Комплексный «зеленый» подход к производству экологически безопасной лакокрасочной продукции может повысить изготовления ЛКМ, т.к. позволяет снизить количество отходов производства и потребление энергии. Данный подход требует разработки и внедрения новых технологий, при этом позволяет получать серьезные конкурентные преимущества, ведь снижение потребления энергии в промышленном цикле крайне выгодно, а также способствует сдерживанию роста цен на продукцию.
При эффективном использовании энергии в процессе производства ЛКМ может быть снижено выделение парниковых газов. Для этого строительная и химическая отрасли промышленности разработали новые технологии и продукты, например отделочные системы для полимерной теплоизоляции (FIFS), изоляционные материалы, пропитанные силиконами, и эмульсионные краски на основе силиконовых смол. В европейских агентствах по использованию энергии считают, что внедрение инноваций и современных технологий в строительстве позволяет сэкономить до 80 % потребления бытовой энергии. Применение FIFS — наиболее простой и надежный способ предотвращения энергетических потерь в зданиях. Изоляция, нанесенная на внешние стены здания, предотвращает их нагревание в жаркие летние дни. Кроме того, она снижает разницу температур воздуха и поверхности стены. Система FIFS может использоваться как при строительстве новых зданий, так и при капитальном ремонте. FIFS — многослойный материал, который крепят на фасадах из бетона, кирпича или древесины. Однако его можно наносить не на все фасады. В этом случае снизить теплопотери до 40 % можно за счет применения специальных силиконовых фасадных красок. Такие краски содержат эмульсию кремнийорганического полимера, образующего тонкую пленку на поверхности частиц пигментов и наполнителей, что придает гидрофобность. Образующиеся покрытия обладают гидрофобностью, хорошей паропроницаемостью и существенно улучшают общий энергетический баланс в доме.
Значительные трудности для производителей смол и разработчиков рецептур ЛКМ представляет создание рентабельных в производстве алкидных красок с минимальным содержанием ЛОС (летучих органических соединений), обеспечивающих получение качественных покрытий. Для частичной или полной замены органических растворителей в алкидные олигомеры можно вводить воду, получая соответствующие эмульсии. Создавать алкидные ЛКМ с низким содержением ЛОС или без них, имеющие длительный срок хранения и образующие покрытия с отличными свойствами, позволяет применение в качестве стабилизаторов эмульсий немигрирующих полимерных ПАВ. Не считая проблем, возникающих при изменении рецептуры ЛКМ, есть несколько отрицательных последствий повышения содержания нелетучих веществ: формирование более мягких покрытий; снижение устойчивости покрытий к пожелтению в темноте; потеря контроля толщины отвержденного покрытия; замедление процесса высыхания. Кроме того, при снижении содержания растворителя и повышении количества полимера пропорционально увеличивается себестоимость материала.
Одним из способов разработки рентабельных алкидных ЛКМ с низким содержанием ЛОС является получение эмульсий алкидных олигомеров типа «вода в масле». Воду вводят в органорастворимый алкидный олигомер в качестве дисперсной фазы, частично заменяя растворитель или полимер. В настоящее время разработана технология эмульгирования с использованием полимерного ПАВ, позволяющая вводить большое количество воды в органорастворимые алкидные ЛКМ. Новая технология обеспечивает получение продукта с содержанием ЛОС менее 300 г/л и хорошим сроком хранения даже в тропических условиях, без ухудшения реологических характеристик и свойств лакокрасочного покрытия. Время высыхания ЛКМ существенно уменьшается, а содержание твердых веществ позволяет удешевить продукт.
Постоянный рост цен на топливо делает актуальным поиск новых решений, направленных на повышение эффективности работы судов. В настоящее время разработан инновационный метод, помогающий судовладельцам выбрать противообрастающие материалы для защиты корпуса судна и оценить их экономические и экологические преимущества. Сейчас можно рассчитать эффективность различных ЛКМ, используемых для защиты корпусов судов против обрастания и выбрать подходящий для данного судна вид лакокрасочного материала.
Различные экономически эффективные и экологически безопасные решения рассматриваются и при разработке лакокрасочных материалов для полов. Для удовлетворения экологических требований в этой области используется новое поколение эпоксидных смол. Новое поколение водоразбавляемых материалов обладает экологическими преимуществами и всеми характеристиками традиционных эпоксидных систем для изготовления полов. ЛКМ отличаются простотой нанесения, образуют покрытия с хорошими механическими свойствами и химстойкостью. Современные отвердители для водных эпоксидных материалов не только облегчают процесс отверждения, но и действуют как эффективные эмульгаторы, образуя с жидкой эпоксидной смолой систему, выделяющую в окружающую среду воду в виде безвредных паров.
Популярность новых водоразбавляемых материалов в гражданском строительстве для покрытий по бетону и самовыравнивающихся полов постоянно растет. Эти продукты также находят применение для окраски металлических изделий, т. к. они образуют долговечные антикоррозионные покрытия. В настоящее время разработана новейшая технология, которая предусматривает использование реакционноспособной эпоксидной смолы, эффективно отверждаемой при комнатной и пониженной температуре на 100 %. При этом композиция не содержит других компонентов. Технология универсальна для различных отраслей применения, но при использовании для получения экологически безопасных материалов для окраски полов иногда необходимо введение специальных добавок. Например, материалы, не содержащие ЛОС, обладают повышенным пенообразованием, поэтому рекомендуется применять пеногасители. В эпоксидных материалах для полов, отверждаемых при низких температурах, как правило, используют бензиловый спирт. Современные директивы по качеству воздуха в помещениях запрещают его использование, но материалы, изготовленные по альтернативным рецептурам, отверждаются намного дольше. Исключение бензилового спирта из рецептуры традиционных эпоксидных материалов, отверждаемых циклоалифатическими аминами, приводит также к ухудшению качества полов. Новый отвердитель, не содержащий бензилового спирта, обеспечивает быстрое отверждение, при этом выделения в окружающую среду намного ниже уровня, устанавливаемого законодательством.
Новый аминный отвердитель FA-3 предназначен для использования с разбавленными жидкими эпоксидными смолами при температуре окружающей среды ниже 10 °С. В отличие от традиционных циклоалифатических аминов он не содержит пластификаторов. Покрытия полов, полученные с его применением, обладают повышенной твердостью и химстойкостью. Исследования показали, что FA-3 является отличным выбором для изготовления промышленных полов и покрытий, когда запрещено использование пластификаторов. ЛКМ, практически не оказывающие вредного воздействия на окружающую среду и образующие долговечные покрытия, разработаны на основе чисто акрилового полимера. Дисперсия имеет высокую концентрацию полимера и незначительное содержание эмульгатора и загустителя на основе возобновляемого сырья. С применением таких дисперсий была разработана рецептура ЛКМ для наружной окраски, соответствующая критериям маркировки EU Ecolabel. Содержание нелетучих веществ в новой краске составляет около 66 %. Однако это не позволяет обеспечить требуемый расход — 8 м2/л и укрывистость 98 % при максимальном содержании белого пигмента 36 г/м2. Поэтому рецептура в настоящее время дорабатывается.