国内外涂料工业现状及发展趋势(二)(精)

('【发展论坛】收稿日期:2005-04-11修回日期:2005-05-26作者简介:赵金榜(1941-,男,正高级工程师,主要从事涂料及相关材料研究工作。作者联系方式:(Tel021-。国内外涂料工业现状及发展趋势(二———中国涂料工业现状及发展思路赵金榜(上海市涂料研究所,上海200062摘要:———分析了中国涂料工业的发展现状以及面临的挑战。对我国各种功能型涂料防火涂料、地坪涂料、氟碳涂料、纳米复合涂料、伪装涂料、船舶防污涂料、重防腐涂料、卷材涂料、水性聚氨酯涂料和隔热涂料等的研究现状进行了概述。提出了中国涂料工业的发展思路。关键词:涂料;涂料工业;功能型涂料中图分类号:TQ63文献标识码:B文章编号:1004-227X(200602-0041-05Currentstatusanddevelopmenttrendofdomesticandworldcoatingindustry(—CurrentstatusⅡanddeve-lopmentideasofChinesecoatingindustry//ZHAOJin-bangAbstract:Thecurrentdevelopmentstatusofcoatingindus-tryandachallengetoChinesecoatingindustrywereana-lyzed.Researchstatusofvariousfunctionaldomesticcoat-ingssuchasfire-retardantcoatings,floorcoatings,fluoro-carboncoatings,nano-scalecompositecoatings,camouflagecoatings,marineantifoulingcoatings,heavy-dutycorrosionresistantcoatings,coilcoatings,waterbornepolyurethanecoatingsandthermalinsulationcoatingsweresummarized.ThedevelopmentideasofChinesecoatingindustrywerepresented.Keywords:coating;coatingindustry;functioncoatingAuthor’saddress:ShanghaiResearchInstituteofPaint&Coatings,Shanghai200062,China1前言2004年我国涂料市场总量供大于求,中低档产品过剩,部分高档产品供应不足,需求呈多层次多元化发展态势,专用漆比重继续增加。我国建筑涂料年增长率9%以上,其生产量占整个涂料产量的30%~40%。工业涂料市场增长率为7%左右,其中汽车、摩托车、船舶、家电等生产发展较快。据预测,2005年我国涂料市场供需可能趋于平衡,其需要量超过255万吨,预计产量为350万吨。从现在起到2007年我国对涂料的需求增长率将名列世界前列。而我国的涂料产量已占世界第二位,其产品结构大致为:建筑涂料45%~50%,工业涂料35%~40%,特种涂料10%~15%。其中建筑涂料将要提高乳胶漆的比例,在本年度争取达50%或以上;在工业涂料领域,将逐步扩大水性涂料、高固体涂料、无溶剂涂料、粉末涂料和辐射固化涂料所占比例(目前我国水性涂料已占涂料总量的35%,粉末涂料产量居世界第一,UV固化涂料产量2.3万吨,属于UV固化涂料世界生产大国。我国涂料工业将朝四大趋势发展:企业向专业化、规模化、集团化方向发展;产品向高科技含量、高质量、多功能方向发展;品种向环保型、节能型方向发展;我国涂料还将逐步走出国门,参与国际竞争[17,52,54-56]。2我国涂料市场所面临的挑战当今我国涂料市场形势是:全球几乎所有顶级和著名涂料企业都已涌入中国,无论在建筑涂料,还是在工业涂料或特种涂料领域,这些企业几乎都居优势地位。