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行業分析：海洋重防腐涂料及涂裝體系現狀及發展趨勢

2018-03-26 10:04:05 作者：劉登良1，趙君2 來源：中國涂料工業協會專家委員會，海洋化工研究院有限公司分享至：

　　前言

　　海洋重防腐涂料的發展是為國家海洋產業發展總體戰略服務，也是我國由近海走向深海成為海洋大國必不可少的組成部分。

　　近5年來，盡管全球金融危機和經濟衰退對造船、集裝箱、海運行業造成一定沖擊，相應地，涂料行業也受到負面影響。但是，“十二五”沿海諸省從遼寧、山東、江蘇至浙江、福建和廣東、廣西皆出臺了發展海洋經濟的宏偉計劃，涵蓋海洋運輸包括造船、集裝箱、港口碼頭等基礎設施，海洋捕撈和海水養殖產業，海洋資源開發即油氣勘探由近海走向深海，沿岸和離岸風電開發至2020年達到70 GW，沿海交通基礎設施建設除正在建港珠澳跨海大橋、泉州灣大橋外，還將建煙旅、海陽等幾座跨海大橋，沿岸的石油化工廠、海水冷卻發電廠、核電廠等，海洋工程相關鉆井平臺、管道、存儲設備、工程船及配套設施等。海洋是最大、最嚴酷的腐蝕環境，而且從北部渤海至南海腐蝕環境變化很大，所有相關的設備鋼結構和混凝土都必須采用防腐涂料和涂裝體系進行保護。

　　海洋防腐蝕涂層質量的核心價值即可靠性，不僅由涂料產品的質量保證體系決定，而更多地依賴于涂層配套體系、涂裝工藝和現場管理、涂裝標準和檢測方法（包括涂層耐久性能加速評價方法、快速可靠現場涂裝質量控制檢驗方法）的發展。

　　因此，海洋防腐蝕涂料的發展趨勢必須從涂料涂裝一體化，為在不同腐蝕環境和涂裝環境的裝備和設施做整體防腐蝕涂裝設計出發，以滿足不同用戶對涂層可靠性和耐久性的要求，以及滿足涂料和涂裝過程中節能減排、安全和環保（包括涂裝環境和海洋生態環境）、提高涂裝效率、降低成本等多方面的需求。針對不同產業要求制定相應的產品、配套體系發展方向和涂裝工藝及標準，即提供完整的解決防腐方案。下面將分別針對不同海洋產業的領域展開敘述。

　　1 船舶涂料及涂裝體系的現狀及發展

　　船舶涂料包括遠洋和近海船舶、漁船、艦船、游艇等，它們對涂料和配套體系有不同要求。

　　1.1 遠洋和近海船舶涂料市場及發展

　　經過近10年造船行業的快速發展，我國現在超過韓國、日本成為世界第一造船大國。表1為至2013年6月30日世界造船業狀況。

　　受世界經濟復蘇乏力和世界貿易不振影響，近兩三年新造船訂單和手持訂單下降，盡管2013年上半年訂單增長，但增幅收窄。另外造船價格持續下跌，2013年可能觸底反彈，中國造船行業產能嚴重過剩，最多達到3000多家造船廠，專家預測至“十二五”末通過兼并重組、優化產業結構，船廠可減少至1000多家。同時與韓國造船行業相比，盡管我國手持定單量比較大但以中低端散貨輪為主，而韓國在中高端的LNG、大型集裝箱船和海洋工程船方面占有優勢，因此其總價值超過我國。

　　2013年上半年國家信息產業部已經頒布3年內造船行業結構調整和升級的規劃和要求，這也對船舶涂料及涂料體系的發展提出更高的要求。受造船行業下行及不確定性的影響，我國船舶涂料的市場受到較大的沖擊，其銷售量2011年為50萬t，2012年銳減至38萬t，2013年可能略有回升但前景不確定。

　　其中，中船重工12家船廠占26.9%，中船CSIC8家船廠占13.3%，6家合資船廠2.9%，6家外資船廠8.0%的狀態尚可，其他112家船廠占48.9%，其狀況普遍不佳，許多面臨破產。船舶涂料發展面臨諸多的挑戰。首先是全球不斷推出的新法規/新標準要求，例如：

