中國(guó)是海洋大國(guó)，有長(zhǎng)達(dá)1.8萬(wàn)公里海岸線，約300萬(wàn)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(lán)色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。據(jù)國(guó)家海洋局日前發(fā)布的《2017年中國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，2017年全國(guó)海洋生產(chǎn)總值77611億元，海洋生產(chǎn)總值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的9.4%。
隨著中國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，尤其是中國(guó)海洋開發(fā)和一帶一路等國(guó)家戰(zhàn)略工程的落地，海洋油氣平臺(tái)、海底管線、海上風(fēng)電、船舶運(yùn)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(guó)內(nèi)大力倡導(dǎo)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的同時(shí)，海洋經(jīng)濟(jì)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(jì)，世界上約有20%的金屬材料因被腐蝕而無(wú)法回收，因此金屬的腐蝕及防護(hù)問(wèn)題引起了世界各國(guó)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(jì)損失高達(dá)1萬(wàn)億美元，約為地震、水災(zāi)、颶風(fēng)等自然災(zāi)害形成經(jīng)濟(jì)損失總和的6倍。而我國(guó)每年因腐蝕形成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.2萬(wàn)億元，約建441個(gè)鳥巢、7個(gè)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(yán)峻。
防腐涂料——抵御腐蝕的“防彈衣”
目前，腐蝕問(wèn)題主要是通過(guò)防腐涂料對(duì)工程設(shè)備進(jìn)行裝涂來(lái)解決，作為抵御腐蝕的“防彈衣”，防腐涂料的市場(chǎng)需求日益高漲。在國(guó)內(nèi)，尤其是對(duì)防腐規(guī)格有著嚴(yán)苛要求的石油化工、管道運(yùn)輸、海洋工程等行業(yè)，對(duì)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(zhǎng)趨勢(shì)。
十三五期間，我國(guó)涂料行業(yè)總產(chǎn)值年均增長(zhǎng)底線在6.5%左右，到2020年，中國(guó)涂料行業(yè)總產(chǎn)值預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至5600億人民幣左右，總產(chǎn)量預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至2200萬(wàn)噸左右。
其中，重防腐涂料作為在相對(duì)苛刻的腐蝕環(huán)境下，還能能達(dá)到比常規(guī)防腐涂料更長(zhǎng)保護(hù)期的涂料，被廣泛應(yīng)用在具有嚴(yán)酷腐蝕條件下的工程設(shè)備及設(shè)施中。隨著國(guó)家對(duì)深海資源的勘探與開發(fā)以及“走向深海大洋”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)施，重防腐涂料將擁有更為廣闊的市場(chǎng)體量。
經(jīng)過(guò)對(duì)近年的數(shù)據(jù)分析我們發(fā)現(xiàn)，2010-2017年間，中國(guó)重防腐涂料市場(chǎng)銷售收入呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)，增長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)銷售收入884.65億元，同比增長(zhǎng)了14.0%；而到2023年，重防腐涂料行業(yè)將實(shí)現(xiàn)銷售收入達(dá)1981億元。
高端防腐涂料難覓國(guó)產(chǎn)品牌 技術(shù)差距明顯
我國(guó)擁有千億級(jí)別的防腐涂料市場(chǎng)，但是國(guó)內(nèi)防腐市場(chǎng)格局卻是另一番景象。以船舶重防腐涂料市場(chǎng)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(guó)外企業(yè)基本瓜分了80%的市場(chǎng)份額。在2017年，海虹老人、日本中涂、日本關(guān)西和韓國(guó)KCC在集裝箱重防腐涂料市場(chǎng)的占有量甚至達(dá)到了驚人的95%，國(guó)外巨頭涂料企業(yè)基本形成了相對(duì)壟斷國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局。即便是重防腐涂料市場(chǎng)每年都在高速增長(zhǎng)，給國(guó)內(nèi)企業(yè)成長(zhǎng)帶來(lái)了一定契機(jī)，但限于技術(shù)的差距，國(guó)內(nèi)防腐品牌明顯缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
作為發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展雖獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但這并不意味著所有技術(shù)都能與國(guó)際上分庭抗禮，至少高端重防腐領(lǐng)域中國(guó)并不是。出于歷史原因，中國(guó)防腐涂料的研發(fā)起步較晚，加之國(guó)際社會(huì)對(duì)中國(guó)技術(shù)的長(zhǎng)期封鎖，中國(guó)防腐涂料技術(shù)成長(zhǎng)起來(lái)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(guó)涂料企業(yè)僅能位列中低端的第一梯隊(duì)。沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)，缺乏相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)設(shè)備迭代滯后等問(wèn)題，對(duì)于我國(guó)藍(lán)色產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展非常不利。
