防腐蚀市场需求日益高涨 市场经济体量将超万亿
目前,腐蚀问题主要是通过防腐涂料对工程设备进行装涂来解决,作为抵御腐蚀的“防弹衣”,防腐涂料的市场需求日益高涨。在国内,尤其是对防腐规格有着严苛要求的石油化工、管道运输、海洋工程等行业,对防腐材料及重防腐涂料的需求量始终保持着持续稳定的增长趋势。
十三五期间,我国涂料行业总产值年均增长底线在6.5%左右,到2020年,中国涂料行业总产值预计增长至5600亿人民币左右,总产量预计增长至2200万吨左右。
其中,重防腐涂料作为在相对苛刻的腐蚀环境下,还能能达到比常规防腐涂料更长保护期的涂料,被广泛应用在具有严酷腐蚀条件下的工程设备及设施中。随着国家对深海资源的勘探与开发以及“走向深海大洋”战略目标的实施,重防腐涂料将拥有更为广阔的市场体量。
经过对近年的数据分析我们发现,2010-2017年间,中国重防腐涂料市场销售收入呈波动增长趋势,增长情况大致与工业总产值类似。2017年,重防腐涂料行业实现销售收入884.65亿元,同比增长了14.0%。而据前瞻产业研究院《2018-2023年中国重防腐涂料行业发展前景预测与领先企业经营分析报告》预测分析,到2023年重防腐涂料行业将实现销售收入达1981亿元。
高端防腐涂料难觅国产品牌 市场体量难掩技术差距
我国拥有千亿级别的防腐涂料市场,但是国内防腐市场格局却是另一番景象。以船舶重防腐涂料市场为例,阿克苏诺贝尔、PPG、海虹老人、佐敦、日本中涂、日本关西等国外企业基本瓜分了80%的市场份额。在2017年,海虹老人、日本中涂、日本关西和韩国KCC在集装箱重防腐涂料市场的占有量甚至达到了惊人的95%,国外巨头涂料企业基本形成了相对垄断国内市场的竞争格局。即便是重防腐涂料市场每年都在高速增长,给国内企业成长带来了一定契机,但限于技术的差距,国内防腐品牌明显缺乏市场竞争力。
时至今日,国内一些特大型、重点工程项目,但凡需要高规格防腐处理技术,均能看到国外品牌的身影。如在中国建造的全球最大的煤化工Flour工程中,指定使用阿克苏诺贝尔和佐敦等公司的重防腐涂料。中国国内第一高楼——上海中心大厦的相关防腐防火涂料基本上也采用了阿克苏诺贝尔涂料,以上例子,不胜枚举。
当之无愧的新材料之王石墨烯 促重防腐行业新变局
石墨烯作为新型的纳米材料,有“新材料之王”的美誉,其良好的阻隔性能和屏蔽性能,以及具有极为优秀的导电、导热、超轻薄、超大比表面积等特性,让其成为改善防腐涂料性能、降低防腐涂料成本的天然功能性材料。
经过众多权威实验数据表明,石墨烯作为关键材料在防腐涂层发挥的作用尤为明显,其可以有效地阻隔外界环境、腐蚀物质等向金属基材渗透和扩散,并形成致密的保护层,具有防腐效果好,涂层厚度低,附着力高,重量轻,机械性能好,耐盐雾性能极佳,寿命长久且成本低等优势,是传统防腐涂料良好的升级替代产品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功应用,将大大改善腐蚀耗损对经济发展产生的负面影响,同时也将成为工业防腐涂料的一个崭新的亮点和新的驱动点。
在日前发布的《2018石墨烯技术专利分析报告》中显示,在全球所有石墨烯相关技术专利总量中,中国申请专利的数量最多,达37521件,跃居世界首位,占据了66.5%的份额。政策的支持、技术的驱动、资本的进入,给中国科技创新“弯道超车”带来了新机会,同时也为中国工业防腐涂料变革迎来了新的变革机遇。
石墨烯防腐涂料优势明显 经济和环保效应突出
据珠海聚碳复合材料有限公司董事长陈小刚先生介绍,“相比传统重防腐涂料,石墨烯防腐涂料除了在性能上有大幅改善,还具有传统防腐涂料无法比拟的环保和成本优势。”众所周知,腐蚀是因为金属表面接触空气、水或其他腐蚀介质导致的,解决腐蚀的主要方法就是给金属涂上涂层材料,通过物理隔绝、化学、电化学反应来达到防腐目的。目前在钢结构重防腐领域,全世界普遍采用富锌涂料处理腐蚀,由于锌的电极电位比钢铁低,通过牺牲阳极的作用使钢铁不易被腐蚀,但大量锌粉的使用,不仅会增加增加涂装成本,还会带来严重的“锌污染”。
石墨烯材料本身特性使得其在物理防腐和电化学防腐方面有着天然优势,石墨烯片层结构层层叠加,交错排列,在涂层中可形成“迷宫式”屏蔽结构,能够有效抑制腐蚀介质的浸润、渗透和扩散,提高涂层的物理阻隔性,同时,石墨烯的共轭结构使其具有很高的电子迁移率,表现出良好的导电性,其片层结构亦能够保证涂层间有较好的电化学接触,形成强大的导电网络,进而可以使用更少的锌粉实现一样的阴极保护作用。
而在石墨烯防腐涂料的配方中,主要指防腐原理是以屏蔽作用为主的粉体,均可以用石墨烯进行替代改性,而石墨烯的添加量仅为0.5%-2%,便可取代30%-60%的防腐防锈填料,其降低成本、改善环境的意义,可见一斑。
做好产业规划 推动产业升级
石墨烯防腐涂料的出现,短时间内很难改善中国防腐产业长期被外企把持的局面,防腐涂料行业的崛起,离不开石墨烯技术、涂料厂商、政策导向和应用端的支持,总体来讲,石墨烯防腐涂料前路光明,但道路依然曲折。行业内,需要更多涂料企业,在技术开发、环境性能考核、标准制定、工程应用和产业化等各个环节全方位推动石墨烯重防腐涂料的发展。