книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980). Т. 2 Развитие отдельных отраслей химической промышленности

В производстве эмалей высокопроизводительные бисерные машины непрерывного действия сочетают с быстроходными смесителями (диссоль­ верами). Применяют тонкую очистку эмалей фильтрацией вместо изго­ товления их па шаровых мельницах и краскотерочных машинах с очист­ кой на одиовалковых машинах или центрифугах.

Доля продукции со Знаком качества, выпускаемой в системе ВО

«Союзкраска»,

возросла

в

1980 г. по

сравнению

с 1975 г. более чем

в

2 раза.

производства

лакокрасочных

материалов

в

1980

г. составил

Объем

2,9

млн.

т

против

1,6

млн. т

в

1965

г.

и

2,4

млн. т

в

1970

г. [3].

ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Успеху в развитии отечественной лакокрасочной промышленности спо­ собствовала своевременная организация центра для ведеппя научно-ис­ следовательских и проектных работ.

ВМоскве на базе лаборатории Краснопресненского лакокрасочного завода в 1927 г. была организована Центральная лаборатория москов­ ского треста «Лакокраска», которая в 1929 г. переименована в Научноисследовательский институт лаков и красок (НИЛК). В 1943 г. в Моск­ ве па базе НИЛКа и Ленинградского отделения проектного института Гппроаиплкраска был организован Государственный паучно-исследова- тельскин институт (ГИПИ-4), ныне Государственный научно-исследова­ тельский и проектный институт лакокрасочной промышленности (ГИПК ЛКП) [4].

Вгоды войны НИЛК был эвакуирован в Челябинск. Его сотрудники

занимались заменой пищевых растительных масел непищевыми, разработ­ кой рецептур материалов для защитных покрытий самолетов и танков. Проектировщики ИИЛКа составляли проектную документацию для стро­ ительства Челябинского лакокрасочного завода, а также для фармацев­ тического завода в Челябинске, где осваивались новые производства фар­ мацевтических препаратов, краппе необходимых для госпиталей.

Внастоящее время ГИПИ ЛКП —крупный научный центр, головной научно-исследовательский институт отрасли.

ВЛенинграде организованная в септябре 1930 г. контора по проекти­

рованию лакокрасочных заводов последовательно именовалась «Лакокрасстрой», «Лакокрасироект», Ленинградское отделение Гнпроапнлкраска и с 1 июля 1974 г.—Ленинградский филиал ГИПИ-4. Научно-исследова­ тельская часть в Ленинграде существует с 1954 г. В 1963 г. филиал ре­ организуется в Государственный институт минеральных пигментов (ГИМП) с филиалом в Челябинске, с 1970 г. вновь становится филиалом ГИПИ ЛКП, а с 1976 г. входит в состав Ленинградского НПО «Пигмент».

В 1959 г. в Челябинске создан филиал научной части ГИПИ-4, в ве­ дении которого находятся расположенные па территории Челябинского лакокрасочного завода опытные цехи двуокиси титана и красных железоокнсиых пигментов., а также опытная установка по утилизации гидро­ лизной кислоты.

В 1959 г. в Ярославле организован филиал ГИПИ-4.

До начала 20-х годов основными пленкообразующими были раститель­ ные масла, натуральные олифы и природные смолы. В 20-х годах в оте­ чественной лакокрасочной промышленности появилось первое синтетиче­ ское пленкообразующее — нитрат целлюлозы, па основе которого созданы лаки и эмали для быстросохнущих покрытий, наносимых конвейерным способом.

Первыми научно-исследовательскими работами НИЛКа были работы по замене импортных копаловых смол каипфолыо, тунговым и льняным маслами, получению искусственной олифы из нафтеновых кислот, обла­ гораживанию канифоли, изысканию новых видов и источников сырья, разработке лакокрасочных материалов на основе нитрата целлюлозы.

