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      【聚焦】本土企業挺進高端市場,從石墨烯涂料開始尋求突破

      時間:2018-07-02 08:53:34 

      在人們印象中,中國涂料制造就是低端的代名詞,血拼價格戰,低利潤無研發,高端產品或品牌成為歐美日企業的專享。事實也的確如此。

      目前,在我國高端涂料市場,本土廠商市場份額僅占15%左右,中低端市場占比卻高達約85%。相反,外資企業占據著絕大部分高端市場,特別是汽車涂料、船舶涂料、風電涂料、海洋重防腐涂料、航空航天涂料、核電涂料等領域,幾乎處于壟斷地位。

      “在中國的高端涂料領域,外資控制了幾乎全部的高端市場;而我國本土涂料企業卻一直處在中低端市場,雖然企業及品牌數量遠超過外資企業,但我們100家企業的市場總份額,還不如一家外資所占的多。”涂界觀察員李明月表示。

      在此情形下,傳統的涂料不能對企業向外擴張進行有力支撐,面對日益激烈的市場競爭,本土傳統涂料企業就有些力不從心。一位在涂料行業侵染多年的技術工程師曾對涂界記者表達了疑慮:“如果整個涂料產業結構不能走向高端,低端也被人家拿走了,在這個時候,本土自主品牌的成長就成為一句空話。中國涂料市場就將被更多的本土味道十足的‘洋品牌’所占據。

      然而,隨著中低端產能過剩、市場競爭日益激烈,以及市場對涂料的要求越來越高的今天,近年來一大批優秀的本土企業開始尋求高端突破,甚至不惜巨大研發投入,也要搶占制高點。而從近年發展趨勢來看,我國本土涂料廠商尋求高端突破主要從石墨烯涂料開始發力

      石墨烯在涂料業已得到廣泛應用

      石墨烯是繼富勒烯和碳納米管之后出現的一種新型二維碳納米材料,是納米材料科學領域的一顆耀眼的新星,并迅速成為材料科學的研究熱點。此前,石墨烯一直被認為是假設性的結構,無法單獨穩定存在,直至2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,成功地在實驗中從石墨中分離出石墨烯,而證實它可以單獨存在,2人也因在石墨烯的研究方面取得了開創性成果,共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。

      此后,石墨烯引起了世界各國的研發和追捧熱潮,不斷有新的成果被報道。Fang等發現石墨烯和PMMA之間的產生周期性褶皺,是由于二者間有較大的熱膨脹系數差別所致,而且這些周期性褶皺會影響到石墨烯的電學性質。楊建峰等采用溶液混合和超聲分散法使石墨烯較好地分散在聚乙烯基體中,該復合材料的滲流閾值是3.6%。當石墨烯質量分數超過6%時,電阻率趨于穩定。

      眾多國內外研究學者圍繞石墨烯的制備及在各科技領域的應用共同探索和創新,逐步發現了石墨烯具有高比表面積、快速導電性、優異的化學穩定性、高導熱性和高硬度等特性使其在涂料中得到廣泛應用,并由此展開了大量的研究工作,也獲得了較好的應用成果。比如,基于軍工船舶甲板領域高性能石墨烯防火隔熱涂料開發及應用示范、石墨烯在水性重防腐等涂料領域的應用項目等大批石墨烯涂料項目正在開展。

      高端突破從石墨烯涂料開始

      20多年來,高端突破一直是中國涂料企業的命題。如今,隨著對本土市場越來越深入的了解及服務的提升,特別是技術的進步,中國本土涂料企業高端突破已成為了可能。

      近年來,以信和、金陵、三豐為代表的中國本土涂料企業,開始與PPG、佐敦、阿克蘇諾貝爾、關西、佐敦、海虹老人等國際名企直面競爭,本土品牌競爭實力進一步增強,在細分領域具備了與國際品牌較量的能力。特別是在重防腐涂料領域,目前已取得了很大的進步。

      重防腐涂料是減小腐蝕破壞,保障苛刻腐蝕環境下裝備和設施可靠性和服役壽命的關鍵材料,其發展水平是一個國家涂料科技水平的重要標志。但目前,我國高端重防腐防污涂料大多靠進口,且這些材料和技術基本被國外大公司壟斷。

      基于此,近年來,我國眾多科研院所、涂料企業、上下游企業等展開聯合攻關,大力開展石墨烯重防腐涂料的開發和研究,并取得了一定的成果。

      去年,中國科學院寧波材料技術與工程研究所王立平研究員和薛群基院士團隊經過數年技術攻關,成功突破石墨烯改性防腐涂料研發及應用的四大技術瓶頸,開發出擁有自主知識產權的新型石墨烯改性重防腐涂料

      據了解,為了打破高端海洋重防腐涂料技術長期被國外公司壟斷的局面,王立平團隊自主開發了石墨烯改性的海洋重防腐涂料、導靜電防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天航空國防特種涂料等8大系列防腐耐磨涂料。通過多方合作,這些產品已在國家電網輸電鐵塔、多功能海洋平臺、大型石化裝備等國防裝備領域大規模應用。

