中國是海洋大國, 有長達1.8萬公裏海岸線, 約300萬平方公裡的海洋面積, 擁有豐富的海洋資源和蓬勃發展的藍色經濟產業. 據國家海洋局日前發布的《2017年中國海洋經濟統計公報》顯示, 2017年全國海洋生產總值77611億元, 海洋生產總值佔國內生產總值的9.4%.
自加入世界貿易組織後, 中國對外貿易在國民經濟活動中的比例穩步增加, 達到影響大約中國經濟60%-70%的程度, 甚至可以說, 沒有貿易, 中國經濟將無以為繼. 故提高海洋產業綜合競爭力, 探索海洋資源保護開發新途徑和海洋綜合管理新模式, 建設現代化海洋經濟體系具有重要意義.
'藍色經濟新引擎' 經受腐蝕困擾 尋求解決之道迫在眉睫
隨著中國海洋經濟的不斷髮展, 尤其是中國海洋開發和一帶一路等國家戰略工程的落地, 海洋油氣平台, 海底管線, 海上風電, 船舶運輸, 跨海大橋, 海洋交通設施不斷增加, 沿海海港碼頭, 濱海電廠等設施遍地開花. 然而, 在國內大力倡導資源節約型, 環境友好型社會建設的同時, 海洋經濟的快速發展, 仍然存在著資源耗損腐蝕的挑戰.
據估計, 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. 有關資料顯示, 全世界每年因腐蝕形成的經濟損失高達1萬億美元, 約為地震, 水災, 颶風等自然災害形成經濟損失總和的6倍. 而我國每年因腐蝕形成的經濟損失達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, 這其中海洋腐蝕尤為嚴峻.
防腐蝕市場需求日益高漲 市場經濟體量將超萬億
目前, 腐蝕問題主要是通過防腐塗料對工程設備進行裝塗來解決, 作為抵禦腐蝕的 '防彈衣' , 防腐塗料的市場需求日益高漲. 在國內, 尤其是對防腐規格有著嚴苛要求的石油化工, 管道運輸, 海洋工程等行業, 對防腐材料及重防腐塗料的需求量始終保持著持續穩定的增長趨勢.
十三五期間, 我國塗料行業總產值年均增長底線在6.5%左右, 到2020年, 中國塗料行業總產值預計增長至5600億人民幣左右, 總產量預計增長至2200萬噸左右.
其中, 重防腐塗料作為在相對苛刻的腐蝕環境下, 還能能達到比常規防腐塗料更長保護期的塗料, 被廣泛應用在具有嚴酷腐蝕條件下的工程設備及設施中. 隨著國家對深海資源的勘探與開發以及 '走向深海大洋' 戰略目標的實施, 重防腐塗料將擁有更為廣闊的市場體量.
經過對近年的數據分析我們發現, 2010-2017年間, 中國重防腐塗料市場銷售收入呈波動增長趨勢, 增長情況大致與工業總產值類似. 2017年, 重防腐塗料行業實現銷售收入884.65億元, 同比增長了14.0%.
而據前瞻產業研究院《2018-2023年中國重防腐塗料行業發展前景預測與領先企業經營分析報告》預測分析, 到2023年重防腐塗料行業將實現銷售收入達1981億元.
高端防腐塗料難覓國產品牌 市場體量難掩技術差距
我國擁有千億級別的防腐塗料市場, 但是國內防腐市場格局卻是另一番景象. 以船舶重防腐塗料市場為例, 阿克蘇諾貝爾, PPG, 海虹老人, 佐敦, 日本中塗, 日本關西等國外企業基本瓜分了80%的市場份額. 在2017年, 海虹老人, 日本中塗, 日本關西和韓國KCC在集裝箱重防腐塗料市場的佔有量甚至達到了驚人的95%, 國外巨頭塗料企業基本形成了相對壟斷國內市場的競爭格局. 即便是重防腐塗料市場每年都在高速增長, 給國內企業成長帶來了一定契機, 但限於技術的差距, 國內防腐品牌明顯缺乏市場競爭力.
作為發展中國家, 中國經濟和科技的發展雖獲得了長足的進步, 但這並不意味著所有技術都能與國際上分庭抗禮, 至少高端重防腐領域中國並不是. 出於曆史原因, 中國防腐塗料的研發起步較晚, 加之國際社會對中國技術的長期封鎖, 中國防腐塗料技術成長起來扔有不少的路要走.