　　—IMO PSPC 壓載艙涂層性能標準WST（修改版）；

　　—原油油船貨油艙涂層性能標準COT，2013年1月1日正式實施；

　　—IMO BWMS壓載水處理與壓載涂層的問題；

　　—IMO Biofouling海生物異域遷移；

　　—EEDI新船能效設計指數和EEOI船舶能效運營指數，與防污涂料密切相關。

　　國內環保部、中國船級社也相應跟進：禁止使用含有機錫/DDT船底防污涂料，公布的“雙高”產品目錄包括含鉛、鉻顏料的防腐涂料等。其中限制使用含氧化亞銅防污涂料有些超前，在沒有成熟可靠的非銅防污解決方案下，氧化亞銅至少還將應用15～20 a。

　　從產品的開發和創新角度，首當其沖的仍然是環境和生態友好的長效5 a以上船底防污涂料。其中有代表性的是：國際油漆有機硅彈性體低表面能防污涂料、海虹老人氧化亞銅納米材料改性慢釋型無錫SPC，以及佐敦的丙烯酸有機硅SPC。防腐涂料產品系列以高固含（體積分數）＞60%、無溶劑環氧和PU為主。由于對底材處理和施工環境要求高，涂層可靠性難保證，因此水性防腐涂料的應用有限。從提高效率、保證質量要求出發，快干型低表面處理用通用型防腐底漆發展很快，甚至占到某些公司銷量的30%。

　　1.2 漁船涂料市場及產品開發

　　據農業部統計，我國現有小于500馬力的漁船約30萬條，正在發展大于3000 t的遠洋漁船。小船捕撈能力嚴重過剩，影響近海捕撈業可持續發展，除了采取每年禁漁期外，今后5 a減少漁船至20萬條勢在必行。

　　我國漁船涂料的總量約3萬t/a，使用有效期小船為1～1.5 a，遠洋船為3～5 a與遠洋輪要求相近。漁船涂料由農業部漁政局監管。這是極端競爭性、對性能/價格比要求極高的市場，跨國公司未進入，由沿海的中小涂料企業如上海開林、浙江魚童、飛輪、珠化等數十家公司占據。

　　從2006年1月開始，環保部為履行斯德哥爾摩國際公約——禁止使用持久性有機污染物。首先是為禁止使用含DDT防污涂料而成立履約辦，并爭取到聯合國2000多萬美元的資助。開發性價比高的不含DDT的漁船防污涂料是困難的任務，項目執行7年多尚未取得滿意的結果。

　　1.3 艦船涂料

　　未來十年是艦船和艦船涂料發展的黃金時期。艦船的大型化和高性能要求對艦船涂料的開發和創新注入新的活力。大于6000 t的大噸位導彈驅逐艦、護衛艦、巡洋艦、兩棲登陸艦、2萬t以上的補給艦，直至航母戰斗群等水面艦艇，以及先進的隱身常規動力和核潛艇等近幾年呈井噴式的發展。

　　艦船涂料是為軍工配套的特種涂層材料中用量最大、品種最多的領域，它包括新造艦船和維修兩大產品系列，2002年我國已制定艦船涂料整體配套體系標準和涂裝標準，并不斷修訂。從使用量來看，維修用涂料遠大于新造船，但后者對高性能新產品要求更高。艦船涂料的市場容量約6000～8000 t/a，并呈上升趨勢。

　　艦船涂料以高性能、特殊功能和高可靠性為主要特點。由于軍船在航期短、巡航速度快（30海里/h），民用船防污涂料不適用。開發環境友好、有效期大于8 a的航母用防污涂料體系，優化戰斗機甲板涂層性能，開發艦載機防腐、隱身涂層體系，盡快縮小與美軍差距是十分艱巨的任務。應該承認我們在先進武器上與先進國家仍有差距，時不我待，仍需努力。

