Оценка экологической опасности огнезащитных красок

Оценка экологической опасности огнезащитных красок

В данной статье рассмотрены экологические аспекты огнезащитных красок, главным образом, токсическое воздействие их на здоровье человека и вероятного загрязнения ими окружающей среды. Предложены пути решения проблемы охраны окружающей среды от загрязнений лакокрасочных материалов, в том числе огнезащитных красок.

На основе анализа литературных источников установлено, что лакокрасочная промышленность является одним из основных источников загрязнения окружающей среды. Производство лакокрасочных покрытий, также их компонентов приводит к образованию значительно го количества загрязненных сточных вод, газовых выбросов, твердых и жидких отходов. Наибольшую долю в структуре загрязняющих веществ составляют органические растворители, пыль пигментов, водорастворимые сульфаты.

Постоянное ужесточение экологического законодательства, резко ограничивающее содержание растворителей и других токсических компонентов в рецептурах, требует разработки экологически чистых лакокрасочных материалов, обеспечивающих долговременную защиту конструкции [1].

Целью работы стало изучение экологической опасности огнезащитных красок и предложение способов решения проблем защиты окружающей среды.

Огнезащитная краска — это вид лакокрасочных материалов, на основе минерального связующего, пигмента и наполнителя, которая после отвердевания образует огнезащитную пленку. В данном случае токсическая опасность образуются в результате производственной деятельности. К отходам производства относят обычно остатки сырья, материалов или полуфабрикатов, образовавшиеся при изготовлении продукции, а также продукты физико-химической или механической переработки сырья. Практически все виды остатков производства повышают степень риска воздействия отходов на здоровье работающих и на селения, а также вероятно го загрязнения ими окружающей среды [2].

После нанесения на защищаемую поверхность соответствующей огнезащитной краски в процессе образования пленочного покрытия весь растворитель испаряется. С учетом мирового потребления огнезащитных красок, суммарный выброс органических растворителей в атмосферу достигает 12−18 млн. т/го д. Не случайно, в качестве реальной угрозы здоровью на селения указывается на нейротоксические эффекты, обусловленные этими веществами специфического токсического действия [3].

В настоящее время во всех промышленно развитых странах наблюдается стремительный рост спроса на порошковые огнезащитные краски из-за их преимущества по сравнению с традиционными красками. Перспектива их использования обосновано с экологических, экономических и технологических позиций.

Они практически исключают контакт техников-маляров с парами органических растворителей на производстве. Повсеместное применение безвоздушных способов на несения, распыления красок в электростатическом поле позволяет существенно снизить содержание растворителя в огнезащитной краске [4].

При нанесении огнезащитных красок в окрасочных камерах образуются твердые, пастообразные и жидкие отходы, пары растворителей и вода, насыщенная растворителями.

Наибольшую опасность для человека представляют летучие органические соединения, которые входят в состав растворителя, выделяются в атмосферу при нанесении и сушке лакокрасочного покрытия. Кроме того, к опасным веществам относятся тяжелые металлы, содержащиеся в аэрозоле, образующемся при нанесении огнезащитных красок, формальдегид, жирные кислоты и другие соединения, выделяющиеся при сушке лакокрасочных материалов (особенно при высокой температуре).

Известно, что летучие органические соединения, такие как кетоны, спирты, эфиры вызывают различные аллергические реакции и отравления, а стирол, хлорбензол и этилбензол являются канцерогенами.

Методом газовой хроматографии было выявлено, что органические соединения, выделяющиеся из огнезащитных покрытий, свидетельствует о превышении предельно допустимых концентраций некоторых веществ в десятки раз. Методом атомной абсорбции определено, что при нанесении и сушке огнезащитных красок в воздухе рабочей зоны наблюдается значительное превышение ПДК тяжелых металлов (свинец, хром, цинк, кадмий и др.). Значительную часть органо-разбавляемых огнезащитных красок относят к категории опасных.

Следует учитывать, что на рынке среди огнезащитных красок преобладают материалы на основе органических растворителей. Они имеют ряд преимуществ:

• 1) отверждаются при низкой температуре и высокой влажности;
• 2) образуют покрытие высокого качества на сложных подложках (плохо окрашенных или пыльных поверхностях);
• 3) просты в нанесении.

Решение проблемы охраны окружающей среды от загрязнений предусматривает увеличение выпуска экологически безопасных лакокрасочных материалов, в том числе огнезащитных красок.

Лакокрасочные материалы с высоким сухим остатком позволяют на 20 — 30% сократить потребление органических растворителей, снизить расход лакокрасочных материалов при нанесении, а также в 1,5 — 2 раза увеличить срок службы покрытий [5]. Благодаря этому покрытия обладают улучшенными декоративными и защитными свойства ми. К таким материалам относятся алкидная эмаль ПФ-1250, эпоксихлорвиниловая эмаль ЭП-1236 и др. Содержание в них нелетучих веществ 65 — 75%. Однако эти материалы дороже традиционных и отверждаются медленнее [6].