据估计,我国涂料市场的45%已为这些涂料企业所占,而高档涂料产品基本上来自它们。鉴于目前世界石油价格飞涨,国外涂料企业采取并购和业务重组的策略以形成一股强劲的势力向中国涂料市场扩展,使市场竞争日趋剧烈。如德国Altana公司拟于珠海投资办特种涂料厂,日本阿童木集团已在江苏无锡投厂专营地坪涂料;世界粉末涂料位居第三的Rohan&Haos公司已在上海建立首家亚洲涂料厂,生产粉末涂料,其中产量的80%供给中国市场;立邦涂料公司计划近几年在中国涂料市场达到100亿元的销售额;韩国高丽化学公司将在北京顺义区生产汽车涂料・!"・和卷材涂料,并打算到2008年成为中国涂料的十强企业等。因此,我国涂料工业将面临巨大的挑战。涂料市场的竞争将是前所未有的[4,52,55-59],因此,国内企业要想在市场中占有一席之地,新技术、新产品的开发是关键。特种涂料的开发将成为21世纪中国涂料市场的开发热点。3我国特种涂料研究现状3.1防火涂料防火涂料是一种对底材起物理保护作用并具有阻燃耐火功能的涂料,其中最重要的是发泡型防火涂料,它能在一定温度下发泡,形成防火隔热层,我国的防火涂料以钢结构防火涂料为主。钢结构建筑中钢材受热到600℃左右会软化而丧失结构强度,因此需要这种涂料来保护。超薄型(2~3mm钢结构防火涂料曾是国内空白,一直依靠进口,如德国Herberts(现为Dapont公司所属、英国的Nallifire和日本涂料公司的产品。自从国内涂料企业和有关研究院校协同攻关后,现已开发出可与国外先进产品相媲美的超薄型钢结构防火涂料等,其物理性能及重要性能指标、耐火极限等均不亚于国外同类产品。虽然目前有些阻燃助剂如多聚磷酸铵、磷酸三聚氰胺等原材料与国外相比尚有差距,但以上这些努力已使我国防火涂料技术和水平距离国际先进水平不远[61-63]。3.2地坪涂料地坪涂料是随着改革开放的大潮孕育产生的涂料品种,随着国外生产企业不断进入中国,其用途和影响不断在扩大。过去工矿企业生产场地裸露,没有地坪涂料保护,因此操作时尘埃比比皆是,影响厂容。而合资和独资企业的工作场地均用地坪涂料覆盖,因此环境整洁,操作安全。地坪涂料行业因此随之兴旺起来。20世纪80年代,生产地坪涂料的只几家,而现在达500家以上,其应用领域扩展到家居和商业市场,其生产的品种也由单纯的溶剂型发展到水性、无溶剂型,功能由单一的防护扩大到耐磨型、抗静电型、防滑型和自流平型等多种。广州有一家涂料厂,凭借其地坪涂料技术,产品扩展到全国,并已在上海设立了工厂,总产值达到1.6亿元[7,18,64,65]。3.3氟碳涂料我国涂料行业着重于氟碳涂料研究的主要原因是氟碳涂料具有优异的性能。国外如日本旭硝子公司、大金公司、美国Dupont公司、PPG公司、荷兰AK20-Nobel公司以及美国Elf.Ato化学公司等都有具独特功能的氟碳树酯及涂料。彩钢板、高层建筑、露天大型物件、高速列车、桥梁和电视塔等难以施工的场所,以及一些要求高温防腐蚀之处,甚至船舶防污损等,都是氟碳涂料大显身手之地。前不久建起的宁波院士桥就采用常温彩色钢结构用氟碳面漆和氟碳清漆涂装,据称具有超强的耐候性、耐酸碱和耐盐雾等优点,可保质15年以上。因此,国内业界几经努力,现在终于有了自制的氟碳树酯及其涂料,品种有FEP氟碳树酯粉末涂料、热固性FEVE氟碳树酯涂料、三氟氯乙烯、烷烯基酯多元共聚氟碳树酯涂料、四氟乙烯-乙烯基酸多元共聚树酯涂料、三氟氯乙烯-乙烯基醚树酯涂料和水性氟碳树酯涂料等,广泛应用于防腐、卷材、建筑等领域,仅在2003年,其用量达0.7×104t/d,且以30%的速率增长。大连振邦氟涂料公司以此起家,现已发展成为年产万吨级氟树酯涂料厂,居亚洲第一位,产值在2亿元以上[37,66-68]。3.4纳米复合涂料我国的纳米技术已经走在世界的前列。