      此外,揚州大學聚合物—無機微納復合材料工程技術研究中心朱愛萍教授團隊聯合國內有關科研單位、企業,成功研制出無溶劑石墨烯重防腐涂料。目前,該產品現已成功投產并實現工程示范應用。

      在涂料行業,信和新材在石墨烯涂料開發方面可謂成果豐碩。據了解,信和新材前不久與國家能源海洋核動力平臺技術研發中心簽署了合作協議,將共同完成海洋核動力平臺示范工程涂料的開發。信和新材董事長王詩榕表示,這意味著,我們的石墨烯產品將規模化用于中國海洋開發。

      涂界記者注意到,如今的信和新材,借助石墨烯這一“新材料之王”不斷完成涂料領域的技術攻關,推進中低端涂料制造向高端新材料領域轉型升級。比如在2014年,信和新材與中科院海洋研究所、中國工程院院士侯保榮等開展技術合作,研制出的石墨烯鋅粉底漆防腐蝕涂料,突破傳統環氧富鋅底漆的耐鹽霧極限,耐鹽霧時間達6000小時,是國標的十倍,達到世界領先水平

      此外,信和新材率先研制出的石墨烯防電磁波涂料,打破歐美長期以來的市場壟斷,成功應用于我國自行設計、建造的第一座出口商用核電站——巴基斯坦恰希瑪核電站,以及國內外近20個核電站。

      核電站

      涂界記者注意到,金陵涂料此前與青島德通納米技術有限公司聯合共建“石墨烯特種涂料聯合工程技術研究中心”。據悉,雙方將聯手申請承擔工信部關于“打造石墨烯涂料示范產品”的產業化項目,共建石墨烯特種涂料聯合工程技術研究中心,合作開發石墨烯應用技術,同時在金陵涂料建立“石墨烯特種功能涂料產業化示范生產基地”,打造石墨烯涂層制品產業鏈,建立完善的產業標準體系。

      據了解,金陵特種涂料通過引進海外高層次人才,研發出了石墨烯改性防腐涂料系列產品,部分產品已量產并使用在海洋鉆井平臺設備上。目前,金陵涂料自主開發的石墨烯產品,如“石墨烯改性鈦納米高分子合金換熱器底漆和面漆的制備方法”、“石墨烯的一種制備方法”獲得國家發明專利;石墨烯導靜電防腐涂料、石墨烯改性水性環氧重防腐涂料等,均獲得江蘇省高新技術產品認定。

      此外,雙瑞船舶涂料與廈門凱納石墨烯有限公司簽署合作協議,雙方將在石墨烯提高傳統涂料性能方面進行合作。雙瑞表示,與新材料行業的合作,是傳統涂料行業轉型發展的新途徑,希望借由石墨烯的特殊性能,將重防腐涂料的保質年限從目前的20年提高到30年,甚至更久。

      目前,作為國有控股的涂料企業——湖南航天三豐科工公司也已開發出了“高性能石墨烯重防腐涂料及配套體系產品”項目。據悉,石墨烯重防腐涂料體系產品具有防腐性能優異,附著力強、VOC含量低等優勢特點,目前已規模化生產,產品主要應用于武器裝備、海洋工程、石化電力、橋梁鋼結構、特種車輛及工程機械等領域,作為高性能腐蝕防護涂層材料。

      此外,冠軍涂料目前也正在主持開展“石墨烯改性水性重防腐系列涂料”項目,該項目已獲得政府支持的研究經費3萬元,計劃在2019年8月前完成項目的研究及成果轉化。保守估計,該項目將帶來年銷售額超過1.5億元。

      涂界記者注意到,作為以建筑涂料為主的三棵樹,目前也正在聯合中國科學院福建物質結構研究所開展“高性能石墨烯水性防腐涂料研發”項目。據悉,該項目已被納入了2018年省科技項目計劃,該項目計劃總投資300萬元,其中政府資助75萬元。

      石墨烯涂料產業化加速

      石墨烯作為一種具有優異的力學、熱學、電學性能的新型碳材料,其研發涉及國家高新技術材料產業基礎、產業關聯到新材料、能源、環境、航空航天、國防等領域,對國家的發展起著重要作用。我國已將石墨烯寫進新材料十三五發展規劃之中,而在2017年的《重點新材料首批次應用示范指導目錄》中,石墨烯也以前沿新材料的身份被收錄其中。

      在國家及地方政府的支持下,近幾年我國石墨烯產業化快速發展,已初步構建起以石墨烯原材料、研發、制備、應用為主體的產業鏈。而其中涂料是石墨烯應用較易切入的領域之一,經過多年的研發應用,目前已逐步成熟,石墨烯涂料產業化正在加快。

