中國是海洋大國，有長達1.8萬公里海岸線，約300萬平方公里的海洋面積，擁有豐富的海洋資源和蓬勃發(fā)展的藍色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。據(jù)國家海洋局日前發(fā)布的《2017年中國海洋經(jīng)濟統(tǒng)計公報》顯示，2017年全國海洋生產(chǎn)總值77611億元，海洋生產(chǎn)總值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的9.4%。
隨著中國海洋經(jīng)濟的不斷發(fā)展，尤其是中國海洋開發(fā)和一帶一路等國家戰(zhàn)略工程的落地，海洋油氣平臺、海底管線、海上風電、船舶運輸、跨海大橋、海洋交通設(shè)施不斷增加，沿海海港碼頭、濱海電廠等設(shè)施遍地開花。然而，在國內(nèi)大力倡導(dǎo)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)的同時，海洋經(jīng)濟的快速發(fā)展，仍然存在著資源耗損腐蝕的挑戰(zhàn)。
據(jù)估計，世界上約有20%的金屬材料因被腐蝕而無法回收，因此金屬的腐蝕及防護問題引起了世界各國的普遍重視。有關(guān)資料顯示，全世界每年因腐蝕形成的經(jīng)濟損失高達1萬億美元，約為地震、水災(zāi)、颶風等自然災(zāi)害形成經(jīng)濟損失總和的6倍。而我國每年因腐蝕形成的經(jīng)濟損失達1.2萬億元，約建441個鳥巢、7個三峽工程、46條青藏鐵路。腐蝕所造成的損耗始終困擾著全球各行業(yè)，這其中海洋腐蝕尤為嚴峻。
防腐涂料——抵御腐蝕的“防彈衣”
目前，腐蝕問題主要是通過防腐涂料對工程設(shè)備進行裝涂來解決，作為抵御腐蝕的“防彈衣”，防腐涂料的市場需求日益高漲。在國內(nèi)，尤其是對防腐規(guī)格有著嚴苛要求的石油化工、管道運輸、海洋工程等行業(yè)，對防腐材料及重防腐涂料的需求量始終保持著持續(xù)穩(wěn)定的增長趨勢。
十三五期間，我國涂料行業(yè)總產(chǎn)值年均增長底線在6.5%左右，到2020年，中國涂料行業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計增長至5600億人民幣左右，總產(chǎn)量預(yù)計增長至2200萬噸左右。
其中，重防腐涂料作為在相對苛刻的腐蝕環(huán)境下，還能能達到比常規(guī)防腐涂料更長保護期的涂料，被廣泛應(yīng)用在具有嚴酷腐蝕條件下的工程設(shè)備及設(shè)施中。隨著國家對深海資源的勘探與開發(fā)以及“走向深海大洋”戰(zhàn)略目標的實施，重防腐涂料將擁有更為廣闊的市場體量。
經(jīng)過對近年的數(shù)據(jù)分析我們發(fā)現(xiàn)，2010-2017年間，中國重防腐涂料市場銷售收入呈波動增長趨勢，增長情況大致與工業(yè)總產(chǎn)值類似。2017年，重防腐涂料行業(yè)實現(xiàn)銷售收入884.65億元，同比增長了14.0%；而到2023年，重防腐涂料行業(yè)將實現(xiàn)銷售收入達1981億元。
高端防腐涂料難覓國產(chǎn)品牌 技術(shù)差距明顯
我國擁有千億級別的防腐涂料市場，但是國內(nèi)防腐市場格局卻是另一番景象。以船舶重防腐涂料市場為例，阿克蘇諾貝爾、PPG、海虹老人、佐敦、日本中涂、日本關(guān)西等國外企業(yè)基本瓜分了80%的市場份額。在2017年，海虹老人、日本中涂、日本關(guān)西和韓國KCC在集裝箱重防腐涂料市場的占有量甚至達到了驚人的95%，國外巨頭涂料企業(yè)基本形成了相對壟斷國內(nèi)市場的競爭格局。即便是重防腐涂料市場每年都在高速增長，給國內(nèi)企業(yè)成長帶來了一定契機，但限于技術(shù)的差距，國內(nèi)防腐品牌明顯缺乏市場競爭力。
作為發(fā)展中國家，中國經(jīng)濟和科技的發(fā)展雖獲得了長足的進步，但這并不意味著所有技術(shù)都能與國際上分庭抗禮，至少高端重防腐領(lǐng)域中國并不是。出于歷史原因，中國防腐涂料的研發(fā)起步較晚，加之國際社會對中國技術(shù)的長期封鎖，中國防腐涂料技術(shù)成長起來扔有不少的路要走。
據(jù)了解，在全球重防腐產(chǎn)業(yè)鏈中，從原料配方到技術(shù)研發(fā)等眾多鏈條環(huán)節(jié)中，中國涂料企業(yè)僅能位列中低端的第一梯隊。沒有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，缺乏相應(yīng)的技術(shù)標準，生產(chǎn)設(shè)備迭代滯后等問題，對于我國藍色產(chǎn)業(yè)的長久發(fā)展非常不利。
時至今日，國內(nèi)一些特大型、重點工程項目，但凡需要高規(guī)格防腐處理技術(shù)，均能看到國外品牌的身影。如在中國建造的全球最大的煤化工Flour工程中，指定使用阿克蘇諾貝爾和佐敦等公司的重防腐涂料。中國國內(nèi)第一高樓——上海中心大廈的相關(guān)防腐防火涂料基本上也采用了阿克蘇諾貝爾涂料，以上例子，不勝枚舉。長期被國外涂料巨頭把握住的這一關(guān)鍵資源，就像隨時被扼住的咽喉，一旦出現(xiàn)問題，僅腐蝕一項損失就不可估量。
新材料之王石墨烯 促重防腐行業(yè)新變局