據了解, 在全球重防腐產業鏈中, 從原料配方到技術研發等眾多鏈條環節中, 中國塗料企業僅能位列中低端的第一梯隊. 沒有自主智慧財產權技術, 缺乏相應的技術標準, 生產設備迭代滯後等問題, 對於我國藍色產業的長久發展非常不利.
時至今日, 國內一些特大型, 重點工程項目, 但凡需要高規格防腐處理技術, 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塗料. 中國國內第一高樓——上海中心大廈的相關防腐防火塗料基本上也採用了阿克蘇諾貝爾塗料, 以上例子, 不勝枚舉. 長期被國外塗料巨頭把握住的這一關鍵資源, 就像隨時被扼住的咽喉, 一旦出現問題, 僅腐蝕一項損失就不可估量.
當之無愧的新材料之王石墨烯 促重防腐行業新變局
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, 以及具有極為優秀的導電, 導熱, 超輕薄, 超大比表面積等特性, 讓其成為改善防腐塗料性能, 降低防腐塗料成本的天然功能性材料.
經過眾多權威實驗數據表明, 石墨烯作為關鍵材料在防腐塗層發揮的作用尤為明顯, 其可以有效地阻隔外界環境, 腐蝕物質等向金屬基材滲透和擴散, 並形成緻密的保護層, 具有防腐效果好, 塗層厚度低, 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勢, 是傳統防腐塗料良好的升級替代產品. 石墨烯一旦在防腐塗料中成功應用, 將大大改善腐蝕耗損對經濟發展產生的負面影響, 同時也將成為工業防腐塗料的一個嶄新的亮點和新的驅動點.
在日前發布的《2018石墨烯技術專利分析報告》中顯示, 在全球所有石墨烯相關技術專利總量中, 中國申請專利的數量最多, 達37521件, 躍居世界首位, 佔據了66.5%的份額. 政策的支援, 技術的驅動, 資本的進入, 給中國科技創新 '彎道超車' 帶來了新機會, 同時也為中國工業防腐塗料變革迎來了新的變革機遇.
據了解, 國內石墨烯防腐塗料的已經趨於成熟, 相關技術研究, 落地應用產品隨著市場需求的擴大, 塗料企業的大力推廣, 石墨烯防腐塗料正逐步被相關企業認可. 值得一提的是, 在 '外敵' 壓境的嚴峻局勢下, 石墨烯企業和塗料廠商有默契的展開了研發技術與生產技術的深度合作.
今年上半年, 擁有石墨烯豐富研發經驗的珠海聚碳複合材料有限公司, 和國內最大的塗料及塗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氧防腐底漆領域的合作. 相信未來, 在高端防腐塗料市場, 中國防腐塗料品牌不僅可以奮起直追, 甚至在國際平台上也能與國際品牌分庭抗禮.
石墨烯防腐塗料優勢明顯 經濟和環保效應突出
據珠海聚碳複合材料有限公司董事長陳小剛先生介紹, '相比傳統重防腐塗料, 石墨烯防腐塗料除了在性能上有大幅改善, 還具有傳統防腐塗料無法比擬的環保和成本優勢. ' 眾所周知, 腐蝕是因為金屬表面接觸空氣, 水或其他腐蝕介質導致的, 解決腐蝕的主要方法就是給金屬塗上塗層材料, 通過物理隔絕, 化學, 電化學反應來達到防腐目的. 目前在鋼結構重防腐領域, 全世界普遍採用富鋅塗料處理腐蝕, 由於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, 不僅會增加增加塗裝成本, 還會帶來嚴重的 '鋅汙染' .
石墨烯材料本身特性使得其在物理防腐和電化學防腐方面有著天然優勢, 石墨烯片層結構層層疊加, 交錯排列, 在塗層中可形成 '迷宮式' 屏蔽結構, 能夠有效抑制腐蝕介質的浸潤, 滲透和擴散, 提高塗層的物理阻隔性, 同時, 石墨烯的共軛結構使其具有很高的電子遷移率, 表現出良好的導電性, 其片層結構亦能夠保證塗層間有較好的電化學接觸, 形成強大的導電網路, 進而可以使用更少的鋅粉實現一樣的陰極保護作用.