В пачале- 40-х годов путем сочетания нитроцеллюлозы с алкидпыми смолами удалось резко улучшить качество н и т р о ц ел л ю л о зн ы х лакокра­ сочных м ат ери алов. В 1954—1956 гг. сотрудниками ГИПИ-4 разработа­ на технология суховальцоваппых паст пигментов (пасты СВП). Освое­ ние и широкое применение СВП в автопптроэмалях, в эмалях по металлу для различных изделий, приборов и машин позволило значительно повы­ сить блеск и общие декоративныесвойства, укрывнстость, физико-механи­ ческие и защитные свойства нитроцеллюлозных покрытий.

Первые результаты	исследовательских работ	по синтезу ал ки д н ьгх
см ол опубликованы в	1934 г. В 1935 г. началось	промышленное освое­

ние синтеза алкпдпых смол на ярославском лакокрасочном заводе «Победа рабочих» и московском Краснопресненском заводе.

В 1935 г. сотрудником НИЛКа А. А. Болотиным разработан метод синтеза алкпдпых смол непосредственно па основе масел с предваритель­ ной их переэтерификацпей глицерином, что позволило исключить опера­ цию выделения жирных кислот и способствовало быстрому развитию промышленного производства алкпдпых смол.

Первыми алкидпыми смолами были глифталевые на основе льняного масла, которые применяли в качестве самостоятельных плепкообразователей вместо масляных и фиксолевых (на оксидированных маслах). За­ тем появились глифталевые смолы па основе касторового масла (резпловые смолы) и высыхающие глифталевые смолы па основе дегидратирован

ного	касторового масла.		Глифталевые	смолы превосходили по качеству
масляные материалы,		а	по атмосферосгойкостп —и		нитроцеллюлозные.
В	Ленинградском	технологическом		институте им.	Ленсовета (ЛТИ)

исследовалась возможность использования при синтезе смол спиртов с большей функциональностью, чем глицерин; в результате разработаны и освоены пептафталевые смолы, превосходящие по качеству глифталевые. К 1945 г. на основе пептафталевых смол начали выпускать эмали естест­ венной сушки, образующие покрытия с повышенной атмосферостойкостыо

иулучшенными декоративными свойствами. В 1947 г. А. Я. Дринбергу,

Б.Р. Миренскому, Я. Л. Раскину, А. А. Благонравовой и Н. Н. Козло­ ву присуждена Государственная премия СССР за разработку и про­ мышленную реализацию новых методов производства синтетических смол, масел и лаков [5].

В 40-х годах в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева (МХТИ) начались исследования по синтезу и мо­

дификации м о ч е в и н о - и м ел а м и н о -ф о р м а л ъ д еги д н ы х см ол , а в ГИПИ-4

были проведены первые производственные опыты по выпуску плепкообразующих мочевино- и меламино-формальдегидпых смол.

Предложенный в 1944—1945 гг. метод получения тг-грег-бутплфеиола путем алкилирования фенола пзобутиловым спиртом в присутствии сер­ ной кислоты послужил основой для организации промышленного произ­ водства алкилфеполов, которое было освоено па заводе «Свободный труд»

в1952 г.

А.М. Лубмаи н Б. И. Ивановым совместно с работниками завода «Победа рабочих» разработаны тощие высыхающие касторовые глифтали. В 1957 г. освоено их промышленное изготовление и производство эма­ лей на их основе в сочетании с меламино-формальдегпдными смолами. Покрытия из этих эмалей по блеску и водостойкости значительно прево­ сходят покрытия на основе алкидных смол.

В результате работы, проведенной институтами ГИПИ ЛКП, ВНИИЖ (Всесоюзный научно-исследовательский институт жиров) и НИИТАвтопром (Научно-исследовательский институт по технологии автомобильной промышленности) совместно с ярославским лакокрасочным заводом «Победа рабочих» и Шебекинским химическим комбинатом, в 1964 г. освоено промышленное производство алкидных смол на основе синтетиче­ ских насыщенных жирных кислот фракций Сю—Сю и Сю—Сю, по­ лучаемых окислением парафина. На основе смеси указанных смол с вы­

сыхающим касторовым алкидом и меламино-формальдегидной смолой до настоящего времени выпускаются эмали, применяемые для окраски ку­ зовов легковых автомобилей, холодильников, приборов н т. д.