В связи с крайне неблагоприятной экологической ситуацией, в последнее время перспективными материалами становятся водно-дисперсионные огнезащитные краски, производство и применение которых не связано с использованием токсичных и пожароопасных органических веществ.

К основным их преимуществам относятся: низкая токсичность, быстрое высыхание, возможность окрашивать влажные поверхности и проводить окрасочные работы при повышенной влажности воздуха.

Применение таких материалов позволяет исключить использование токсичных и пожароопасных растворителей, которые при отверждении огнезащитной краски безвозвратно испаряются в атмосферу. Таким образом, использование водно-дисперсионных огнезащитных красок позволяет сделать процесс окрашивания безвредным и пожаробезопасным [7; 8].

Технический прогресс в области органических покрытий, связанный с решением экологических и экономических проблем и повышением качества защиты изделий, привел к появлению принципиально нового вида огнезащитной краски — порошковых красок. Эти материалы, известные за рубежом под названием Powder Coatings, за сравнительно короткий промежуток времени получили широкое применение [9].

Сегодня большая часть производителей выбирает порошковые огнезащитные краски для защитно-декоративной отделки изделий, несмотря на то что эта технология может быть использована только в производственных условиях, требует специального технологического оборудования и не может конкурировать с применением жидких огнезащитных красок в строительстве.

Основное преимущество радиционно-отверждаемых порошковых огнезащитных красок — возможность пленкообразования и отверждения покрытий при температуре ниже 100 °C. Эти лакокрасочные материалы идеально подходят для промышленной окраски металла и дерева.

Исследования в области огнезащитных красок направлены на улучшение барьерных свойств покрытий, снижение загрязнения окружающей среды за счет использования порошковых красок, а также высококачественных пленкообразователей нового поколения, например полимочевинных или гибридных, применения наноматериалов и нанотехнологий [10].

Немаловажное значение здесь имеют также такие общепризнанные рациональные решения, как создание различных типов замкнутых технологических систем и водооборотных циклов, разработка и внедрение систем переработки отходов производства и потребления, создание и внедрение новых процессов получения традиционных видов продукции, создание территориально-промышленных комплексов, имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и отходов внутри них.

Таким образом, уменьшения выбросов токсичных веществ в окружающую нас среду при изготовлении и применении огнезащитных красок можно достичь двумя способами, один из которых предполагает использование инженерно-технических решений (оптимизации процесса окраски, модернизации систем рециркуляции и очистки отходов), а второй — внедрение новых типов огнезащитных красок и современных технологий.

• 1. Кондрашов Э. К., Кузнецова В. А., Семенова Л. В. и др. Развитие авиационных лакокрасочных материалов // Все материалы. Энциклопедический справочник. — 2012. — № 5. — С. 49−54.
• 2. Бабина Ю. В. Проблемы экологического вреда промышленного производства // Экологическая экспертиза. — 2009. — № 3. — С. 27−40.
• 3. Маркович Д. Ж. Экология производства // Вестник МГУ. — 2003. — № 2. — С. 33.
• 4. Цырлин М. И. Окраска дета лей транспортных средств с использованном порошковых полимерных материалов // Вестник БелГУТа. — 2004. — № 2. — С. 6−9.
• 5. Румянцева Е. Е., Губернский Ю. Д., Кулакова Т. Ю. Экологическая безопасность строительных материалов, конструкций и изделий. — М.: Университетская книга, 2011. — 200 с.
• 6. Щитова Н. А. Проблемы производства лакокрасочных материалов. Экологический аспект // Экологические системы и приборы. — 2009. — № 4. — С. 55.
• 7. Потоловский Р. В., Болеев А. А., Москвичева Е. В. и др. Особенности очистки сточных вод, содержащих водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения (ВД ЛКМ) // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Стр-во и архит. — 2011. № 25. — С. 294−299.
• 8. Чижова М. А. Новые лакокрасочные материалы для прозрачной отделки изделий из древесины хвойных пород // Вестник КрасГАУ. — 2011. — № 6. — С. 155−160.
• 9. Ромашо в, А .А. Экологическая опасность в современно м мире // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: обзорная информация / Российская академия наук; Всероссийский институт научной и технической информации. — 2011. — № 6. — С. 87.
• 10. Кривобородов Ю. Р. Применение огнезащитных красок в строительстве: современные аспекты изучения // Безопасность жизнедеятельности: Научно — практический и учебно-методический журнал. — 2010. — № 3. — С. 66.