мм). Температура бетонной смеси во время проведения испытаний — 26–28 оС
АО «Пигмент» с 2015 года выпускает меламино-формальдегидный суперпластификатор «Кратасол МФС». Данный суперпластификатор является активным структурообразователем бетона, что обеспечивает высокие значения ранней и марочной прочности бетона, отсутствие воздухововлечения в бетонную смесь, высокое качество поверхности бетона на основе «Кратасол МФС» (рис. 4).
Рис. 4. Кинетика набора прочности бетона на основе «Кратасол МФС» (синий цвет) и аналога (красный цвет)
АО «Пигмент» наряду с возможностями по синтезу полимерных основ добавок в строительные материалы имеет большой опыт разработки и внедрения готовых выпускных форм на основе полимеров собственного синтеза. Так, при использовании системы «Кратасол ПФМ» и «Аэромикс» проведено строительство аэродрома в Сабуровке Саратовской области, при строительстве Амурского газоперерабатывающего завода использованы добавки «Кратасол ПФМ», «Кратасол УТ», «Кратасол Крио П», при строительстве стадиона «Ростов Арена» использована добавка «Кратасол Экстра» (фундаментные железобетонные плиты, балки для перекрытия трибун, железобетонная чаша стадиона), при строительстве жилых районов «Крутые Ключи» и «Кошелев Парк» в городе Самаре использованы добавки «Кратасол ПФМ», «Кратамикс», «Кратамикс Крио».
Особое внимание предприятие уделяет развитию направления по интенсификации помола цемента. С 2016 года предприятие выпускает интенсификаторы помола «ТМ Кратацем». Интенсификаторы помола «Кратацем» — комплексные продукты на основе поверхностно-активных веществ, иономерных полимеров собственного синтеза, модификаторов. Применение интенсификаторов помола «Кратацем» позволяет повысить производительность цементных мельниц на 10–30%, повысить текучесть цемента (соответственно увеличить скорость погрузки, выгрузки цемента, производительность линий упаковки цемента), повысить раннюю и марочную прочность цемента, снизить энергетические затраты на помол цемента на 10–20%. Технические специалисты АО «Пигмент» имеют опыт совместного со специалистами цементных заводов подбора оптимальной рецептуры интенсификатора помола цемента.
Заключение
Таким образом, за последние пять лет АО «Пигмент» достигло значительного прогресса в разработке, внедрении в производство полимерных основ добавок в строительные материалы, разработке и внедрении готовых выпускных форм добавок в бетоны, строительные растворы. Следует особо отметить успешную реализацию проекта по крупномасштабному производству поликарбоксилатов. При этом предприятие продолжает активно развивать направление «Производство добавок в строительные материалы». Так, с 2022 года планируется внедрение в производство химических добавок для сухих строительных смесей - сухих форм поликарбоксилатов (два базовых продукта), редиспергируемых полимерных порошков (три базовых продукта). Собственный научно-технический центр имеет обширный опыт решения сложных задач производителей строительных материалов. Также активно продолжаются работы по разработке поликарбоксилатных добавок. В 2022 году планируется внедрение в производство двух новых полимеров.
Принцип домино. Представители оконной индустрии надеются, что господдержка строительства жилья поможет сохранить их бизнес
Значительная часть производственных строительных компаний, несмотря на пандемию коронавируса в стране, в последние месяцы не прекращали свою деятельность. В том числе продолжали свою работу с соблюдением строгих санитарных норм и большинство производителей оконного профиля ПВХ. Тем не менее, игроков рынка тревожит ухудшение экономической ситуации в стране. Они ожидают, что растущий кризис заденет строительную отрасль, а значит - и их производственный сегмент.
Косвенная поддержка
Генеральный директор российского подразделения международного концерна Deceuninck (ООО «Декёнинк Рус») Фолькер Гут отмечает, что объявление режима самоизоляции вызвало сначала небывалый всплеск продаж у партнеров и, соответственно, в самой компании. В конце марта проходили отгрузки даже в выходные дни. Однако было понятно, что этот небывалый спрос обусловлен ожиданием заказчиками роста цен и их стремлением закрыть уже имеющуюся потребность до объявления жестких ограничений. Уже сейчас в целом по отрасли продажи окон в розничном сегменте падают. В строительстве данный тренд будет наблюдаться несколько позже.