В1950 г. впервые в Советском Союзе промышленное освоение произ­ водства аминоформальдегидиых смол организовано на Краснопресненском лакокрасочном заводе в Москве. В 1954 г. на заводе «Победа рабочих» пущен цех но производству карбамидных смол. По мере освоения произ­ водства мочевино- и меламипо-формальдегпдпых смол совершенствовался их способ получения, создавались новые типы смол и материалов [6].

В1957 г. организовано промышлеппое производство алкндио-эпокепд- пых смол и материалов па их основе, а также сополимеров алкидных смол со стиролом, в 1959 г. —сополимеров алкидных смол с эфирами метакрпловой кислоты. Алкидно-акриловые смолы значительно превосхо­ дят алкидпые смолы по скорости отверждения, водо-, свето- и атмосферостойкости покрытий. В это же время отработана и внедрена на многих заводах технология синтеза алкидов в среде растворителя с азеотропной отгонкой реакционной воды.

Промышленное производство водоразбавляем ы х п лен кообразо вател ей —

пептафталевой смолы и малеипизировапного льняпого масла —было ос­ воено в 1964 г. на заводе «Победа рабочих».

Новым направлением явились работы, проведенные в 1962—1966 гг., по изучению способа получения, химического состава, условий совмеще­ ния и отверждения водорастворимых мочевино- и меламино-формальде- гидных смол. В 1970—1971 гг. разработан технологический процесс по­ лучения стабильных и нетоксичных лаковых водорастворимых смол этого типа. Выпуск водорастворимой мочевино-формальдегпдной смолы ВМЧ-4 для изготовления водоразбавляемого окупочиого грунта марки ПФ-033 освоен на заводе «Победа рабочих». Впоследствии в ГИПИ ЛКП созданы новые водоразбавляемые смолы и лакокрасочные материалы на их основе.

Широкие исследования проведены в области синтеза н ен а сы щ ен н ы х п о ­ л и эф и р о в (полиэфнрмалеипатов) и технологии их производства. Произ­ водство полиэфирных лаков впервые в стране освоено в 1959 г. заводами

«Победа рабочих» п Рижским лакокрасочным. На основе этих смол с на­ чала 60-х годов в СССР производятся высококоицентрироваииые лакокрасочпые материалы для окраски мебели.

В 1954 г. в ГИПИ ЛКП создан технологический процесс получения лаковой эп о к си д н о й см олы Э -4 0 , па основе которой разработаны твердые смолы других марок, а также эпоксидио-тиокольпые композиции, отверж­ даемые изоцианатами, позволившие вырабатывать на их основе хими­ чески стойкие эмали. Проводилась работа по синтезу полиамидных отвердптелей для эпоксидных смол. Полиамидный отвердитель ПО-ЗОО в настоящее время выпускается Охтинским НПО «Пластполпмер» (Лепинград).

В1964 г. освоена технология эпоксидных смол на ярославском заво­ де «Свободный труд».

Впоследние годы эпоксидные смолы используют как материал для получения лаков, не содержащих органических растворителей, и приго­ товления порошковых красок.

Созданы эпоксидпо-пековые композиции (с уменьшенным расходом

растворителей) для защиты от коррозии морских нефтепромысловых уста­ новок, нефтеналивных судов, подводной части морских судов и подзем­ ных магистралей.

Исследования в области производства и применения порошковых кра­ сок па основе эпоксидных смол начаты в ЛТИ им. Ленсовета и продол­ жены в ГИПИ ЛКП и НПО «Лакокраспокрытпе».

Развитие производства осповпых типов эпоксидных смол связано с организацией производства дифенилолпропана (4,4-дноксидпфепилпро- папа). Технологический процесс его получения разработан в ГИПИ ЛКП. Освоение производства дифенилолпропана на заводе «Свободный труд» закончено в 1965 г.

В ГИПИ ЛКП в 1947 г. разработаны технологические процессы по­ лучения ряда промежуточных продуктов для синтеза полиуретанов, а так­ же лаков на их основе. К числу первых п оли урет ановы х лакокрасочпых м ат ери алов относятся двухкомпопептпые лаки холодной и горячей сушки.

