FORESIGHT TECHNOLOGICZNY W ZAKRESIE MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH

1. FORESIGHT TECHNOLOGICZNYW ZAKRESIE MATERIAŁÓW POLIMEROWYCH Panel Roboczy W-8: Wykorzystanie Materiałów Polimerowych w Farbach i Lakierach

2. Zakres tematyczny panelu roboczegoW8 obejmował: • wyroby lakierowe rozpuszczalnikowe zawierające żywice naturalne i syntetyczne (nitrocelulozowe, alkidowe, poliestrowe, epoksydowe, akrylowe, poliuretany, poliwinylowe, aminowe, polimery chlorowcowane, silikonowe)- tradycyjne,medium solids, high solids, • wyroby lakierowe wodne: wodorozpuszczalne, dyspersyjne, • farby proszkowe: epoksydowe, poliestrowe, hybrydowe, poliuretanowe, utwardzane fotochemicznie, • wyroby lakierowe do utwardzania radiacyjnego (UV i EB), • systemy lakierowe hybrydowe i z zastosowaniem nanomateriałów, • systemy lakierowe funkcjonalne i specjalnego przeznaczenia, • pigmenty i wypełniacze, • rozpuszczalniki i środki pomocnicze.

3. Polska na tle Europy i Świata Polski przemysł farb i lakierów tak jak i cała branża w Europie będzie podlegał licznym ograniczeniom, wynikającym z regulacji prawnych: • Dyrektywy: SED 1999/13/EC obejmująca procesy produkcyjne i 2004/42/EC dla farb dekoracyjnych, lakierów, lakierów samochodowych wykończeniowych, ograniczające emisję VOC • REACH • IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control) • NEC (The National Emission Ceilings Directive) • The Paint Product Directive • Dyrektywa Produktów Biobójczych ( BPD 98/8/EC).

4. Na rynku wyrobów lakierowych w Polsce, już od dłuższego czasu, panujekorzystna koniunktura, związana ze wzrostem zapotrzebowania na farby, od tych popularnych, dla budownictwa do malowania ścian wewnętrznych i elewacji, do wysokojakościowych wyrobów lakierowych o specjalistycznym przeznaczeniu. Zdecydowany wzrost produkcji wyrobów lakierowych nastąpił w ciągu dekady lat 90 - z 202 tys. ton w roku 1990 do 342 tys. ton w 2000 r. tj. o ponad 70 %, co w przeliczeniu stanowi średnio o ponad 7% rocznie. Od roku 2000 krajowa produkcja farb i lakierów odnotowuje nieco mniejszy wzrost, w porównaniu do lat 90-tych. Po okresie przekształceń własnościowych w Europie Centralnej, w Polsce jak również i w innych krajach tej części Europy (Węgry, Czechy i Słowacja) nastąpił okres stabilnego rozwoju w sektorze farb lakierów, szacuje się go obecniena 4-6 % rocznie. Według danych statystycznych GUS, produkcję wyrobów lakierowych w Polsce na przestrzeni lat 2000-2005 cechuje dalszy, stabilny wzrost, szczególnie w grupie farb na bazie polimerów w środowisku wodnym* *(Tabela:Tendencje ogólne w rozwoju farb i lakierów w latach 2000-2005 w Polsce)

5. Tendencje ogólne w rozwoju farb i lakierów w latach 2000-2005 w Polsce

6. SILNE STRONY • Wysoki poziom wiedzy. • Kontakty z ośrodkami naukowymi i rozwojowymi w świecie. • Prace badawczo-rozwojowe. • Wysoko wyspecjalizowany personel naukowy. • Wykwalifikowana kadra inżynieryjno-techniczna u producentów. • Przewaga nieskomplikowanych aparaturowo technologii. • Potencjalne zdolności produkcyjne. • Niskie koszty wytwarzania. • Niewielkie nakłady inwestycyjne przy uruchomieniu produkcji nowych wyrobów lakierowych. • Stosowanie standardów międzynarodowych. • Spełnianie kryteriów wyznaczonych przez przepisy dotyczące ochrony środowiska w zakresie emisji substancji szkodliwych.

7. SŁABE STRONY • Małe nakłady na badania. • Przestarzała aparatura badawcza. • Wysokie koszty zakupu nowoczesnych technologii oraz aparatury. • Brak zainteresowania jednostek naukowych powiększaniem skali. • Brak wsparcia finansowego wdrożeń. • Brak nakładów na produkcję doświadczalną i prototypową. • Brak instalacji do aplikacji nowoczesnych wyrobów lakierowych. • Brak instalacji referencyjnych – przy sprzedaży technologii. • Niewystarczająca ilość instalacji pilotowych.

8. SŁABE STRONY • Bariera finansowa, ograniczone możliwości inwestowania przez małe i średnie firmy. • Brak strategii długofalowego rozwoju w przedsiębiorstwach produkujących farby i lakiery. • Ograniczona krajowa baza surowcowa (w tym spoiw). • Duża zależność od cen światowych surowców. • Brak kształcenia techników i inżynierów o specjalizacji –technologia wytwarzania farb i lakierów. • Problemy z utrzymaniem wyspecjalizowanego personelu w kraju (niskie wynagrodzenia w ośrodkach krajowych). • Ograniczone możliwości szkolenia personelu ze względów finansowych oraz brak programów edukacyjnych w niektórych dziedzinach. • Niewystarczająca i nieprofesjonalna reklama wyrobów. • Wysokie koszty reklamy i promocji.

