国内外重防腐涂料之现状及发展方向
腐蚀是金属、混凝土、木材等物体受周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象。
腐蚀是人类的大敌。据相关统计, 全世界每年因腐蚀造成的经济损失高达1 万亿美元, 约为地震、水灾、台风等自然灾害造成经济损失总和的6 倍,占各国国民生产总值的2%~4%。我国每年因腐蚀造成的经济损失达1.2 万亿元, 超过很多省市一年的GDP, 可约建441 个鸟巢、7 个三峡工程、46 条青藏铁路, 损失之大令人咂舌。腐蚀在给经济造成巨大损失的同时, 还会带来资源的巨大消耗,加剧环境污染, 因此防腐蚀研究越来越受到世界各国的重视。在各种防腐蚀措施中, 以防腐涂料来防腐蚀最为经济、实用和方便。
在涂料行业中, 防腐涂料的产量是仅次于建筑涂料的第二大涂料品种, 一般分为常规防腐涂料和重防腐涂料。常规防腐涂料是指在一般环境条件下, 对金属等基材起防腐蚀作用、延长其使用寿命的涂料;重防腐涂料是相对常规防腐涂料而言, 是指能在相对苛刻腐蚀环境里应用、并具有能达到比常规防腐涂料更长保护期的一类防腐涂料。重防腐涂料是防腐涂料中威力最大、最具代表性和影响力、且最有发展潜力的一类防护涂料, 也是衡量一个国家涂料工业发展水平的重要标志之一。重防腐涂料具有两个显着特征:一是能在苛刻条件下使用, 并具有长效防腐寿命, 重防腐涂料在化工大气和海洋环境里, 一般可使用10 年或15 年以上, 即使在酸、碱、盐和溶剂介质里, 在一定温度条件下, 也能使用5 年以上;二是厚膜化, 一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100 μm或150 μm 左右, 而重防腐涂料干膜厚度则在200 μm或300 μm 以上, 还有500~1 000 μm, 甚至高达2 000 μm。
重防腐涂料以其卓越的防护性能, 主要应用在船舶、集装箱、石油化工、建筑钢结构、铁路、桥梁、电力和水利工程等诸多关乎国家发展战略和经济命脉的重要领域, 重防腐涂料对经济发展起着非常重要的保驾护航作用。
1
重防腐涂料发展状况
1.1
国外发展状况
2011 年全球重防腐涂料消费量为362 万t,价值120 亿美元。工业防护是其最大消费领域,占总消费量的53%;船舶涂装次之, 占35%;集装箱涂装占7%;海洋设施防护占5%。未来随着全球经济一体化进程的加快, 海运业将快速发展, 将由此带动重防腐涂料的需求增长。
预计到2016 年, 全球重防腐涂料的需求量将达到428 万t, 2011—2016 年年均增长3.4%, 其中海洋设施和集装箱领域对重防腐涂料的需求增长较快。全球重防腐涂料消费构成及需求预测见表1。
重防腐涂料因技术含量较高, 进入门槛也较高(如进入船舶涂料、集装箱涂料等领域需要取得国际相关资质认证), 因此成为涂料工业市场集中度相对较高的一个领域, 特别是高端市场几乎被国际大公司所垄断。荷兰Akzo Nobel、挪威Jotun、日本Chugoku、美国PPG、丹麦Hempel 五大公司, 采取全球化经营战略, 其全球市场占有率超过50%;世界排名前十公司全球市场占有率高达67%。2011 年全球重防腐涂料市场占有率见表2。
1.2
国内发展状况
我国是世界第一大涂料产销国, 同时也是重防腐蚀涂料第一大产销国。2012 年我国涂料产量1 272 万t, 进口量17.45 万t, 出口量16.65 万t,消费量1 273 万t, 其中重防腐涂料消费量为175万t, 占国内涂料总消费量的13.7%, 占世界重防腐涂料总消费量的40%以上。我国是世界船舶和集装箱生产大国, 近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展, 为重防腐涂料提供了广阔的市场空间。2012 年我国重防腐涂料消费构成见表3。