В 1955—1956 гг. выпущены небольшие количества электроизоляцион­ ных полиуретановых лаков. В последующие годы освоено производство полиэфиров с различными молекулярной массой, разветвленностью и со­ держанием ОН-группы, а также производство гидроксилсодержащего ак­ рилового сополимера.

Среди изоцианатных сшивающих агептов следует отметить отечест­ венный оригииальпый способ получения полпизоцианатбиурета, а так­ же разработку технологии дпэтилеигликольуретапа. Получены двухком­ плектные лаки и эмаль для окраски вагонов, эмаль для пассажирских самолетов, мебельные лаки и др. [7]. Созданы одпокомпоиептпые урета­ новые лакокрасочные материалы, отверждаемые влагой воздуха.

В 50-х годах в ГИПИ ЛКП созданы спирт ораст ворим ы е л а к и вместо шеллачных. На основе сополимера метилметакрилата с бутилметакрилатом разработана технология лака АС-583, выпускаемого в настоящее вре­

мя. Дальнейший	прогресс в производстве а к р и л о в ы х лакокрасочных м а ­
т ери алов связан	с разработкой сополимеров бутилметакрилата с ме­

такриламидом, акрилонитрилом и метакриловой кислотой, на основе ко­ торых создай широкий ассортимент лаков, грунтов и эмалей (~20 марок).

Освоепне новых прогрессивных методов окраски изделий привело к необходимости разработки водоразбавляемых лакокрасочных материалов. Созданы новые термоотверждаемые водоразбавляемые пленкообразователи: масляио-стирольпые, алкидпо-уретаиовые, акриловые, эпоксидноалкидпые и др. Из лакокрасочных материалов на их основе следует от­ метить эмали и грунтовки для автомобильной промышленности, эмаль для окраски электробытовых приборов, грунтовку и эмаль для окраски скальных конструкций и др., а также комплекс водоразбавляемых ма­ териалов (грунтовка, грунт-шпатлевка, эмаль) для окраски автомобилей.

В результате исследований, проведенных в ЛТИ им. Ленсовета, ГИМПе, широкое развитие получило направление по созданию во д н о д и с ­ п е р с и о н н ы х к р а с о к . В 1959 г. на заводе им. Д. И. Менделеева (Ленин­ град) впервые выпущепы воднодисперсионные краски на основе диспер­ сии полишшплацетата, а затем —на основе сополимера винилацетата с бутплмалеииатом и др. Серия марок красок разработана на основе ети- рол-бутадиеиового и акрилатиого латексов. Воднодисперсионные краски, будучи экологически полноценными, одновременно позволяют сократить потребление растительных масел. Эти краски, например, использованы для реставрации Екатерининского и Павловского дворцов, Большого теат­ ра СССР, ряда зданий Московского Кремля и т. д.

Большое внимание уделялось разработке п рот и вокоррози он н ы х и п ро - т ивообраст аю щ их к р а со к для судов. В 50-е годы в Ленинградском филиа­ ле ГИПИ-4 вместо судовых покрытий на масляно-смоляной основе созда­ ны н внедрены новые, более эффективные лакокрасочные материалы (например, фосфатирующпе грунтовки, негорючие со сниженной токсич­ ностью корабельные краски, а также противокоррозионные* краски на основе сополимеров винилхлорида А-15 и А-15-0 различных цветов для защиты подводной и надводной частей судов).

В начале 60-х годов начато производство противообрастающей эмали па основе хлорированного поливинилхлорида. Созданы противообрастающпе покрытия со сроком службы до 3—4 лет, а также покрытия для за­ щиты ватерлинии скоростных судов, атмосферостойкие покрытия и др. В ГИМПе разработаны и освоены промышленностью водостойкие грун­ товки, эмали и водобензостойкие грунтовки и эмали, не содержащие ор­ ганических растворителей, для топливных цистерн, пефтеналивиых судов.

