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本土企业挺进高端市场,从石墨烯涂料开始寻求突破

2018年07月07日 浏览量: 评论(0) 来源: 中国涂界网 作者: 李思豪
摘要:随着中低端产能过剩、市场竞争日益激烈,以及市场对涂料的要求越来越高的今天,近年来一大批优秀的本土企业开始寻求高端突破,甚至不惜巨大研发投入,也要抢占制高点。而从近年发展趋势来看,我国本土涂料厂商寻求高端突破主要从石墨烯涂料开始发力。

在人们印象中,中国涂料制造就是低端的代名词,血拼价格战,低利润无研发,高端产品或品牌成为欧美日企业的专享。事实也的确如此。

目前,在我国高端涂料市场,本土厂商市场份额仅占15%左右,中低端市场占比却高达约85%。相反,外资企业占据着绝大部分高端市场,特别是汽车涂料、船舶涂料、风电涂料、海洋重防腐涂料、航空航天涂料、核电涂料等领域,几乎处于垄断地位。

“在中国的高端涂料领域,外资控制了几乎全部的高端市场;而我国本土涂料企业却一直处在中低端市场,虽然企业及品牌数量远超过外资企业,但我们100家企业的市场总份额,还不如一家外资所占的多。”涂界观察员李明月表示。

在此情形下,传统的涂料不能对企业向外扩张进行有力支撑,面对日益激烈的市场竞争,本土传统涂料企业就有些力不从心。一位在涂料行业侵染多年的技术工程师曾对涂界记者表达了疑虑:“如果整个涂料产业结构不能走向高端,低端也被人家拿走了,在这个时候,本土自主品牌的成长就成为一句空话。中国涂料市场就将被更多的本土味道十足的‘洋品牌’所占据。”

然而,随着中低端产能过剩、市场竞争日益激烈,以及市场对涂料的要求越来越高的今天,近年来一大批优秀的本土企业开始寻求高端突破,甚至不惜巨大研发投入,也要抢占制高点。而从近年发展趋势来看,我国本土涂料厂商寻求高端突破主要从石墨烯涂料开始发力。

石墨烯在涂料业已得到广泛应用

石墨烯是继富勒烯和碳纳米管之后出现的一种新型二维碳纳米材料,是纳米材料科学领域的一颗耀眼的新星,并迅速成为材料科学的研究热点。此前,石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,2人也因在石墨烯的研究方面取得了开创性成果,共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

墨烯引起了世界各国的研发和追捧热潮,不断有新的成果被报道。Fang等发现石墨烯和PMMA之间的产生周期性褶皱,是由于二者间有较大的热膨胀系数差别所致,而且这些周期性褶皱会影响到石墨烯的电学性质。杨建峰等采用溶液混合和超声分散法使石墨烯较好地分散在聚乙烯基体中,该复合材料的渗流阈值是3.6%。当石墨烯质量分数超过6%时,电阻率趋于稳定。

众多国内外研究学者围绕石墨烯的制备及在各科技领域的应用共同探索和创新,逐步发现了石墨烯具有高比表面积、快速导电性、优异的化学稳定性、高导热性和高硬度等特性使其在涂料中得到广泛应用,并由此展开了大量的研究工作,也获得了较好的应用成果。比如,基于军工船舶甲板领域高性能石墨烯防火隔热涂料开发及应用示范、石墨烯在水性重防腐等涂料领域的应用项目等大批石墨烯涂料项目正在开展。

高端突破从石墨烯涂料开始

20多年来,高端突破一直是中国涂料企业的命题。如今,随着对本土市场越来越深入的了解及服务的提升,特别是技术的进步,中国本土涂料企业高端突破已成为了可能。

近年来,以信和、金陵、三丰为代表的中国本土涂料企业,开始与PPG、佐敦、阿克苏诺贝尔、关西、佐敦、海虹老人等国际名企直面竞争,本土品牌竞争实力进一步增强,在细分领域具备了与国际品牌较量的能力。特别是在重防腐涂料领域,目前已取得了很大的进步。

重防腐涂料是减小腐蚀破坏,保障苛刻腐蚀环境下装备和设施可靠性和服役寿命的关键材料,其发展水平是一个国家涂料科技水平的重要标志。但目前,我国高端重防腐防污涂料大多靠进口,且这些材料和技术基本被国外大公司垄断。

基于此,近年来,我国众多科研院所、涂料企业、上下游企业等展开联合攻关,大力开展石墨烯重防腐涂料的开发和研究,并取得了一定的成果。

去年,中国科学院宁波材料技术与工程研究所王立平研究员和薛群基院士团队经过数年技术攻关,成功突破石墨烯改性防腐涂料研发及应用的四大技术瓶颈,开发出拥有自主知识产权的新型石墨烯改性重防腐涂料。