      涂界記者注意到,江蘇道蓬科技有限公司總投資4.05億元的石墨烯防腐涂料生產項目,已于2017年12月底建成投產。據悉,該項目年生產鋅烯重防腐涂料可達5萬噸,項目完全達產后,年產值有望達到16億元。

      天津漢堯石墨烯新材料制造有限公司日前投資1億元在天津市東麗區新建石墨烯水性涂料項目。據悉,該項目將利用東麗開發區10000平米廠房進行研發及產業化,達產后年產值約8億元。

      據了解,漢堯石墨借助北京航材院石墨烯分散技術、水性漆技術,開發了工業用、低VOC水性底漆和面漆材料,是國內唯一能夠實現鹽霧加速試驗壽命超過4400h的水性漆材料,經過300天老化試驗色差變化小于2.4,性能已超油性漆達到國際先進水平,廣泛應用于家電、汽車、飛機和艦船行業,市場前景廣闊。

      綿陽麥思威爾年產5萬噸水性納米及石墨烯高端特種涂料項目也于今年8月11日開工建設。據了解,該項目總投資2.8億元,將建設石墨烯水性涂料生產線2條,形成年產5萬噸水性納米及石墨烯特種涂料的生產規模,項目達產后,有望三年內實現產值15-20億元。

      與此同時,成都渝三峽油漆有限公司計劃投資2億元建設年產3萬噸石墨烯涂料、水性工業涂料,湖北新成萃騰科技有限責任公司與興山縣簽訂了年產3萬噸石墨烯防腐涂料產業化項目投資協議……大批石墨烯涂料正開始產業化。

      據介紹,石墨烯在防腐、導電、建筑隔熱、海洋防污和阻燃等功能涂料體系中均可以大幅提高涂料的綜合性能,展現了誘人的潛在前景。目前,雖說石墨烯在涂料中的發展勢頭較好,然而卻不能說“已入佳境”,還有很多關鍵技術問題需要解決。如石墨烯與涂料樹脂復合方法、助劑選擇、功能性改進;石墨烯的實驗室研究成果如何轉變達到實用并產業化;石墨烯在涂料體系中的作用機理等。不過,相信隨著研究的深入和科技的發展,這些問題都會迎刃而解,石墨烯也必將推動涂料產業的新一輪轉型升級。

      高端涂料市場前景廣闊

      中國現有10000多家涂料廠,其中民用涂料企業約占一半,少數幾個國產品牌在技術和品質上已不輸外資品牌;但在工業涂料領域,受企業創建時間短、人才缺乏和技術創新有限等制約。

      在軍工、鋼結構、石油化工、飛機、汽車、船舶、核電等領域的高附加值特種涂料,幾乎是外資品牌的天下,其價格通常很高,毛利也很高,這些歐美和日本企業又利用技術壁壘形成壟斷,但民族品牌只能望洋興嘆。

      數據顯示,世界涂料巨頭PPG通過強大的技術優勢和品牌影響力,搶占了多個中國高端領域的市場龍頭地位,其中在核電防護涂料、汽車涂料、航空航天涂料細分市場領域市占率分別達到了60%、40%、45%左右;此外,風電葉片涂料目前在中國的市場份額已高達40%,而塔筒涂料的市場份額達到40%~50%。

      高端涂料市場,民族企業可謂全面失守,而外資企業處于壟斷地位。比如海洋重防腐涂料市場,大型海洋裝備的油漆涂裝涂料均被外資品牌所壟斷。佐敦、關西涂料、國際油漆等外資企業在船舶涂料、集裝箱涂料、海洋工程裝備涂料等領域占據主導地位,瓜分了80%以上的市場份額。

      據了解,我國擁有高達2000億的防腐涂料市場,其中海洋重防腐涂料需求年均增速超過20%,但我國海洋防腐涂料產品與國外先進水平差距明顯,長期處在落后、模仿和跟蹤發展的地位,沒有形成自主知識產權技術,缺乏相應的技術標準,這造成我國80%的重防腐涂料市場被阿克蘇諾貝爾、海虹老人、佐敦、關西等國外10多家涂料巨頭所壟斷。

      李明月表示,雖然目前部分本土涂料企業在航空航天涂料、海洋涂料、船舶涂料、汽車涂料、防腐涂料、核電涂料、風電涂料等的開發雖取得階段性成果,但尚未實現大規模產業化生產,仍需進口;另外一些高端領域還處于科研追蹤階段。

      隨著中國經濟崛起、軍事力量的增強,國家正在發展大飛機、大艦船、航母,海洋建設大力推進,建設更多的核電站、風電和高速鐵路,我國高功能涂料和重防腐涂料市場需求依然具有著廣闊的空間,這對本土企業來說是大機遇。

      李明月分析表示,當然,本土涂料企業突破高端市場,并不僅僅依靠一兩款高端產品就可實現的,還必須在技術、管理、渠道、服務、品牌等方面進行全方位打造,形成一套高端體系,這樣才能夠在高端市場占穩腳跟


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