重防腐涂料是我国涂料行业对外开放最早、国际化程度最高的领域。自20 世纪80 年代中期,世界船舶、集装箱产业开始向我国转移起, 国际知名重防腐涂料生产商丹麦Hempel、英国IP、挪威佐敦、日本中涂、美国PPG、荷兰Akzo Nobel、韩国KCC 等就纷纷来我国投资设厂, 完成了本地化生产和战略布局, 从而形成了我国重防腐涂料高端市场由外资(含合资) 主导, 低端由内资企业为主的竞争格局。在技术要求较高的集装箱和船舶涂料领域, 外资和合资企业的产品分别占据了我国95%和80%的市场份额;海上石油钻井平台和海上设施所用的重防腐蚀涂料市场100%被Akzo Nobel、PPG、Hempel、Jotun 和日本关西等公司所占领;海洋工程重防腐涂料领域Jotun 公司占有60%的市场份额;可以说海洋涂料(包含船舶涂料、集装箱涂料、海上设施及海洋港口设施涂料等) 是一个不属于中国的中国市场。外资涂料企业在我国重防腐蚀涂料各领域中的市场份额见表4。
近年来, 一些内资企业依靠自主创新、质优价廉的产品和及时周到的服务, 在重防腐涂料诸多领域也开辟出自己的一片天地。另外, 国内石家庄金鱼、山东齐鲁、武汉双虎、中华制漆、珠江化工、常州振华、重庆三峡、湖南湘江、浙江天女、苏州吉人在防腐涂料领域也有不俗的业绩。但总体而言, 在重防腐涂料领域内资企业与外资企业相比,严重缺乏核心竞争力, 在生产规模、产品档次、施工质量、服务水平等方面都还存在很大差距,以目前的实力还很难步入高端市场, 仅在钢结构、铁路、高速公路、石油化工等内陆配套防腐体系中占据一定市场份额。
2
重防腐涂料品种及涂装配套体系
常用的重防腐涂料有:富锌底漆、环氧树脂涂料、聚氨酯树脂涂料、丙烯酸树脂涂料、氯化橡胶类涂料、玻璃鳞片涂料、环氧树脂粉末涂料、氟碳涂料、聚硅氧烷涂料、聚脲等等, 其中环氧树脂涂料往往与富锌底漆配套使用, 适用于工业生产中严重腐蚀环境, 尤其适用于各种贮罐内表面的涂装。每年世界上约有40%以上的环氧树脂用于制造环氧涂料, 其中大部分用于防腐领域。环氧防腐涂料是目前世界上应用最为广泛、最为重要的重防腐涂料之一。在我国重防腐涂料品种结构中, 环氧类也是居于首位, 占33%~39%;聚氨酯类次之, 占22%~27%;富锌底漆占11%~17%;丙烯酸类和氯化橡胶类各占11%~16%;氟碳类占3.3%~6.6%;聚硅氧烷类占1.1%~2.2%;其他类(如聚脲等) 占1.1%~2.2%。上述重防腐涂料可以组成多种配套体系, 工程防护也可分为单层、底面双层和底中面三层三种涂装体系, 不同的涂料配套体系和涂装体系,防护性能差异很大。具体见表5 和6。
我国重防腐涂料多采用底中面三层涂装体系,涂料配套体系多以各种富锌底漆打底, 环氧云铁作中间漆, 再配以聚氨酯、丙烯酸、氯化橡胶、氟碳、聚硅氧烷等各种面漆。我国重防腐涂料主要配套体系及涂装实例见表7。
3
与重防腐涂料相关的国内外法律法规
随着全球对绿色低碳、节能环保的要求日趋严格, 国内外颁布了一系列涉及重防腐涂料领域的法律、法规及标准, 内容涉及环保、高性能和长效保护等;这些法律、法规及标准成为推动重防腐涂料发展的重要驱动力。主要法律法规及标准如下。
3.1
国际公约
2001 年通过的IMO (国际海事组织) 《国际控制船舶有害防污底系统公约》(简称AFS 公约)于2008 年9 月17 日正式生效, 要求自生效之日起所有船舶底部不准再有裸露的含TBT 的防污涂料;2006 年12 月的MSC 第82 届会议上通过了《所有类型船舶专用海水压载舱和散货船双舷侧处所保护涂层性能标准》(简称IMO PSPC WBT),并于2008 年7 月1 日起对总吨位在500 t 以上的国际航行船舶强制性执行;2009 年全部停止溶剂法氯化橡胶生产线, 履行蒙特利尔保护大气臭氧层公约;2010 年全面禁止使用含DDT 的船底防污漆, 履行斯德哥尔摩公约禁用永久性对环境有害化学品条款;自2010 年1 月1 日中国香港船舶涂料VOC 标准开始执行;2010 年5 月19 日的MSC第87 届会议上正式通过了《货油舱涂料和防腐保护》的标准, 将于2013 年正式生效(IMO PSPCCOT);船舶能效设计指数(EEDI)、船舶能效营运指数(EEOI) 将于2013 年正式生效。此外还有船舶压载水管理公约、拆船公约、....
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