据了解,为了打破高端海洋重防腐涂料技术长期被国外公司垄断的局面,王立平团队自主开发了石墨烯改性的海洋重防腐涂料、导静电防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天航空国防特种涂料等8大系列防腐耐磨涂料。通过多方合作,这些产品已在国家电网输电铁塔、多功能海洋平台、大型石化装备等国防装备领域大规模应用。

此外,扬州大学聚合物—无机微纳复合材料工程技术研究中心朱爱萍教授团队联合国内有关科研单位、企业,成功研制出无溶剂石墨烯重防腐涂料。目前,该产品现已成功投产并实现工程示范应用。

在涂料行业,信和新材在石墨烯涂料开发方面可谓成果丰硕。据了解,信和新材前不久与国家能源海洋核动力平台技术研发中心签署了合作协议,将共同完成海洋核动力平台示范工程涂料的开发。信和新材董事长王诗榕表示,这意味着,我们的石墨烯产品将规模化用于中国海洋开发。

涂界记者注意到,如今的信和新材,借助石墨烯这一“新材料之王”不断完成涂料领域的技术攻关,推进中低端涂料制造向高端新材料领域转型升级。比如在2014年,信和新材与中科院海洋研究所、中国工程院院士侯保荣等开展技术合作,研制出的石墨烯锌粉底漆防腐蚀涂料,突破传统环氧富锌底漆的耐盐雾极限,耐盐雾时间达6000小时,是国标的十倍,达到世界领先水平。

此外,信和新材率先研制出的石墨烯防电磁波涂料,打破欧美长期以来的市场垄断,成功应用于我国自行设计、建造的第一座出口商用核电站——巴基斯坦恰希玛核电站,以及国内外近20个核电站。

涂界记者注意到,金陵涂料此前与青岛德通纳米技术有限公司联合共建“石墨烯特种涂料联合工程技术研究中心”。据悉,双方将联手申请承担工信部关于“打造石墨烯涂料示范产品”的产业化项目,共建石墨烯特种涂料联合工程技术研究中心,合作开发石墨烯应用技术,同时在金陵涂料建立“石墨烯特种功能涂料产业化示范生产基地”,打造石墨烯涂层制品产业链,建立完善的产业标准体系。

据了解,金陵特种涂料通过引进海外高层次人才,研发出了石墨烯改性防腐涂料系列产品,部分产品已量产并使用在海洋钻井平台设备上。目前,金陵涂料自主开发的石墨烯产品,如“石墨烯改性钛纳米高分子合金换热器底漆和面漆的制备方法”、“石墨烯的一种制备方法”获得国家发明专利;石墨烯导静电防腐涂料、石墨烯改性水性环氧重防腐涂料等,均获得江苏省高新技术产品认定。

此外,双瑞船舶涂料与厦门凯纳石墨烯有限公司签署合作协议,双方将在石墨烯提高传统涂料性能方面进行合作。双瑞表示,与新材料行业的合作,是传统涂料行业转型发展的新途径,希望借由石墨烯的特殊性能,将重防腐涂料的保质年限从目前的20年提高到30年,甚至更久。

目前,作为国有控股的涂料企业——湖南航天三丰科工公司也已开发出了“高性能石墨烯重防腐涂料及配套体系产品”项目。据悉,石墨烯重防腐涂料体系产品具有防腐性能优异,附着力强、VOC含量低等优势特点,目前已规模化生产,产品主要应用于武器装备、海洋工程、石化电力、桥梁钢结构、特种车辆及工程机械等领域,作为高性能腐蚀防护涂层材料。

此外,冠军涂料目前也正在主持开展“石墨烯改性水性重防腐系列涂料”项目,该项目已获得政府支持的研究经费3万元,计划在2019年8月前完成项目的研究及成果转化。保守估计,该项目将带来年销售额超过1.5亿元。

涂界记者注意到,作为以建筑涂料为主的三棵树,目前也正在联合中国科学院福建物质结构研究所开展“高性能石墨烯水性防腐涂料研发”项目。据悉,该项目已被纳入了2018年省科技项目计划,该项目计划总投资300万元,其中政府资助75万元。

石墨烯涂料产业化加速

石墨烯作为一种具有优异的力学、热学、电学性能的新型碳材料,其研发涉及国家高新技术材料产业基础、产业关联到新材料、能源、环境、航空航天、国防等领域,对国家的发展起着重要作用。我国已将石墨烯写进新材料十三五发展规划之中,而在2017年的《重点新材料首批次应用示范指导目录》中,石墨烯也以前沿新材料的身份被收录其中。

在国家及地方政府的支持下,近几年我国石墨烯产业化快速发展,已初步构建起以石墨烯原材料、研发、制备、应用为主体的产业链。而其中涂料是石墨烯应用较易切入的领域之一,经过多年的研发应用,目前已逐步成熟,石墨烯涂料产业化正在加快。