要使纳米材料在涂料里发挥作用,必需有2个前提,一是纳米材料在涂料里的稳定性要好,二是纳米材料能在涂料里保持良好的分散状态。目前,国内已在建筑涂料领域里取得了良好的成果,即用纳米材料可提高建筑外墙涂料的耐候性和增强内墙涂料的抗菌效果,并正在进行产业化准备工作;纳米材料在工业涂料中的应用,诸如提高涂层的耐磨性、涂料的导电效果以及功能性涂料方面已取得初步成效,从而使我国在纳米复合涂料方面的研制和开发上了新的台阶[43,44,52,69]。3.5伪装涂料如前所述,伪装和隐身实际上是一个目的。我国自20世纪60年代开始就已断断续续从事这一方面的涂料研究和开发工作,近二十多年来,由于改革开放和化学合成技术的进步,我国对伪装涂料的研究已迈出了一大步,与国外的先进技术差距也越来越小,目前单项反侦察手段的伪装涂料技术如光学伪装涂料、近红外伪装涂料、红外伪装涂料、伪装降温涂料、防雷达伪装涂料等均已取得良好成果并付诸应用,而针对多重侦察手段的兼容性光谱吸收及多功能兼容涂料等方面的研究开发也已取得重要进展[7,70-71]。3.6船舶防污涂料人类自掌握航海技术以来就一直与海洋污损生物进行不懈的斗争。海洋污损生物附着于船体,使船舶负重和表面粗糙,严重影响了船舶的航行速度,增加了不必要的燃料消耗,并使船体严重腐蚀,大大减・!"・少了船舶的使用寿命。为防海洋污损生物附着,需要使用毒料抑制海洋污损生物附着和生长。迄今为止,对付海洋污损生物最为有效的是采用有机锡毒剂,以其制成自(行抛光(使船舶表面光滑以减少航行阻力,加快航行速度,降低燃料消耗防污涂料用于船只上,确实起到了显著效果,但也给海洋生物特别是经济性鱼类、贝类带来危害。为此,国际海事会议严令禁用有机锡毒剂,鉴于此,世界各工业发达国家加紧进行代有机锡的防污剂的开发,我国也不甘落后,现已开发出采用铜、锌之类自抛光防污涂料以及无毒防污涂料等,其效果也不亚于有机锡类。此外,还开发出具有我国特色的辣椒素防污涂料系统,赶上了国际先进水平[7,72-75]。3.7重防腐涂料重防腐涂料水性化是涂料行业的夙愿,———国外现已对防腐蚀涂料所用的主体树酯环氧树酯进行改性,从而消除了其水性化的不利影响,使其防腐蚀能力显著提高。重防腐涂料是一个由底、中间层到面漆所组成的一个系统,目前,日本已有了这一水性体系,并用于近海大桥等防腐蚀领域,效果斐然。这一体系可减少98%的VOC(挥发性有机化合物,有利于环境保护。我国在水性重防腐涂料方面业已成功开发出底漆(水性无机富锌底漆和中间漆(水性环氧防腐蚀涂料,其性能均不亚于相应的溶剂型涂料。环氧聚硅氧烷涂料耐腐蚀性与丙烯酸聚氨酯涂料相近,但耐候性则更好,这是1994年美国推向市场的重防腐涂料体系中的新产品,由此可使重防腐涂料体系由底+中间层+面漆缩减为底+面漆,而性能更优。国内对这种防腐涂料也进行了开发,并取得了良好的效果。此外,国内还跟踪国外防腐蚀涂料新技术,———成功开发出属于环氧聚硅氧烷涂料的第二代产品丙烯酸聚硅氧烷涂料,其耐候性、防腐蚀性、耐机械损伤和耐磨性等方面性能优异[7,76-78]。3.8卷材涂料卷材涂料是用于成卷的钢板、铝板表面的涂覆的一种专业性涂料。这种预涂卷材由于质轻、性优、价廉而广泛应用于建筑领域以及家电方面,并在汽车等领域有潜在的市场。从1995年至2002年我国彩涂钢板的表观消费量增长了185万吨,但国内市场供不应求,需靠进口弥补缺口。2000~2003年国内彩涂卷板产量为400万吨,而2004年的需求量上升到400万吨左右,估计今年将达到500万吨。未来10年内,国内市场的彩涂板需求将以10%的年增长率增长。彩色钢板的发展为卷材涂料带来了商机,卷材涂料在涂料里属高附加值产品,其利润是普通涂料的数倍,因此除了我国卷材涂料生产基地上海、江苏、杭州、广东和青岛等沿海省市和经济发达地区继续扩大生产外,京津及其它沿海地区也纷纷上马开发卷材涂料。国外一些大涂料公司如AKZO-Nobel、Becker、valspor、BASF等均争先为卷材生产厂供货。