Кремния диоксид коллоидный вспомогательное вещество заводы

Если говорить про коллоидный диоксид кремния как вспомогательное вещество, многие технологи сразу представляют себе готовый порошок в мешках — но на деле главная сложность начинается с подбора сырьевой базы. У нас в ООО Шаньдун Инжуй Новые Материалы изначально была установка для производства пирогенного кремнезёма, но когда поступили запросы на коллоидные формы, пришлось пересматривать всю логику подготовки шихты. Помню, как в 2019 году мы пробовали использовать кварцевый песок из карьера под Читой — казалось бы, диоксид кремния там под 99%, но после попытки гидратации вылезли проблемы с ионами алюминия и титана, которые давали гелеобразование уже на стадии активации. Пришлось заключать контракт с поставщиком обогащённого сырья из Казахстана, хотя это удорожало тонну на 12%.

Технологические нюансы подготовки суспензии

На нашем заводе в Цзыбо сначала собирали линию для получения золя с содержанием SiO2 до 30%, но быстро столкнулись с седиментацией при хранении. Лаборатория предлагала увеличить долю стабилизатора — этилового эфира целлюлозы, но это противоречило требованиям фармакопейных стандартов для вспомогательных веществ. В итоге разработали двухстадийную систему гомогенизации: сначала ультразвуковая обработка при 40 кГц, потом пропускание через мембранный модуль с порами 0.8 мкм. Кстати, именно тогда мы начали сотрудничать с немецкой компанией по поставкам мембран — их ресурс оказался на 30% выше китайских аналогов, хоть и дороже.

Интересный случай был с заказом от производителя таблетированных препаратов в Новосибирске — им требовался коллоидный диоксид кремния с размером частиц строго 15–25 нм для улучшения текучести порошковой смеси. Мы отгрузили три партии, но у них на прессе всё равно возникало уплотнение. Разбирались две недели, пока не выяснили, что проблема была в остаточной влажности 0.3% (при допустимых 0.5% по ТУ). Оказалось, их собственная сушилка не досушивала смесь перед таблетированием, а наши частицы из-за высокой удельной поверхности адсорбировали эту влагу и теряли эффект скольжения.

Сейчас для фармзаказчиков мы специально держим отдельную линию с осушением азотом — да, себестоимость растёт, но зато нет рекламаций по параметру сыпучести. Кстати, именно после этого случая мы ввели в протокол испытаний дополнительный тест на кинетику влагопоглощения — просто ставим образцы в климатическую камеру с циклами 25°C/60% влажности и замеряем прирост массы каждые 12 часов.

Логистика и хранение коллоидных систем

Когда начали отгрузки в Беларусь, столкнулись с тем, что зимой при -20°C в цистернах появлялись участки гелеобразования. Пришлось разрабатывать систему подогрева тары — сначала пробовали электрические ленты, но это требовало переоборудования всего автопарка. В итоге совместно с инженерами из Казани сделали вариант с теплоизоляцией из вспененного полиэтилена и системой пассивного подогрева за счёт экзотермической реакции при смешивании компонентов. Не идеально, но на пробной партии в 10 тонн потери составили всего 2% против 15% ранее.

Сейчас все контейнеры маркируем не только по дате производства, но и по рекомендуемому температурному режиму — зелёная метка для продуктов стабильных при +5...+30°C, жёлтая для тех, что выдерживают заморозку до -10°C. Это простое решение снизило количество претензий от логистических компаний на 40%.

Особенно сложно было с поставками в южные регионы — в Краснодарский край летом температура в неохлаждаемых складах достигала +45°C. Для таких случаев мы разработали модификацию с добавкой 0.01% поливинилпирролидона, которая предотвращает коагуляцию при кратковременном перегреве. Правда, пришлось регистрировать изменения в ТУ — процесс занял почти полгода.

Взаимодействие с производителями готовой продукции

Работая с заводом по производству красок в Екатеринбурге, мы обнаружили, что их технологи добавляют наш коллоидный диоксид кремния непосредственно в бисерную мельницу вместе с пигментами. Это приводило к резкому росту вязкости и перегреву мелющих тел. После трёх недель испытаний предложили им схему послойного введения — сначала диспергаторы и пигменты, потом наши частицы на стадии финишной гомогенизации. В результате они сократили энергозатраты на помол на 18%.

Ещё один кейс — сотрудничество с производителем герметиков в Татарстане. Они жаловались на пузырение композиций после введения нашей добавки. Оказалось, проблема в остаточном этаноле из нашей технологии (мы используем его при осаждении кремнезёма). Пришлось устанавливать дополнительную вакуумную дегазацию на линии очистки — оборудование взяли у того же немецкого поставщика, что и мембраны. Зато теперь можем гарантировать содержание летучих менее 0.01%.

Сейчас ведём переговоры с фармкомбинатом в Калининграде о поставках коллоидного диоксида для создания оболочек капсул — там требования ещё строже, нужна стерильная фильтрация через 0.22 мкм. Наш технолог предлагает модернизировать участок тонкой очистки, но пока сомневаемся в окупаемости — такое оборудование будет стоить как треть годового оборота по этому продукту.

Перспективы модификации поверхности частиц

В прошлом году мы запустили пилотную установку для силилирования поверхности частиц — сначала пробовали гексаметилдисилазан, но он давал слишком гидрофобные свойства. Для фармацевтики это не подходило, так как требовалась регуляция смачиваемости в определённом диапазоне. Сейчас тестируем модификацию аминогруппами через 3-аминопропилтриэтоксисилан — пока стабильность суспензий сохраняется до 6 месяцев.

Интересный эффект обнаружили при работе с полимерными композициями — модифицированные аминогруппами частицы лучше диспергируются в эпоксидных смолах, но хуже в полиуретанах. Видимо, есть специфика взаимодействия с изоцианатными группами. Коллеги из ООО Шаньдун Инжуй Новые Материалы сейчас как раз изучают этот механизм — если удастся его понять, сможем предложить целую линейку целевых модификаций.

Планируем в следующем квартале запустить опытно-промышленную партию для испытаний в композитах для авиации — там требования по ударной вязкости особые. Но пока не уверены, выдержит ли наше оборудование необходимую точность дозирования модификатора — погрешность должна быть не более 0.5%.

Экономика производства и рыночные перспективы

Себестоимость коллоидного диоксида у нас вышла примерно на 25% выше, чем у китайских конкурентов — в основном из-за дороговизны импортного оборудования и более строгих требований к контролю качества. Но этот недостаток компенсируется стабильностью параметров — наши клиенты из Европы готовы платить премию за то, что каждая партия имеет идентичные характеристики.

Сейчас рассматриваем возможность установки реакторов непрерывного действия вместо периодических — по расчётам это снизит энергозатраты на 15% и улучшит воспроизводимость. Но стартовые инвестиции около 2 млн евро, поэтому пока отложили проект до улучшения рыночной конъюнктуры.

На сайте https://www.sdyingrui.ru мы специально не указываем точные цены — только технические характеристики и условия проведения испытаний. Опыт показал, что переговоры о стоимости лучше вести индивидуально, учитывая объёмы и требования конкретного заказчика. Кстати, после ребрендинга в прошлом году количество запросов из СНГ выросло на 30% — видимо, сыграло роль наличие информации на русском языке с техническими примерами.