時(shí)至今日，國(guó)內(nèi)一些特大型、重點(diǎn)工程項(xiàng)目，但凡需要高規(guī)格防腐處理技術(shù)，均能看到國(guó)外品牌的身影。如在中國(guó)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(guó)國(guó)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(zhǎng)期被國(guó)外涂料巨頭把握住的這一關(guān)鍵資源，就像隨時(shí)被扼住的咽喉，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，僅腐蝕一項(xiàng)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(yù)，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(guò)眾多權(quán)威實(shí)驗(yàn)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(kuò)散，并形成致密的保護(hù)層，具有防腐效果好，涂層厚度低，附著力高，重量輕，機(jī)械性能好，耐鹽霧性能極佳，壽命長(zhǎng)久且成本低等優(yōu)勢(shì)，是傳統(tǒng)防腐涂料良好的升級(jí)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(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的負(fù)面影響，同時(shí)也將成為工業(yè)防腐涂料的一個(gè)嶄新的亮點(diǎn)和新的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)。
在日前發(fā)布的《2018石墨烯技術(shù)專利分析報(bào)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(guó)申請(qǐng)專利的數(shù)量最多，達(dá)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(dòng)、資本的進(jìn)入，給中國(guó)科技創(chuàng)新“彎道超車”帶來(lái)了新機(jī)會(huì)，同時(shí)也為中國(guó)工業(yè)防腐涂料變革迎來(lái)了新的變革機(jī)遇。
據(jù)了解，國(guó)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(chǎng)需求的擴(kuò)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(rèn)可。值得一提的是，在“外敵”壓境的嚴(yán)峻局勢(shì)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(yàn)的珠海聚碳復(fù)合材料有限公司，和國(guó)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(tuán)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(lái)，在高端防腐涂料市場(chǎng)，中國(guó)防腐涂料品牌不僅可以?shī)^起直追，甚至在國(guó)際平臺(tái)上也能與國(guó)際品牌分庭抗禮。
石墨烯防腐涂料優(yōu)勢(shì)明顯 經(jīng)濟(jì)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(wú)法比擬的環(huán)保和成本優(yōu)勢(shì)。眾所周知，腐蝕是因?yàn)榻饘俦砻娼佑|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(guò)物理隔絕、化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)來(lái)達(dá)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(guò)犧牲陽(yáng)極的作用使鋼鐵不易被腐蝕，但大量鋅粉的使用，不僅會(huì)增加增加涂裝成本，還會(huì)帶來(lái)嚴(yán)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(shì)，石墨烯片層結(jié)構(gòu)層層疊加，交錯(cuò)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(rùn)、滲透和擴(kuò)散，提高涂層的物理阻隔性，同時(shí)，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(qiáng)大的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而可以使用更少的鋅粉實(shí)現(xiàn)一樣的陰極保護(hù)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(jìn)行替代改性，而石墨烯的添加量?jī)H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(shí)雨——國(guó)產(chǎn)石墨烯新型重防腐涂料
國(guó)產(chǎn)石墨烯新型重防腐涂料的出現(xiàn)就像一場(chǎng)及時(shí)雨，不僅改善了國(guó)內(nèi)防腐涂料產(chǎn)品的防腐質(zhì)量，還填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)高端防腐品牌的市場(chǎng)空白。這對(duì)于保障海洋裝備、海洋工程和國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施的安全服役，促進(jìn)防腐涂料的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，沖擊國(guó)際品牌在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的壟斷地位，提升中國(guó)藍(lán)色經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)建設(shè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，保障國(guó)家安全和海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略都具有十分重大的戰(zhàn)略意義。