9. STRATEGICZNE KIERUNKI ROZWOJU TECHNOLOGII • rozwój technologii w oparciu o wyroby wodorozcieńczalne i nanotechnologię • rozwój technologii farb utwardzanych radiacyjnie i temperaturowo

10. ROZWÓJ TECHNOLOGII W OPARCIUO WYROBY WODOROZCIEŃCZALNEI NANOTECHNOLOGIĘ • siły i środki na badania i rozwój zostaną skierowane na zwiększenie obszarów zastosowań farb o obniżonej zawartości LZO, udoskonalanie istniejących wyrobów wodnych, poprawę ich właściwości użytkowych i ochronnych oraz na wykorzystanie zalet nanotechnologii jak np. uzyskiwanie większej odporności mechanicznej przy jednoczesnym zachowaniu elastyczności powłoki, odporności na działanie promieniowania UV/VIS, uzyskiwanie powłok funkcjonalnych np. takich jak powłoki samooczyszczające się • zmarginalizowana jest rola innych ekologicznych technologii: farb proszkowych utwardzanych radiacyjnie (UV i EB), farb typu „high solids” oraz farb proszkowych cienkowarstwowych do wypalania w temperaturach 80-130˚C do malowania drewna i innych powierzchni wrażliwych na temperaturę.

11. ROZWÓJ TECHNOLOGII FARB UTWARDZANYCH RADIACYJNIE I TEMPERATUROWO • możliwość uzyskania braku emisji rozpuszczalników, prawie 100 % wykorzystanie materiału, powłoki o bardzo dobrej odporności na czynniki mechaniczne, korozyjne i chemiczne oraz oszczędność energii przy jednoczesnym bardzo szerokim obszarze zastosowań: malowanie metalu, drewna i tworzyw, malowanie detali samochodowych i karoserii – podkłady, farby barwne (tzw. bazowe)i lakiery nawierzchniowe, zabezpieczenia antykorozyjne – farby pigmentowane cynkiem, powłoki ochronne na włókna optyczne, malowanie reflektorów samochodowych, przezroczyste powłoki do uszczelniania i izolowania rurociągów, malowanie tworzyw sztucznych, uzyskiwanie powłok ochronnych na dyski komputerowe.

12. Quo vadis? • W Polsce w 2005 r. wyprodukowano blisko 332 tys. ton farb dyspersyjnych akrylowych i winylowych (opartych na polioctanie winylu), czyli ok. 2-krotnie więcej niż w 2000 r. (ok. 176 tys. ton). Świadczy to o ogromnym tempie rozwoju sektorze farb i lakierów poliuretanowych, akrylowych i hybrydowych. • Dodatkowym bodźcem rozwoju wodnych farb i lakierów opartych na dyspersjach poliuretanowych, akrylowych i hybrydowych jest możliwość sterowania właściwościami powłok, w szczególności poprzez odpowiedni dobór rodzaju spoiwa, przy czym możliwe jest w tym przypadku zaprojektowanie nie tylko budowy chemicznej polimeru tworzącego spoiwo, ale również nanostruktury cząstki dyspersji wpływającej w zasadniczy sposób na nanostrukturę powłoki, a co za tym idzie – na jej właściwości.

13. Quo vadis? Generalnie można wyróżnić następujące kierunki rozwoju wodnych farb i lakierów poliuretanowych, akrylowych i hybrydowych: • modyfikacja budowy chemicznej polimeru(ów) tworzącego(ych) spoiwo w kierunku wprowadzenia grup funkcyjnych zdolnych do sieciowania w określonych warunkach po naniesieniu farby lub lakieru na podłoże z wytworzeniem bardziej odpornej mechanicznie i chemicznie powłoki • modyfikacja procesu wytwarzania spoiwa (dyspersji wodnej) tak, aby cząstki powstającej dyspersji miały z góry określoną niejednorodną strukturę na poziomie nano • modyfikacja pozostałych składników farby lub lakieru (napełniaczy, substancji pomocniczych) tak, aby lepiej wiązały się ze spoiwem i tym samym lepiej współtworzyły z nim powłokę

14. WYZWANIA • promocja działań wspierających prace B + R nad technologiami przyszłościowymi jak min. farby o projektowanych właściwościach powłok, technologie farb z wykorzystaniem ograniczonej kompatybilności polimerów samorozwarstwiających (self-stratifying), np. epoksydowo-akrylowe czy technologie farb i lakierów na dyspersjach z wbudowującymi się w strukturę środkami pomocniczymi • wzmocnienie współpracy między ośrodkami naukowymi a producentami, aby wykorzystać istniejący potencjał naukowy krajowych ośrodków badawczych.

15. Kierownik panelu roboczego: Dr inż. Stefan Kubica Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników(Instytut IMPiB) Oddział Zamiejscowy Farb i Tworzyw w Gliwicach Skład Panelu Roboczego W-8: Imię i nazwiskoJednostka Stefan Kubica Instytut IMPiB – Kierownik PaneluHelena Kuczyńska Instytut IMPiB Małgorzata Zubielewicz Instytut IMPiB Elżbieta Kamińska-Tarnawska Instytut IMPiB Anna Ślusarczyk Instytut IMPiB Jerzy Kulawski Instytut IMPiB Zbigniew Bończa-Tomaszewski Instytut Chemii Przemysłowej Janusz Kozakiewicz Instytut Chemii przemysłowej Katarzyna Jaszcz Politechnika Śląska Maciej Umiński ICI Oddział w Pilawie – przedstawiciel przemysłu farb i lakierów