Дальнейшее развитие получили работы по повышению качества х у д о ­ ж ест венны х к р а со к . Разработаны методы получения желтых и красных кадмиевых пигментов с повышенной чистотой цвета и красящей способ­ ностью, усовершенствованы методы получения кобальтовых, марганцевых и природных пигментов, технология изготовления красных железоокисиых пигментов. Получены художественные краски па основе новых пленко­ образующих (дисперсии полпвипилацетата и его сополимеров), пеитаэритритовых эфиров жирных кислот подсолнечного масла и т. д.

В области н е о р га н и ч е с к и х пигм ент ов разработан непрерывный метод получепия желтых и лимонных свинцовых кронов, метод получения свинцово-молибдатиых кронов и силикохромата свинца.

На Ростовском химическом заводе разработана технология ультрама­ рина непрерывным способом во вращающейся муфельной печи (обжиг

шихты).

Исследования по созданию новых пленкообразователей и лакокрасоч­ ных материалов проводятся в ГИПИ ЛКП и его филиалах, в Ленинград­

ском НПО «Пигмент», НПО «Лакокраспокрытне», на соответствующих кафедрах ряда вузов, а также в центральных лабораториях крупнейших лакокрасочных заводов. Они направлепы па повышение качества покры­ тий и эффективности использования лакокрасочпых материалов в различ­ ных отраслях народного хозяйства. Это достигается (параллельно с по­ вышением экологической полноценности лакокрасочных материалов) пу­ тем дальнейшего развития лакокрасочпых систем, пе содержащих растворителе]’! или содержащих их в незначительном количестве, разра­ ботки подоразбавляемых лакокрасочпых материалов, порошковых красок.

Важнейшей1народнохозяйственной задачей является экономия дефи­ цитных и идов сырья, в том числе пищевых растительпых масел. Сниже­ нию расхода масел при производстве лакокрасочных материалов способ­ ствуют налаживание п развертываниепроизводства прогрессивных мате­ риалов ни основе безмасляных спптетпческпх плепкообразователей (полиуретанов, иолиэпокспдов, полпакрилатов, полиэфиров и др.).

Увеличение срока службы лакокрасочных покрытий на основе маслосодержащих плепкообразователей такжеявляется реальной возможностью снижения расхода растительпых масел. Плепкообразователп (в частности, маслосодержащие алкидпые смолы) модифицируют полисилоксапамп, эпоксидами, акрилатами и другими смолами и мономерами; это значи­ тельно повышает качество и долговечность покрытий, в результате чего отпадает необходимость часто производить ремонтные работы.

В ГИПИ Л КП, Ленинградском НПО «Пигмент» и ряде ведущих цент­ ральных заводских лабораторий отрасли проведены работы по прямой за­ мене пищевых масел, используемых при производстве алкпдных смол, непищевыми продуктами: высшими изомерными карбоновыми кислотами, синтетическими жирными кислотами нормального строения, жирными кислотами таллового масла, низкомолекулярными каучуками, биожпром. Получаемые на основе таких плепкообразователей покрытия не уступа­ ют, а в ряде случаев превосходят по свойствам материалы па основе тра­ диционных алкидных смол. Это касается покрытий, содержащих алкидпые смолы, модифицированные а-разветвленпымп высшими пзомерпымп карбо-

СТРУКТУРА ПРОИЗВОДСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ (В % К ИТОГУ) *
Продукция	1965 г.	1970 г.		1975 г.	1980 г.
Прогрессивные виды лаков, эмалей и раст­	48,5	48,8		54,9	6 2	,4
ворителей
лаки и эмали па основе конденсационных	28,3	28,6		34,2	3 8	,7
смол
лаки и эмали на оспове полпмеризацноп-	4 ,0	3	,6	3 ,8	5 ,1
пых смол и растворители к ним
порошковые краски	—	—		—	0	,3
лаки и эмали па оспове эфиров целлюло­	14,7	14,5		14,1	14,6
зы и растворители к ним
водоэмульсионные краски	0 ,9	1	,8	2 ,7	3	,7
Тертые краски и олифы	51,5	51	,2	45,1	3 7 ,6

* По данным ГШИТЭХТТМа.

новыми кислотами. В ГИПИ ЛКП разработаны на основе таких алкидов рецептуры эмалей для окраски автомобилей, лаков для отделки мебели, музыкальных инструментов, а ташке металлизированных пластмасс, эма­ лей п грунтовок для окраски алюминиевых конструкций.