与其他涂料领域不一样,卷材涂料的市场占有率是国内企业占优势。目前,我国有70条卷材涂料生产线,还有30多条生产线在建,2004年,我国卷材涂料产量在6万多吨左右,年增长率为14%。卷材涂料的发展方向是无卤厚涂层,无铬及无铅涂料,高固体份及水性、粉末、光固化涂料和低温固化涂料等环境友好型涂料,其品种将向隔热型、吸热型、放热型、防静电型、耐高冲击型、高耐候型、桔型、花纹型、多色彩型和自清洁型等方面发展[79-82]。3.9水性聚氨酯涂料我国木器涂料在工业涂料中其用量仅次于汽车涂料,位居涂料第二位,据报导其年用量不低于40万吨,并以聚氨酯涂料和硝基涂料(后者因光泽特殊而主,要用于出口为主,其中聚氨酯涂料占75%。但是这种溶剂型涂料存在游离的TDI毒性问题和VOC问题,因此,人们另辟蹊径把注意力转向了水性聚氨酯涂料的开发。欧洲木器涂料水性化已占25%,且每年以一定的比例增长,但在水性聚氨酸涂料里,由于水与有机树酯的相溶性较差、蒸发慢以及高表面张力,因此较难润湿底材,这样水性聚氨酸涂料会存在耐水性、耐溶剂性、耐化学品性和机械强度等性能较差问题,为此采用交联改性技术(—内交联、外交联技术、NCO封端改性技术(—部分或全部NCO封闭,引入亲水性成分或外乳化法制成封闭型聚氨酯乳液和复合改性(丙烯酸树酯改性、有机硅树酯改性和环氧树酯改性等技术来提高以上性能。目前,国内在水性树脂的研究中已见成效,下一步需要做的是进行固化剂合成、水性涂料活性反应基团封闭剂以及交联剂的开发和水性助剂的合理利用,只有这样,才能使水性涂料价格适度下降,并改善水性木器涂料低温贮存、低温施工难的问题。目前,国内木器涂料水性化还不到10%,但是随着研究的深入,环保法规的日趋严格,将来水性木器涂料将会取代现有的溶剂型涂料[83-85]。3.10隔热涂料隔热涂料是以保温、降温和隔热为目的功能性涂・!"・料。其中,阻隔性隔热涂料是通过对热传递(通过对流、辐射及分子振动热传导3种途径来实现的阻断作用来实现隔热目的。国内主要采用这种涂料来进行隔热,涂料品种以复合硅酸盐隔热涂料为主。但这种涂料存在干燥周期长、施工受季节和气候影响大、抗冲击能力弱、吸湿率大、对墙体的粘结强度不够、涂层厚、由施工不当导致的大面积空鼓现象和装饰性不够的问题。另一问题是:其内部的热量不易散放,从而使热量逐步积聚,导致其体系内部温度高。因此,目前较少用于外墙的涂装。选择性热反射涂料是最近几年国外开发出的效果显著的隔热涂料,其理论研究也日趋完善。它是一种以反射太阳光中近红外部分为主的涂料,不消耗电能,能反射掉大量的太阳辐射,减少空调能耗,有显著的节能效果,可用于建筑物屋顶、玻璃幕墙、海上钻井平台、油缸、石油管道、汽车、火车、飞机表面、船壳、夹板以及坦克、军舰、火箭和宇宙飞船上。而我国目前仍处于研制开发阶段。涂料真正要做到隔热效果良好则需要以上二种或多种隔热机理协同作用。这是一个发展方向,国外已有此类产品,它系高分子聚合物多元改性共聚而成的溶剂型复合隔热涂料,这种涂料除了有良好的保护装饰、耐候性、绝热性、物理化学性能以及反射红外线等功能外,对太阳热的反射率达80%以上,比起通用的铅粉涂料涂层,其表面温度可降低10℃以上。此外,薄层隔热反射涂料、水性反射隔热涂料、真空绝热保温涂料以及含有纳米或纳米以下微孔结构的涂层和用纳米材料制成的涂层都将是下阶段发展的热点,目前国外在这方面已经领先[7,16,86-89]。4我国涂料工业的发展思路涂料是使用各种原材料品种最多的一个行业。迄今为止,中国涂料工业所用的原材料有相当数量的品种依赖进口,其中的基础材料为石油,而目前我国的石油进口依赖率为40%。但当今国际市场原油价格高涨,面对由此而造成的负面影响,我国涂料工业如何应对发人深省。笔者以为:(1涂料水性化、高固体化、无溶剂化、粉末化和辐射固化是今后的发展主流。(2无机涂料本身少用或不用有机溶剂,“”实现涂料无机化或无机涂料与有机涂料相结合,是很值得考虑的发展方向。