«В ближайшей перспективе падение продаж в большинстве отраслей неизбежно, и наша, увы, не станет исключением. Со снижением доходов людям будет не до улучшения жилищных условий и, соответственно, не до окон, поскольку они не являются предметом первой необходимости. Нас ожидает, мягко говоря, крайне тяжелый год, и это понимают все участники рынка. Развитие ситуации зависит от длительности ограничительных мер, именно они в конечном итоге влияют на доходы населения, а значит - на покупательную способность. К сожалению, никто не может заглянуть в будущее, но уже ясно, что сильное падение неизбежно и в строительной, и в оконной отрасли, и оно вполне может превысить 25 %.Тем не менее, программы государственной поддержки и субсидирование ипотеки под 6,5 % смогут немного поддержать рынок недвижимости, и это дает надежду на то, что на строительном рынке падение будет не слишком драматичным»,- считает он.
Схожие выводы делают и другие игроки рынка. Руководитель группы компаний ИВАПЕР Светлана Иванова полагает, что государственная поддержка была бы в первую очередь полезна как для строительной отрасли в целом, так и для наших граждан в частности. «Возможности по расширению круга клиентов есть всегда, когда на рынке есть живой и платежеспособный спрос. Сейчас мы, очевидно, наблюдаем ослабление платежеспособности. Поскольку наша продукция находится в цепочке снабжения крупнейших строительных организаций, компания ИВАПЕР продолжает работу, и это уже само по себе очень позитивно. Мы не попали в список пострадавших предприятий и приветствуем любые действенные меры поддержки бизнеса, предложенные Правительством РФ в связи с пандемией. В частности, озвученные целевые показатели ипотеки под 6,5% и снижение единого социального налога без сомнения окажут позитивное воздействие на строительную отрасль и, косвенно, на наше развитие»,- уверена она.
«Если мы рассмотрим рынок массового жилищного строительства, - добавляет Светлана Иванова, - то в 2020–2022 гг. продолжается, вне зависимости от эпидемических каникул, реализация государственной программы «Обеспечение доступным и комфортным жильем и коммунальными услугами граждан Российской Федерации». В структуре строящегося жилья по России преобладают классы «эконом» и «комфорт», а значит должна быть потребность в качественных и простых окнах и дверях. Основной двигатель роста для нас и для строительной отрасли - деловая активность граждан, направленная на улучшение своих жилищных условий».
Руководитель направления Коммуникаций VEKA Rus Сергей Ельников считает, что сейчас государству важно решить задачу, направленную на повышение реальных доходов населения, которые сокращаются вот уже шесть лет подряд, и поднять которые разовыми мерами невозможно. «Если государство будет стимулировать развитие конкурентно-рыночной среды, поощрять малый и средний бизнес, создавать привлекательные условия для инвесторов – всё это в комплексе может со временем привести к созданию эффективных рабочих мест и росту доходов. Именно в этом ключ к росту рынков. Вместе с тем не могу не отметить разумность такой меры, как субсидирование ипотечного кредита, обязательства по выкупу части построенного жилья государством и его структурами, что может стать хорошим стимулом для строительной отрасли», - подчеркивает эксперт.
Держаться по курсу
Стоит отметить, что пандемия коронавируса, снижение мировых цен на нефть, ряд политических решений привели к повышению курса мировых валют и ослаблению рубля. В связи с этим многие строительные материалы, оборудование для ремонта иностранного, да и российского производства за последний месяц подорожали. Стоимость ПВХ- профилей имеет свои особенности.
В целом, поясняет заместитель генерального директора по маркетингу компании «ЭксПроф» Михаил Жолобов, цены на оконные ПВХ-профили зависят прежде всего от изменения рублевых цен на основное сырье – суспензионную ПВХ-смолу. А эти колебания в течение года бывают весьма значительными. Дело в том, что все мировое производство ПВХ концентрируется на очень крупных национальных и транснациональных предприятиях, оперирующих на глобальном рынке. В России всего четыре производителя ПВХ-смолы, а в мире в целом их не более двух-трех десятков. Для них нет особой разницы, на каком рынке – внешнем или внутреннем – продавать свою продукцию. Соответственно и цены они ежемесячно пересматривают, ориентируясь на текущую мировую конъюнктуру в долларах, которая также постоянно меняется. Колебания курса рубля оказывают дополнительное влияние на внутренние цены, но оно вторично.
«Проблема, скорее, в другом. Высококонкурентный рынок оказывает сильнейшее ценовое давление на производителей профиля и конструкций из него, побуждая недобросовестные компании экономить на качестве. В последние годы ситуация начала понемногу меняться, так как сами заказчики стали наконец понимать, чем различаются одинаковые с виду окна. Но рынок окон давно прошел стадию насыщения. Большинство эксплуатирующихся зданий уже получили современное остекление, и единственным значимым источником спроса остались только новостройки. Продолжится строительство – значит сохранится и спрос на продукцию», - резюмирует Михаил Жолобов.