石墨烯作為新型的納米材料，有“新材料之王”的美譽，其良好的阻隔性能和屏蔽性能，以及具有極為優(yōu)秀的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、超輕薄、超大比表面積等特性，讓其成為改善防腐涂料性能、降低防腐涂料成本的天然功能性材料。
經(jīng)過眾多權(quán)威實驗數(shù)據(jù)表明，石墨烯作為關(guān)鍵材料在防腐涂層發(fā)揮的作用尤為明顯，其可以有效地阻隔外界環(huán)境、腐蝕物質(zhì)等向金屬基材滲透和擴散，并形成致密的保護層，具有防腐效果好，涂層厚度低，附著力高，重量輕，機械性能好，耐鹽霧性能極佳，壽命長久且成本低等優(yōu)勢，是傳統(tǒng)防腐涂料良好的升級替代產(chǎn)品。石墨烯一旦在防腐涂料中成功應(yīng)用，將大大改善腐蝕耗損對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生的負面影響，同時也將成為工業(yè)防腐涂料的一個嶄新的亮點和新的驅(qū)動點。
在日前發(fā)布的《2018石墨烯技術(shù)專利分析報告》中顯示，在全球所有石墨烯相關(guān)技術(shù)專利總量中，中國申請專利的數(shù)量最多，達37521件，躍居世界首位，占據(jù)了66.5%的份額。政策的支持、技術(shù)的驅(qū)動、資本的進入，給中國科技創(chuàng)新“彎道超車”帶來了新機會，同時也為中國工業(yè)防腐涂料變革迎來了新的變革機遇。
據(jù)了解，國內(nèi)石墨烯防腐涂料的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，相關(guān)技術(shù)研究、落地應(yīng)用產(chǎn)品隨著市場需求的擴大，涂料企業(yè)的大力推廣，石墨烯防腐涂料正逐步被相關(guān)企業(yè)認可。值得一提的是，在“外敵”壓境的嚴峻局勢下，石墨烯企業(yè)和涂料廠商有默契的展開了研發(fā)技術(shù)與生產(chǎn)技術(shù)的深度合作。
今年上半年，擁有石墨烯豐富研發(fā)經(jīng)驗的珠海聚碳復(fù)合材料有限公司，和國內(nèi)最大的涂料及涂裝方案提供商之一江門嘉寶莉化工集團股份有限公司展開了在石墨烯環(huán)氧防腐底漆領(lǐng)域的合作。相信未來，在高端防腐涂料市場，中國防腐涂料品牌不僅可以奮起直追，甚至在國際平臺上也能與國際品牌分庭抗禮。
石墨烯防腐涂料優(yōu)勢明顯 經(jīng)濟和環(huán)保效應(yīng)突出
相比傳統(tǒng)重防腐涂料，石墨烯防腐涂料除了在性能上有大幅改善，還具有傳統(tǒng)防腐涂料無法比擬的環(huán)保和成本優(yōu)勢。眾所周知，腐蝕是因為金屬表面接觸空氣、水或其他腐蝕介質(zhì)導(dǎo)致的，解決腐蝕的主要方法就是給金屬涂上涂層材料，通過物理隔絕、化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)來達到防腐目的。目前在鋼結(jié)構(gòu)重防腐領(lǐng)域，全世界普遍采用富鋅涂料處理腐蝕，由于鋅的電極電位比鋼鐵低，通過犧牲陽極的作用使鋼鐵不易被腐蝕，但大量鋅粉的使用，不僅會增加增加涂裝成本，還會帶來嚴重的“鋅污染”。
石墨烯材料本身特性使得其在物理防腐和電化學(xué)防腐方面有著天然優(yōu)勢，石墨烯片層結(jié)構(gòu)層層疊加，交錯排列，在涂層中可形成“迷宮式”屏蔽結(jié)構(gòu)，能夠有效抑制腐蝕介質(zhì)的浸潤、滲透和擴散，提高涂層的物理阻隔性，同時，石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)使其具有很高的電子遷移率，表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，其片層結(jié)構(gòu)亦能夠保證涂層間有較好的電化學(xué)接觸，形成強大的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，進而可以使用更少的鋅粉實現(xiàn)一樣的陰極保護作用。
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為主的粉體，均可以用石墨烯進行替代改性，而石墨烯的添加量僅為0.5%-2%，便可取代30%-60%的防腐防銹填料，其降低成本、改善環(huán)境的意義，可見一斑。
及時雨——國產(chǎn)石墨烯新型重防腐涂料
國產(chǎn)石墨烯新型重防腐涂料的出現(xiàn)就像一場及時雨，不僅改善了國內(nèi)防腐涂料產(chǎn)品的防腐質(zhì)量，還填補了國產(chǎn)高端防腐品牌的市場空白。這對于保障海洋裝備、海洋工程和國家重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全服役，促進防腐涂料的產(chǎn)業(yè)升級，沖擊國際品牌在國內(nèi)市場的壟斷地位，提升中國藍色經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)建設(shè)中的競爭力，保障國家安全和海洋經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略都具有十分重大的戰(zhàn)略意義。