而在石墨烯防腐塗料的配方中, 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%的防腐防鏽填料, 其降低成本, 改善環境的意義, 可見一斑.
天時, 地利, 人和齊聚 聚碳駛進石墨烯防腐 '快車道'
據CGIA Research預測, 2018年底, 我國石墨烯防腐塗料市場將達5億元, 2020年我國石墨烯防腐塗料在工業防腐塗料滲透率將會超過1%, 將達到30億元, 2022年將達到48億元, 石墨烯防腐塗料有望助力國產防腐塗料跨入國際高端市場.
自2004年石墨烯誕生以來, 短短十數年, 石墨烯已經發展成逾萬億級體量的超大型產業. 在中國, 石墨烯甚至上升為國家戰略級產業, 各項政策和產業基金支援力度空前巨大, 各級政府亦紛紛出台相應的配套政策與措施, 各種石墨烯產業聯盟, 研究院, 創新中心, 企業如雨後春筍般成長起來.
早在去年, 珠海聚碳複合材料有限公司就已成功實現石墨烯防腐塗料的商業化運作, 聚碳依託其獨有的物理法石墨烯量產專利技術, 通過不斷積累經驗和實踐應用, 成功研發出石墨烯油性和水性防腐系列塗料. 根據化學工業合成材料老化質量監督檢驗中心出具的檢測報告顯示, 珠海聚碳複合材料有限公司出品的石墨烯重防腐塗料, 在GB/T1771-2007和GB/T 1766-2008標準下, 耐鹽霧老化時間可以達到3600小時, 而採用石墨烯防腐底漆, 中漆和面漆構成的複合塗層的耐鹽霧時間則超過了9000小時. 突破傳統環氧富鋅塗料800-1000小時的耐鹽霧極限, 一舉實現國產重防腐塗料產品走向高端化的進程.
通過之前的報道我們發現, 珠海聚碳複合材料有限公司不僅在石墨烯防腐領域涉獵廣泛, 在新型碳材料, 機械潤滑, 電熱, 動力能源等領域同樣佔據著重要的技術地位. 據了解, 聚碳擁有多項石墨烯量產製備工藝專利技術, 同時也是世界上少數能以業界普遍接受的成本實現規模化生產以及真正實現 '零排放' 石墨烯生產及應用研發的企業.
當下, 石墨烯防腐塗料的出現, 短時間內很難改善中國防腐產業長期被外企把持的局面, 防腐塗料行業的崛起, 離不開石墨烯技術, 塗料廠商, 政策導向和應用端的支援, 總體來講, 石墨烯防腐塗料前路光明, 但道路依然曲折. 行業內, 需要更多像聚碳這樣的企業, 在技術開發, 環境性能考核, 標準制定, 工程應用和產業化等各個環節全方位推動石墨烯重防腐塗料的發展.
在實際走訪過程中我們發現, 石墨烯防腐塗料的產品端應用並不像網上宣傳的那樣紅火, 不過珠海聚碳複合材料有限公司董事長陳小剛先生向我們透露, 聚碳複材先後與 '中國三桶油' , 中石油, 中石化, 中海油三家石油化工業龍頭企業進行過密切接觸. 其中, 在與中海油的接觸中, 已經初步達成塗裝測試合作, 石墨烯防腐塗料將率先在其中海油珠海天然氣發電有限公司的大型鋼結構進行塗裝應用. 陳小剛表示: '這次與中海油合作的順利敲定, 意味著國產防腐塗料終於得到了國有企業的肯定, 印證了聚碳石墨烯防腐塗料性能的確優於傳統防腐塗料, 在接下來的防腐塗料布局中, 我們將更有信心迎接新的挑戰' .
國產石墨烯新型重防腐塗料的出現就像一場及時雨, 不僅改善了國內防腐塗料產品的防腐質量, 還填補了國產高端防腐品牌的市場空白. 這對於保障海洋裝備, 海洋工程和國家重大基礎設施的安全服役, 促進防腐塗料的產業升級, 衝擊國際品牌在國內市場的壟斷地位, 提升中國藍色經濟產業建設中的競爭力, 保障國家安全和海洋經濟發展戰略都具有十分重大的戰略意義.