—国外对有机无机复合涂料的开发经验值得我们借鉴。(3利用天然植物、开发资源再生型涂料也不失为一条良策(德、日等国已有先例,且取得了一定的实绩[7,10,15,17,21,23-24,28,52,90-92]。5结语我国与世界涂料发展方向相一致。结合我国的实情,从环保角度来说今后将以开发环境友好型涂料如低或零VOC涂料、水性UV固化涂料和无铬防锈涂料等为主;从节能角度而言将以开—发低温烧烤型涂料、再生资源型涂料、无机涂料、有机无机复合涂料等为主;从高性能角度而言以开发高耐候性低价涂料、高防腐蚀耐高温涂料、超硬涂料、变色涂料、高弹性涂料和高功能性涂料(如氟碳涂料、聚脲涂料等为主;从功能性角度而言将以开发多功能涂料及新型功能涂料、探伤应力涂料、危险预警涂料以及生物忌避型涂料和电激发光元件用涂料等为主。总之,我国的涂料工业将朝着无毒、高效、多功能的方向发展。参考文献:[54]杨思成.中国の涂料,涂料市场の动向[J].涂料技术,2004(2:76-81.[55]高桥诚.———中国の开放经济上技术协力自然上の共生を目标すぅ三厂の涂料工学[J].色材协会志,2002,75(1:19-23.[56]韩永奇.2005年我国涂料市场的需求空间[J].中国涂料,2005(1:7-9.[57]PATRICIAVanArnum.TopglobalcoatingscompaniestargetChina[J].CheanicalMarketReporter,2004-10-25:FR3,FR4,FR5.[58]贾泊如.国内涂料企业品牌建设的问题及改进建议[J].中国涂料,2005(2:11-13.[59]方震.涂料企业必须实施品牌战略[J].中国涂料,2005(3:6-7.[60]周晓东.21世纪涂料工业的发展及前景展望[J].涂料技术与文摘,2004,25(2:1-5.[61]ROBERLF,etal.Newchevelopmentsinfire-resistantcoatings[J].J・ProtectCoatLinings,2002,19(5:54-57.[62]张泽江,等.新型超薄型钢结构防火涂料[J].消防技术与产品信息,2003(1:68-69.[63]门长青,等.我国防火涂料发展现状分析[J].阻烯材料与技术,2005(2:1-4.[64]黄进,等.无溶剂自流平环氧地坪涂料[J].上海建材,2003(1:19-20.[65]陈铤,等.水性环氧地坪涂料的配方设计及施工[J].上海涂料,2004,42(2:26-30.[66]连蕴静.氟碳涂料的发展和新技术应用[J].中国涂料,2004(9:37-39.[67]佚名.亚洲最大的氟涂料生产基地落户大建[J].涂料与油墨,2002(11:16.[68]姜才兴,等.PVDF氟碳涂料现状及市场前景[J].中国涂料,2004(4:5-8.[69]FELHOSYI,etal.Whatcannano-chemristryoffertothepaintin-dustry?[J].QuoVadis-Coatings?MacromoleculerSymposia187,Weinheim:Wiley-VCHVerlagGmbH,2002.・!!・[70]董延庭,等.纳米隐身涂料的研究进展[J].化工新型材料,2004,32(6:6-8.[71]邱贞慧,等.现代伪装涂料的研究进展[J].表面技术,2005,34(1:5-7,21.[72]李慧娟,等.船舶防污涂料的研究与发展[J].上海涂料,2005,43(1/2:14-18.[73]赵金榜.无锡防污涂料的现状和发展[J].现代涂料与涂装,2005(2:35-38;(3:36-39.[74]王俊.无锡防污涂料技术[J].中国涂料,2005(5:16-18.[75]ANON.Smoothrunning[J].MarineLOG,2004(3:27-29.