Произошли существенные сдвиги в структуре производства лакокра­ сочной продукции: доля прогрессивных видов продукции возросла с 54,9% в 1975 г. до 62,4% в 1980 г., тогда как доля тертых красок и олиф снизилась соответственно с 45,1 до 37,6% (см. таблицу).

Производство пигментов несколько снизилось в основном за счет со­ кращения объема производства цинковых белил и литопона, а доля дву­ окиси титана в общем объеме производства белых пигментов увеличи­ лась.

Увеличение выпуска лакокрасочных материалов и существенное из­ менение структуры их производства привели к некоторому сокращению потребления растительных масел.

В СССР разработана технология низкомолекулярных синтетических каучуков, используемых в производстве олиф и алкидных лаков для за­ мены пищевого масла. Применение таких каучуков в рецептурах олифы оксоль и комбинированных олиф позволяет сократить расход масел на 20—30%. Олифы, модифицированные каучуками, по свойствам аналогич­ ны традиционным материалам и могут использоваться в масляных крас­ ках различного назначения.

При синтезе алкидных смол естественной сушки, используемых в про­ изводстве грунтовых и атмосферостойких эмалей, вместо пищевых масел могут быть применены продукты переработки отходов (соапстоков), об­ разующихся при рафинации пищевых масел на масложировых заводах. Эти продукты переработки можно использовать также для производства сиккативов взамен масел и нафтеновых кислот.

Лакокрасочные покрытия будущего должны быть долговечными (срок службы 15—25 лет), что обусловливает необходимость разработки прин­ ципиально новых и модифицированных лакокрасочных материалов. Будут внедряться модифицированные водоэмульсионные краски, водораствори­ мые лакокрасочные материалы, порошковые краски и разрабатываться высокопроизводительные безопасные и экономичные методы нанесения покрытий.

Для развития лакокрасочной промышленности необходимы высоко­ квалифицированные кадры.

С целью подготовки инженеров и научных работников для лакокра­ сочной промышленности в 1930 г. при МХТИ им. Д. И. Менделеева ор­ ганизована кафедра технологии лаков и красок, которой в течение мпогих лет руководил профессор В. С. Киселев.

Кафедра технологии лаков и красок в ЛТИ им. Ленсовета создана в 1932 г.

К концу девятой пятилетки специалистов-лакокрасочпиков начали го­ товить на специализированных кафедрах в вузах различных городов стра­ ны, в том числе в Ярославском политехническом институте, Ивановском химико-техиологическом институте, Калининском политехническом ин­ ституте, Казанском химико-технологическом институте и др. Лакокрасочников со средним техническим образованием готовят 5 техникумов.

*

За годы Советской власти лакокрасочная промышленность прошла боль­ шой путь развития.

Достигнутый уровепь техники п технологии и имеющиеся мощности позволяют решать сложные задачи обеспечения народного хозяйства ла­ кокрасочной продукцией. Однако развитие отрасли сдерживается еще зна­ чительным потреблением пищевого сырья —растительных масел, глице­ рина и др. Поэтому резкое снижение потребления пищевого сырья, широкое применение синтетических заменителей является важнейшей народнохозяйственной задачей с точки зрения не только увеличения выпуска и улучшения качества эмалей и красок, но и более полного обес­ печения населения продуктами питания. Основную часть лакокрасочных материалов и пигментов выпускают предприятия Министерства химиче­ ской промышленности СССР. Значительная часть масляных красок, олиф, зштропродукции изготавливается лакокрасочными производствами местной промышленности союзных и автономных республик, а также предприятиями пищевой, электротехнической, лесохимической и других

отраслей народного хозяйства.

Лакокрасочная промышленность обеспечивает своей продукцией практически все отрасли народного хозяйства. Ассортимент превосходит

200наименований.

Всвете решений XXVI съезда КПСС перед лакокрасочной промыш­

ленностью стоит задача «более полно удовлетворять потребности народ­ ного хозяйства в ...лакокрасочных материалах» и всемерно повышать их качество [8].