Как компании зарабатывают деньги. Производство кремнийорганических смол и эмалей

Фото ПАО «Химпром»
Предыдущие статьи:
Как компании зарабатывают деньги. Производство хлорпарафинов и хлорбензола
Как компании зарабатывают деньги. Производство трихлорсилана и тетрахлорсилана
Как компании зарабатывают деньги. Производство фенилтрихлорсилана
Всем привет, сегодня доберёмся наконец-то до какого-то потребительского продукта Химпрома, а именно до эмали термостойкой КО-8104.
Она нужна для защиты от коррозии металлических поверхностей, наружных поверхностей трубопроводов, эксплуатируемых в атмосферных условиях и условиях переменного нагрева и охлаждения, а так же для окраски и гидроизоляционной защиты бетонных и асбоцементных поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях. Короче можете этой эмалью покрасить дымоход мамке соседа из металла и дымоход будет надёжно защищён. Химпром выпускает серебристо-серую эмаль КО-8104 марки Б -- для защиты металлических поверхностей, подвергающихся воздействию температур до 600 °С. Выглядит эмаль вот так:

Фото ПАО «Химпром»
Основа эмали — полифенилсилоксановая смола (ПМФС), которая производится тут же на Химпроме и выпускается в виде трёх товарных продуктов:

• Смола кремнийорганическая 134-276 (раствор)
• Смола кремнийорганическая 139-297 (раствор)
• Смола полиметилфенилсилоксановая (раствор)

Отличаются они применяемым растворителем (толуол C6H5CH3 или орто-ксилол C6H4(CH3)2) и массовым содержанием нелетучих веществ (то есть собственно смолы).
Технология получения ПФМС основана на гидролитической этерификации хлорсиланов с последующим гидролизом и поликонденсацией, что позволяет получать смолы с заданными свойствами.
Для синтеза берут фенилтрихлорсилан C6H5SiCl3, метилтрихлорсилан CH3SiCl3 и изобутиловый спирт C4H9OH.
Первый компонент (ФТХС) берут с собственного производства.
Второй компонент на Химпроме не производится, он покупной. Используется в основном метилтрихлорсилан китайского производства, хотя может быть и от российского производителя «Данковский химический завод» (г. Данков, подразделение АО «КЭБФ»).
Изобутиловый спирт отечественного производства от поставщиков «Газпром нефтехим Салават» (Газпром, г. Салават), «Сибур-Химпром» (Сибур, г. Пермь), «Ангарская НХК» (Роснефть, г. Ангарск). О технологии производства изобутилового спирта я упоминал в статьях про 2-этилгексанол и фосфороганические продукты.
Также необходим растворитель, в среде которого будет вестись синтез. В качестве растворителя используют толуол или орто-ксилол. Оба продукта производят на нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах в процессе каталитического риформинга. Крупнейшие российские поставщики толуола и орто-ксилола: ПАО «Омский НПЗ» (г. Омск, Газпром), АО «ТАНЕКО» (г. Нижнекамск, Татнефть), ООО «Газпром нефтехим Салават» (г. Салават, Газпром), АО «Ангарская НХК» (г. Ангарск, Роснефть).
В процессе синтеза смесь метилтрихлорсилана и ФТХС реагирует с изобутиловым спиртом в среде растворителя при 50–60°C. Мольное соотношение компонентов оптимизировано для достижения максимальной конверсии.

Химизм этерификации
Полученный олигомер (олигомер — это как полимер, только с малым числом звеньев в полимерной цепочке) гидролизуют водой при 80–95°C, затем подвергают поликонденсации при 150–200 °C под вакуумом. Для стабилизации процесса добавляют катализаторы (например, тетрабутоксититан).

Химизм гидролиза
Затем из реакционной массы под вакуумом отгоняют растворитель, получая раствор ПМФС с нужной концентрацией нелетучих веществ. Готовый продукт фасуют в тару или используют для производства лаков и эмалей.