　　1.4 游艇涂料

　　游艇涂料對裝飾和保護性能要求很高。由于游艇大多數時間停靠港灣，因此對船底防污涂料的環保和安全性要求更高。北歐和加拿大、美國準備立法限制氧化亞銅的初期滲出率（＜40～50 μg/cm2/d）。目前國際油漆和佐敦等跨國公司有產品系列供應市場，國內企業尚未涉足此市場。

　　2 集裝箱涂料市場分析

　　2.1 集裝箱行業的發展走勢

　　集裝箱及涂料涂裝行業是一個高度集約化、生產過程高度機械化和自動化的制造行業。世界經濟和貿易形勢與其產業發展密不可分。盡管2008年金融危機和經濟衰退對船運業造成較大沖擊，但集裝箱產量在2011年達到歷史第二高位，2012年造箱量雖然有所下降仍然達到246萬TEU。2013年1-9月完成183萬箱，不出意外全年仍有可能完成240萬箱。盡管不確定因素存在，但隨著世界經濟逐步復蘇，行業仍保持220萬～250萬箱/a平穩波動。

　　2.2 集裝箱涂料市場分析

　　2012年我國集裝箱涂料的總產銷量為24萬t。市場份額延續了以往的趨勢，即中遠關西與中涂化工兩家占據55%，海虹老人、金剛化學和非主流涂料供應商占45%，但與往年不同的是，這兩個數字的背后，都出現了兩極分化的態勢。在第一集團，中遠關西的市場份額增加了約3%，達到32%以上，中涂化工則下降了3%；在第二集團中，海虹老人的市場份額進一步萎縮，下降的部分被金剛化學獲得，非主流供應商仍穩定在約17%的份額，是一股不容小覷的力量。圖1中列出了2012年各涂料公司的市場占有率情況。

　　2013年1-9月集裝箱涂料市場份額基本不變，其中：中遠關西占31.76%；中涂化工占27.11%；海虹老人占11.89%；金剛化學占16.52%；其他占12.72%。受經濟大環境和箱價持續下行的壓力，降低成本和確保質量對集裝箱涂料行業是嚴峻的考驗。單純降低富鋅底漆中鋅粉含量是不可取的，箱東采取更加嚴格和科學的驗箱程序是必然的趨勢。為提高生產效率、降低損耗和成本，新的涂料涂裝工藝將得到長足發展。中集集團率先實現車間底漆自動輥涂、整箱排噴產業化，產生可觀的社會經濟效益，得到了箱東、箱廠、涂料供應商等上下游產業鏈的一致擁護。

　　2.3 集裝箱涂料和涂裝的發展趨勢

　　日益嚴格的環保法規，尤其是溶劑排放成為箱廠生死攸關的大事，因為很多箱廠現處于社區包圍之中。解決問題的方案無非是：一是溶劑回收，二是涂料水性化，再有搬遷這個不是辦法的方法。中集集團率先開發溶劑回收系統，回收率從最初的30%提升至70%，最高可達90%。這套系統目前已在全行業中推廣。

　　但是，更加經濟并從環保和安全角度出發仍然應重視水性集裝箱涂料和涂裝體系的開發。從21世紀初深圳維新公司推出水性集裝箱涂料開始，美國威士伯公司發展不含鋅粉的兩層體系，以及中遠關西三組分水性環氧富鋅底漆體系等，并在中集集團南方、大連箱廠上線試驗。結果表明水性集裝箱涂料涂裝體系發展遇到瓶頸。無鋅兩層體系的性能可靠性和成本不能滿足要求。水性富鋅底漆及配套體系尚待進一步完善，涂裝線的干燥方法和裝備有待改進，以適應水性涂料的成膜要求。通過技術創新，假以時日水性集裝箱涂料涂裝體系產業化很有可能實現。

　　產品結構中應重視易清洗性環氧內面漆的開發應用。目前清洗一個舊箱費用為10美元，費用可觀。中遠關西首先推出了具備易清洗性的環氧內面漆，并在HAMBURG—SUD箱上首先使用，相信其他傳統供應商也會迅速推出此類產品，以滿足箱東的需求。