涂界记者注意到,江苏道蓬科技有限公司总投资4.05亿元的石墨烯防腐涂料生产项目,已于2017年12月底建成投产。据悉,该项目年生产锌烯重防腐涂料可达5万吨,项目完全达产后,年产值有望达到16亿元。

天津汉尧石墨烯新材料制造有限公司日前投资1亿元在天津市东丽区新建石墨烯水性涂料项目。据悉,该项目将利用东丽开发区10000平米厂房进行研发及产业化,达产后年产值约8亿元。

据了解,汉尧石墨借助北京航材院石墨烯分散技术、水性漆技术,开发了工业用、低VOC水性底漆和面漆材料,是国内唯一能够实现盐雾加速试验寿命超过4400h的水性漆材料,经过300天老化试验色差变化小于2.4,性能已超油性漆达到国际先进水平,广泛应用于家电、汽车、飞机和舰船行业,市场前景广阔。

绵阳麦思威尔年产5万吨水性纳米及石墨烯高端特种涂料项目也于今年8月11日开工建设。据了解,该项目总投资2.8亿元,将建设石墨烯水性涂料生产线2条,形成年产5万吨水性纳米及石墨烯特种涂料的生产规模,项目达产后,有望三年内实现产值15-20亿元。

与此同时,成都渝三峡油漆有限公司计划投资2亿元建设年产3万吨石墨烯涂料、水性工业涂料,湖北新成萃腾科技有限责任公司与兴山县签订了年产3万吨石墨烯防腐涂料产业化项目投资协议……大批石墨烯涂料正开始产业化。

据介绍,石墨烯在防腐、导电、建筑隔热、海洋防污和阻燃等功能涂料体系中均可以大幅提高涂料的综合性能,展现了诱人的潜在前景。目前,虽说石墨烯在涂料中的发展势头较好,然而却不能说“已入佳境”,还有很多关键技术问题需要解决。如石墨烯与涂料树脂复合方法、助剂选择、功能性改进;石墨烯的实验室研究成果如何转变达到实用并产业化;石墨烯在涂料体系中的作用机理等。不过,相信随着研究的深入和科技的发展,这些问题都会迎刃而解,石墨烯也必将推动涂料产业的新一轮转型升级。

高端涂料市场前景广阔

中国现有10000多家涂料厂,其中民用涂料企业约占一半,少数几个国产品牌在技术和品质上已不输外资品牌;但在工业涂料领域,受企业创建时间短、人才缺乏和技术创新有限等制约。

在军工、钢结构、石油化工、飞机、汽车、船舶、核电等领域的高附加值特种涂料,几乎是外资品牌的天下,其价格通常很高,毛利也很高,这些欧美和日本企业又利用技术壁垒形成垄断,但民族品牌只能望洋兴叹。

数据显示,世界涂料巨头PPG通过强大的技术优势和品牌影响力,抢占了多个中国高端领域的市场龙头地位,其中在核电防护涂料、汽车涂料、航空航天涂料细分市场领域市占率分别达到了60%、40%、45%左右;此外,风电叶片涂料目前在中国的市场份额已高达40%,而塔筒涂料的市场份额达到40%~50%。

高端涂料市场,民族企业可谓全面失守,而外资企业处于垄断地位。比如海洋重防腐涂料市场,大型海洋装备的油漆涂装涂料均被外资品牌所垄断。佐敦、关西涂料、国际油漆等外资企业在船舶涂料、集装箱涂料、海洋工程装备涂料等领域占据主导地位,瓜分了80%以上的市场份额。

据了解,我国拥有高达2000亿的防腐涂料市场,其中海洋重防腐涂料需求年均增速超过20%,但我国海洋防腐涂料产品与国外先进水平差距明显,长期处在落后、模仿和跟踪发展的地位,没有形成自主知识产权技术,缺乏相应的技术标准,这造成我国80%的重防腐涂料市场被阿克苏诺贝尔、海虹老人、佐敦、关西等国外10多家涂料巨头所垄断。

李明月表示,虽然目前部分本土涂料企业在航空航天涂料、海洋涂料、船舶涂料、汽车涂料、防腐涂料、核电涂料、风电涂料等的开发虽取得阶段性成果,但尚未实现大规模产业化生产,仍需进口;另外一些高端领域还处于科研追踪阶段。

随着中国经济崛起、军事力量的增强,国家正在发展大飞机、大舰船、航母,海洋建设大力推进,建设更多的核电站、风电和高速铁路,我国高功能涂料和重防腐涂料市场需求依然具有着广阔的空间,这对本土企业来说是大机遇。

李明月分析表示,当然,本土涂料企业突破高端市场,并不仅仅依靠一两款高端产品就可实现的,还必须在技术、管理、渠道、服务、品牌等方面进行全方位打造,形成一套高端体系,这样才能够在高端市场占稳脚跟。(涂界)

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