По мнению Фолькера Гута, перенасыщение рынка действительно имеет место, но в 2021 году мы постепенно подойдем к осознанию, что ПВХ-окна первого поколения уже не выполняют своих функций и, соответственно, очень скоро потребуют замены. Это станет причиной того, что в ближайшие годы рынок начнет стабилизироваться, но и количество игроков на нем неизбежно уменьшится. Возможность для развития и роста отдельных компаний останется.
Игроки рынка считают, что в ближайшее время будет наблюдаться тренд на сочетание различных оконных профилей, улучшение их характеристик в плане энергоэффективности и т.д. «Сейчас важно дать импульс и пищу для размышлений о том, как развивается наш рынок и какие возможности вытекают из него», - полагает управляющий директор Aluplast Патрик Зейтц. В частности, добавил он, проанализировав потребности клиентов, в дополнение к теплому остеклению компанией уже предложено новое решение в эстетике ПВХ-окон с индивидуальным дизайнерским видом под алюминий или дерево.
«Зеленое» - в тренде. Экологичность строительной химии растет
Одним из базовых трендов в производстве строительной химии стало повышение экологичности и безопасности продукции.
Значительная часть материалов сегмента строительной химии относится к категории повышенной опасности для здоровья человека и окружающей среды. Этот фактор в большинстве случаев действует при невыполнении правил использования продукции.
По словам экспертов, наиболее вредными потенциально продуктами строительной химии являются материалы, содержащие органические растворители, в первую очередь ароматические, например, толуол, или хлорорганические. Работа с ними без соблюдения техники безопасности и использования специальных защитных средств может неблагоприятно сказаться на здоровье людей. В частности, вдыхание паров органических растворителей может приводить к острым респираторным заболеваниям, нарушению работы печени и почек.
При работе с полиуретановыми системами следует опасаться диизоцианатов, являющихся канцерогенными и тератогенными веществами. Очень важно избегать их контакта с органами дыхания и незащищенными участками кожи. Нужно понимать, добавляют специалисты, что строительная химия, как, впрочем, и бытовая, имеет свои особенности применения и связанные с этим ограничения. Если не соблюдать мер предосторожности, то пользоваться и средством для мытья посуды будет опасно.
Как отмечает руководитель направления R&D «Добавки в бетон» корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Андрей Малинин, по сравнению со многими другими продуктами строительной химии добавки в бетон все же стоят особняком. «Во-первых, они представляют собой, как правило, водные растворы. Использование в качестве растворителя обычной воды уже делает их практически безопасными. Добавки в бетон не содержат сильных кислот или щелочей, способных вызывать раздражение кожных покровов и слизистой или приводить к химическим ожогам. И наконец, многие компоненты, использующиеся в добавках, сами по себе являются веществами природного происхождения, так как это продукты переработки древесины. Некоторые из них настолько экологичны, что используются в борьбе с эрозией почв. Водный раствор полимера распыляется над проблемной зоной, стабилизирует почву, позволяя вырасти траве, а затем полностью безопасно биодеградирует под воздействием природных микроорганизмов», – рассказал он.
Стоит отметить, что в последние годы большинство производителей строительной химии старается минимизировать негативное воздействие своей продукции на человека и окружающую среду. Для достижения этих целей компании внедряют новые технологии в производство, начинают выпускать улучшенные по своим характеристикам материалы. «Дочки» иностранных концернов, крупные отечественные отраслевые компании работают по корпоративным стандартам повышенной экологичности своей продукции. В частности, такие холдинги, как Henkel, Kiilto, Sika, Basf, уже заменили в своих продуктах определенные вредные компоненты более безопасными.
В настоящее время и на уровне государства предъявляются более жесткие требования к качеству строительных материалов и их экологичности. Также становятся более популярными добровольная «зеленая» сертификация и декларирование продукции. Партнер и руководитель отдела экологической сертификации EcoStandard group Ксения Лукьященко отмечает, что важно учитывать влияние строительных материалов на окружающую среду на всем протяжении жизненного цикла (от добычи сырья, производства и выпуска продукции с завода, эксплуатации – до ее утилизации). «Сведения об этом могут содержаться в экологических декларациях продукции (EPD). Раскрытие информации таким способом говорит о производителе как об ответственном поставщике, который отвечает за качество своей продукции, а также за негативное воздействие, оказываемое ею на окружающую среду и человека. Распространение таких деклараций на рынке будет способствовать развитию и улучшению имиджа компаний, которые уделяют внимание этой важной проблеме», – уверена эксперт.
Кстати
По данным Росстата, по итогам 2019 года производство лакокрасочных материалов на основе полимеров выросло на 15,6% в сравнении с 2018 годом. Общий объем выпущенной продукции составил 1,1 млн т.