[76]GERHARReusmann.Newepoxy-siloxanehybridbirderforhighperformancecoatings[M].QuoVodis-Coatings?MacromolecularSymposia187,Weinheinc:Wiley-VCHVerlagGmbH,2002.[77]庞启财.———新一代重防腐涂料技术有机聚合物改性聚硅氧烷涂料[J].中国涂料,2004(4:30-33,36.[78]唐敏锋,等.酚醛环氧树脂水性化的研究[J].涂料工业,2004,34(5:5-7.[79]Anon,FassadenncitAnfi-Graffiti-Beschichtang[J].JOT,2004(9:64.[80]山本登司男.プしっへト钢板用涂料[J].工业涂装,2004(181:62-66.[81]杜克敏.小议卷材涂料[J].涂料与应用,2004(3:15-24.[82]张泽中.彩涂板市场发展及国内外主要厂家对比[J].轧钢,2004,21(3:35-37.[83]李芝华,等.水性聚氨酯改性技术的进展[J].涂料工业,2004,34(10:47-50.[84]岳慧艳.水怀木器涂料的发展现状及存在问题[J].涂料工业,2004,34(10:50-52.[85]稻田有纪子,木材工业用水系ウしアタぺ树脂涂料へぃて[J].工业涂装,2004(189:42-45.[86]三木信典.适热涂料の技术と特征[J].涂装工学,2003,38(1:16-23.[87]汪世平.建筑隔热保温涂料及其研究进展[J].上海涂料,2005,43(3:13-15.[88]林安,等.隔热涂料:功能性防腐蚀涂及应用[M].北京:化学工业出版社,2004.[89]青山洋光.反射断热涂料の开登动向[J].涂装技术,2003(7:63-68.[90]田兆会,等.涂料行业如何应对石油涨价[J].中国涂料,2004(11:8-10.[91]赵金榜.———无机涂料涂料工业发展不可忽视的品种[J].上海涂料,2004,42(3:23-24.[92]王秀华,等.———多功能有机无机杂化纳米涂层[J].涂料工业,2003(6:17-18.[93]RamMohonRao.Surfocetolerantcoatings[J].Paintindia,2003,Annual:73-78.[94]王纳新,等.“”汽车涂装的三喷一烘工艺[J].汽车工艺与材料,2004(5:26-29.[95]黑川雅哲添加.———省力型涂料下涂.上涂兼用涂料ュニしうクこのぃて[J].涂装上涂料,2003(643:18-24.[编辑:韦凤仙===============================================](上接第40页4无氰脉冲电镀金工艺在空腔靶中的应用在Dimension3000原子力显微镜上观测镀金层表面形貌,如图2。图2说明该镀层表面平整光亮,该工艺适合制备金腔。图2金腔的AFM图Figure2AFMimageofgoldhohlraum由此工艺所得的金腔具有结构稳定、均匀致密、精度良好且外观光亮等特点,满足了ICF靶用金腔的要求。参考文献:[1]黄燕华,郑永铭,李秀琴,等.整体式空腔靶制备工艺[J].原子能科学技术,1999,33(4:323-324.[2]LarryR,PeterG,JacobB,etc.HohlraumManufactureforInertialConfinementFusion[J].FusionTechnology,1994,26(11:696.[3]曾华梁.电镀工艺手册,机械工业出版社,1989.[4]王鸿建,吴仲达,陈钧武,等.电镀工艺手册[M].北京:机械工业出版社,1997:278-281.[5]杨凯华.脉冲电镀工艺参数对镀层性能影响的研究[M].探矿工程,1996.[编辑:彭元芳]・!"・',)