　　3 海洋資源開發及裝備的防腐涂料涂裝體系

　　3.1 近海和深海油氣勘探和加工設備的防腐

　　除了中海油，我國沿海各省在海洋經濟發展中都將油氣資源開發作為重大的戰略方向。其中除了鉆井平臺、附屬的油氣管道和儲運設施外，發達國家開發使用了石油加工船即移動的石油化工廠。鉆井平臺中南海1號可達3000 m。

　　深海作業。盡管平臺防腐涂裝體系已標準化，但隨著平臺大型化及深海更加嚴酷的腐蝕環境，仍面臨新的挑戰。尤其是舊平臺的維護保養面臨極端惡劣的施工環境，對涂料涂裝提出更高要求。

　　鉆井平臺用涂料配套體系必須經中海油海洋環境實驗室按行業標準測試和認證。至今為止，涂料供應商主要是IP、佐敦、立邦等跨國公司，國內振華重工常州涂料公司、魚童等進入維修用的涂料市場。海底輸油氣管道、高性能的薄型防火涂料將是研發的重點。

　　3.2 沿岸和離岸風電塔用涂料體系

　　作為清潔能源的重要戰略方向，風電尤其是沿岸風電開發是重點，至2020年將達到70 GW。而且安裝的風電塔為發電能力大于6 MW的大型機組。塔高大于60 m，葉片長大于50 m，對涂料性能要求極高，壽命大于20 a。

　　塔身外部采用環氧富鋅或噴鋁底漆＋環氧中間層＋耐候面漆，塔內面不加面漆，通常需通過N501標準或我國船級社標準檢測和認證。而葉片涂料采用耐候聚氨酯彈性體或聚脲體系，要求極高。目前主要通過德國認證，其供應商主要是BASF、PPG及國內幾家合資企業，廣東中山大橋已通過認證。塔身涂料方面，不少國內企業已經進入市場。離岸風電塔的防腐涂層體系還要考慮飛濺區和水下塔基的保護，可參照平臺的配套體系。其涂料的市場容量不大，約4萬～5萬t，但要求高，附加值較高。

　　4 沿岸基礎設施建設的防腐蝕保護涂料

　　4.1 港口碼頭設施

　　從渤海灣至北部灣，隨著經濟發展，億噸級港口不斷增加，舊港擴容和維護、新港的建設蓬勃發展。港口碼頭主體是混凝土結構，我國在這方面涂層保護體系設計和材料使用都相對滯后。盡管20世紀90年代交通部制訂相應的底材處理、涂料涂裝標準，近年來又進行了修訂，但實施情況差強人意。據筆者所知，國內大中型碼頭尚無專業防腐涂料系列產品生產供應商。通用型的環氧砂漿和環氧中間層及面漆都可就地解決。舊港口水下損傷探測方法中科院海洋所曾做過研發，尚待產業化。水下使用涂料及涂裝工藝——包括水下設施的表面處理經多年開發仍處于工程化的初級階段。

　　4.2 跨海大橋的涂層保護體系

　　從2002年開始的杭州灣跨海大橋至正在建的世界最長的港珠澳大橋，10多年我國從北到南建設了10余座跨海大橋，長度從幾公里至50多公里，還有計劃中的幾座超長橋，建橋的技術和速度處于世界領先水平。其中既有鋼結構也有混凝士結構橋。筆者有幸參與交通部和鐵道部橋梁涂裝標準和規范的審定，每座橋的防腐涂料涂裝方案通常由業主召集專家，針對具體腐蝕環境和涂裝環境，對采標和涂裝工藝進行審定。

　　港珠澳大橋涂料用量總額約2億元，分別為中遠關西和佐敦中標。以前涂料供應商主要是跨國公司，現在一些國內企業開始進入，例如2013年泉州灣大橋涂料由泉州信和供應。

　　以上如此等等，關鍵一點就是為不同用戶提供完整的解決方案，從而促進我國海洋重防腐涂料及涂裝體系的蓬勃發展，由近海走向深海，成為真正的海洋大國、海洋強國。

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責任編輯：王元