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抗紫外线、抗黄变

我国重防腐涂料的现状和发展

       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(注,防腐涂料的基材附着力和层间附着力对涂层的防护寿命影响非常明显)。重防腐涂料是防腐涂料中*具代表性和影响力、且*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**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。

       在世界范围内,工业防护是防腐涂料*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。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%。

       我国是重防腐蚀涂料第一大产销国。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。重防腐涂料是我国涂料行业对外开放*早、国际化程度*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。

      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。

       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*为广泛、*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。

      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。

       重防腐涂料的发展方向。环保化、高性能化、多功能化和省工程化是今后重防腐涂料的发展方向。高固体份涂料、水性涂料、粉末涂料等传统环保涂料和氟碳涂料、聚氨酯涂料、环氧涂料等高性能涂料仍是重点发展产品, 同时随着技术的进步、政策法规的日趋严格、应用范围的扩大及使用要求的提高, 又催生了众多性能更优异、施工更便捷、使用更环保的重防腐涂料新品种。

       聚脲重防腐涂料。喷涂聚脲弹性体是近十几年来, 继高固体分涂料、水性涂料(炔二醇表面活性剂市场消费量近些年随着水性涂料的发展而得到快速增长)、辐射固化涂料、粉末涂料等低污染涂料之后, 开发出来的一种新型的没有溶剂污染的绿色涂料涂装技术。与传统环保涂料涂装技术相比, 喷涂聚脲弹性体技术有很多优点。一般防护涂料3~5 年就要进行修复或翻新,不但维修费用高, 而且间接损失大, 甚至不可修复;而喷涂聚脲防护涂料虽一次性投资相对较高, 但有效防护期限长达百年。因此, 综合而言, 选取一次性成本略高, 但性能优越, 可靠性及可维修性好, 使用年限长的防护涂料, 年均防护成本更低。

       聚脲产品在我国问世10 多年来, 得到了快速的发展。除青岛海洋化工研究院外, 江苏省化工研究所、烟台华特聚氨酯公司、湖南湘江涂料集团有限公司、广州秀珀化工股份有限公司等也纷纷加入到聚脲研制的行列中。目前我国已成功研发了防水耐磨材料、防滑铺地材料、阻燃装饰材料、道具保护材料、耐磨衬里材料、柔性防撞材料, 并已应用到实际工程中。与此同时, 美国Huntsman、美国陶氏、德国Bayer、德国BASF 等化工巨头也在我国大陆设立了聚脲销售代理商。此外, 美国SPI、美国纽科、韩国一山、美国宝莱、我国台湾环聚、美国联合涂料、美国顺缔等公司也陆续开始向我国大陆销售聚脲。

       氯醚重防腐涂料。氯醚重防腐涂料是以氯醚树脂为主要成膜物,辅以改性树脂、溶剂、颜填料、助剂等配制而成。氯醚树脂具有多种优点,如防腐性好,稳定性好,溶解性强,混溶性好,附着性好,润湿性好和阻燃性等。氯醚树脂优异的综合性能使其在涂料领域大显身手, 可以被用来制造防腐涂料、船舶集装箱涂料、导电涂料和防火涂料等, 既可以做底漆、中层漆, 也可以做面漆, 广泛用于车库门窗、屋顶雨水槽、烟囱、灯柱、公路防撞隔离板、石油化工装置的外管道及储槽等钢结构, 以及与水或水蒸汽接触的建筑物等的装饰和防护。通过合理的配方和涂装配套体系设计, 氯醚树脂涂料的综合防腐性能远远高于目前市场上任何一种含氯聚乙烯防腐涂料, 完全可以替代氯化橡胶防腐涂料、高氯化聚乙烯防腐涂料、氯磺化聚乙烯防腐涂料。

       聚苯胺涂料。聚苯胺防腐性能非常优异, 它可使金属表面钝化, 形成金属化合物, 使电位上升, 阻止电化学反应的发生;它还可在金属表面形成电场, 该电场的方向与电子传递方向相反, 从而阻碍电子从金属向氧化物质的传递, 起到屏障电子传递的作用。研究称聚苯胺可以形成类似于催化剂一样的过程, 即能够循环再生, 理论上能达到永远防腐的效果。目前, 开发聚苯胺防腐涂料已成为涂料研发领域的一个新热点, 聚苯胺涂料具有普通涂料不可比拟的抗划伤、抗点蚀及防止海生物附着等优点。这些优良的特性使聚苯胺涂料能在严酷条件下具备良好的防腐功能, 因此, 常被应用于一些如航海、航天等环境极端的领域。环氧树脂涂料本身具有附着力强、强度高、耐化学品、耐磨等特点, 是目前应用*广、数量*多的重防腐涂料。环氧树脂与聚苯胺共混, 使其优异的成膜性能与聚苯胺**的防腐性能相结合, 使该共混涂料的漆膜物理机械性能、防腐性能和施工性能得到了很好的提升, 因此, 聚苯胺/环氧共混涂料在金属防腐方面具有独特的应用前景。虽然目前对聚苯胺涂料的研究已经较为深入,但工业化应用并不广泛, 聚苯胺在环氧树脂中的分散性等还需进一步研究。相信不久的将来, 随着技术的进步, 聚苯胺/ 环氧树脂共混涂料一定能在重防腐领域占有重要一席。

       低表面处理重防腐涂料,又称表面容忍性涂料, 它是涂料与涂装结合发展的*好典型。从基本原理分析, 低表面处理涂料本身有良好的渗透性, 能浸润、封闭锈层及涂料中的反应基团, 使活性颜料与铁锈中活泼有害的成分发生反应, 生成稳定的抑制化合物, 使铁锈成为特殊的保护膜。除了渗透型、稳定型、转化型低表面处理涂料外, 近年来, 国内外开发了具有更多优良特性的功能型低表面处理涂料。低表面处理涂料是近年发展起来的新颖的重防腐涂料, 突出特点是省工程、环保、节能, 可以直接涂装在手工或动力工具打磨后的钢结构表面;复涂在高压水喷射除锈后, 有闪锈的钢材表面;复涂在环氧、聚氨酯醇酸等旧涂层上, 且配套性能良好。低表面处理涂料的应用有效降低了由喷砂、抛丸等工序给施工人员带来的伤害和环境污染, 在用较低的成本, 对钢结构旧涂层的维修和升级方面有较重大意义。


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