Химизм отгонки растворителя
Эмаль термостойкая КО-8104 серебристо-серая представляет собой суспензию алюминиевой пудры в растворе ПФМС. Алюминиевую пудру поставляет, понятно, «РУСАЛ», у них есть подразделение порошковой металлургии. Термостойкость смоле придаёт кремнийорганическая основа, а хромофорный агент — алюминиевая пудра не теряет цвета при нагреве до высоких температур (ещё бы, это просто измельчённый алюминий), она способна к образованию пленок, стойких при 500–600 С. Алюминиевая пудра имеет пластинчатое строение, укрывистость ее очень велика. Отражая световое, УФ-, ИК-излучение, она предупреждает старение пленок и способствует лучшему распределению тепла в металлических конструкциях, препятствуя местным перегревам и окислению сварных швов.

Сотрудница ПАО «Химпром» что-то колдует в лаборатории, хехе. Фото ПАО «Химпром»
Теперь о цифрах. Производственная мощность ПАО «Химпром» по полифенилсилоксановой смоле составляет около 500 тонн/год. Это, скорее всего, единственный производитель в России, возможно какие-то небольшие мощности имеются у различных производителей эмалей, например у НПП «Спектр» (г. Новочебоксарск). ПАО «Химпром» работает над проектом модернизации производства ПФМС, планируя завершить его в 2026 году. Модернизация позволит улучшить качества ПФМС смолы, увеличить объем ее выпуска более чем на 40% и заместить часть импортных поставок, которые сегодня обеспечивают до 75% российского потребления ПФМС.
Полифенилсилоксановая смола применяется для изготовления эмалей, красок общего назначения, для модификации различных лакокрасочных материалов, для изготовления битумных мастик, а также в качестве гидрофобизатора, для пропитки изделий из древесины и бетона и придания изделиям негорючих свойств.
Из полученного объема кремнийорганической смолы ПАО «Химпром» может быть произведено около 1000 тонн/год кремнийорганических термостойких ЛКМ (из расчета 50–55% связующего в составе покрытия), однако сказать, сколько конкретно смолы перерабатывается самим Химпромом в эмали, а сколько продаётся сторонним потребителем, я затрудняюсь.
Отечественной промышленностью выпускаются термостойкие кремнийорганические эмали КО‑88, КО‑822, КО‑83, КО‑811, КО‑811К, КО‑814, КО‑84. В основном это материалы, представляющие собой лак-основу российского производства ПАО «Химпром» (Новочебоксарск) или импортные полуфабрикатные КО-лаки и пигментную часть (чаще всего — алюминиевую пудру).
Кроме ПАО «Химпром», в России наиболее крупным производителем кремнийорганических лакокрасочных материалов на основе собственного сырья является ЗАО НПП «Спектр» (г. Новочебоксарск), производящиё эмали под брендом Certa. Оценочный объем производства кремнийорганических ЛКМ на предприятии составляет около 700 тонн/год.
Среди прочих российских производителей кремнийорганических термостойких ЛКМ, использующих полифенилсилоксановые смолы ПАО «Химпром», следует назвать завод НПФ «Эмаль» (г. Канаш), ООО «Спецэмаль» (г. Ярославль), ООО «Элкон» (г. Новочебоксарск, 570 тонн/год), компанию «Термика» (г. Новочебоксарск), НПХ «ВМП» (г. Екатеринбург), KOVALI (г. Тула), ГК «Рогнеда» (г. Старая Купавна, торговая марка эмалей Dali) и др.
Общий объём российского рынка термостойких эмалей составляет около 2 тыс. тонн/год, на 85% он обеспечивается внутренними производствами, остальное — импорт, экспорт термостойких эмалей из России отсутствует.

Структура рынка термостойких ЛКМ по потребителям, %. Источник: «Агентство Маркет Гайд», журнал «Промышленная окраска»

Структура рынка термостойких ЛКМ по типу наносимого ЛКМ, %. Источник: «Агентство Маркет Гайд», журнал «Промышленная окраска»

Структура рынка термостойких ЛКМ по химической основе, %. Источник: «Агентство Маркет Гайд», журнал «Промышленная окраска»
Крупнейшие мировые производители термостойких эмалей представлены как международными корпорациями, так и специализированными компаниями. Ключевые игроки рынка: AkzoNobel (Нидерланды), Sherwin-Williams (США), Tikkurila (Финляндия), Jotun (Норвегия), Bosny (Таиланд).