近5年來，盡管全球金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退對(duì)造船、集裝箱、海運(yùn)行業(yè)造成一定沖擊，相應(yīng)地，涂料行業(yè)也受到負(fù)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(tái)了發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)的宏偉計(jì)劃，涵蓋海洋運(yùn)輸包括造船、集裝箱、港口碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施，海洋捕撈和海水養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)，海洋資源開發(fā)即油氣勘探由近海走向深海，沿岸和離岸風(fēng)電開發(fā)至2020年達(dá)到70 GW，沿海交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(fā)電廠、核電廠等，海洋工程相關(guān)鉆井平臺(tái)、管道、存儲(chǔ)設(shè)備、工程船及配套設(shè)施等。海洋是最大、最嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，而且從北部渤海至南海腐蝕環(huán)境變化很大，所有相關(guān)的設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)和混凝土都必須采用防腐涂料和涂裝體系進(jìn)行保護(hù)。
海洋防腐蝕涂層質(zhì)量的核心價(jià)值即可靠性，不僅由涂料產(chǎn)品的質(zhì)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(xiàn)場(chǎng)管理、涂裝標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法(包括涂層耐久性能加速評(píng)價(jià)方法、快速可靠現(xiàn)場(chǎng)涂裝質(zhì)量控制檢驗(yàn)方法)的發(fā)展。
因此，海洋防腐蝕涂料的發(fā)展趨勢(shì)必須從涂料涂裝一體化，為在不同腐蝕環(huán)境和涂裝環(huán)境的裝備和設(shè)施做整體防腐蝕涂裝設(shè)計(jì)出發(fā)，以滿足不同用戶對(duì)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(jié)能減排、安全和環(huán)保(包括涂裝環(huán)境和海洋生態(tài)環(huán)境)、提高涂裝效率、降低成本等多方面的需求。針對(duì)不同產(chǎn)業(yè)要求制定相應(yīng)的產(chǎn)品、配套體系發(fā)展方向和涂裝工藝及標(biāo)準(zhǔn)，即提供完整的解決防腐方案。下面將分別針對(duì)不同海洋產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域展開敘述。
1 船舶涂料及涂裝體系的現(xiàn)狀及發(fā)展
船舶涂料包括遠(yuǎn)洋和近海船舶、漁船、艦船、游艇等，它們對(duì)涂料和配套體系有不同要求。
1.1 遠(yuǎn)洋和近海船舶涂料市場(chǎng)及發(fā)展
經(jīng)過近10年造船行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在超過韓國(guó)、日本成為世界第一造船大國(guó)。表1為至2013年6月30日世界造船業(yè)狀況。
受世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇乏力和世界貿(mào)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(zhǎng)，但增幅收窄。另外造船價(jià)格持續(xù)下跌，2013年可能觸底反彈，中國(guó)造船行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，最多達(dá)到3000多家造船廠，專家預(yù)測(cè)至“十二五”末通過兼并重組、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，船廠可減少至1000多家。同時(shí)與韓國(guó)造船行業(yè)相比，盡管我國(guó)手持定單量比較大但以中低端散貨輪為主，而韓國(guó)在中高端的LNG、大型集裝箱船和海洋工程船方面占有優(yōu)勢(shì)，因此其總價(jià)值超過我國(guó)。
2013年上半年國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)頒布3年內(nèi)造船行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí)的規(guī)劃和要求，這也對(duì)船舶涂料及涂料體系的發(fā)展提出更高的要求。受造船行業(yè)下行及不確定性的影響，我國(guó)船舶涂料的市場(chǎng)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(tài)尚可，其他112家船廠占48.9%，其狀況普遍不佳，許多面臨破產(chǎn)。船舶涂料發(fā)展面臨諸多的挑戰(zhàn)。首先是全球不斷推出的新法規(guī)/新標(biāo)準(zhǔn)要求，例如：
—IMO PSPC 壓載艙涂層性能標(biāo)準(zhǔn)WST(修改版);
—原油油船貨油艙涂層性能標(biāo)準(zhǔn)COT，2013年1月1日正式實(shí)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(shè)計(jì)指數(shù)和EEOI船舶能效運(yùn)營(yíng)指數(shù)，與防污涂料密切相關(guān)。
國(guó)內(nèi)環(huán)保部、中國(guó)船級(jí)社也相應(yīng)跟進(jìn)：禁止使用含有機(jī)錫/DDT船底防污涂料，公布的“雙高”產(chǎn)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(yīng)用15～20 a。
從產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新角度，首當(dāng)其沖的仍然是環(huán)境和生態(tài)友好的長(zhǎng)效5 a以上船底防污涂料。其中有代表性的是：國(guó)際油漆有機(jī)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(jī)硅SPC。防腐涂料產(chǎn)品系列以高固含(體積分?jǐn)?shù))>60%、無溶劑環(huán)氧和PU為主。由于對(duì)底材處理和施工環(huán)境要求高，涂層可靠性難保證，因此水性防腐涂料的應(yīng)用有限。從提高效率、保證質(zhì)量要求出發(fā)，快干型低表面處理用通用型防腐底漆發(fā)展很快，甚至占到某些公司銷量的30%。
1.2 漁船涂料市場(chǎng)及產(chǎn)品開發(fā)
據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有小于500馬力的漁船約30萬條，正在發(fā)展大于3000 t的遠(yuǎn)洋漁船。小船捕撈能力嚴(yán)重過剩，影響近海捕撈業(yè)可持續(xù)發(fā)展，除了采取每年禁漁期外，今后5 a減少漁船至20萬條勢(shì)在必行。
我國(guó)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(yuǎn)洋船為3～5 a與遠(yuǎn)洋輪要求相近。漁船涂料由農(nóng)業(yè)部漁政局監(jiān)管。這是極端競(jìng)爭(zhēng)性、對(duì)性能/價(jià)格比要求極高的市場(chǎng)，跨國(guó)公司未進(jìn)入，由沿海的中小涂料企業(yè)如上海開林、浙江魚童、飛輪、珠化等
數(shù)十家公司占據(jù)。
從2006年1月開始，環(huán)保部為履行斯德哥爾摩國(guó)際公約——禁止使用持久性有機(jī)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(zhēng)取到聯(lián)合國(guó)2000多萬美元的資助。開發(fā)性價(jià)比高的不含DDT的漁船防污涂料是困難的任務(wù)，項(xiàng)目執(zhí)行7年多尚未取得滿意的結(jié)果。
1.3 艦船涂料
未來十年是艦船和艦船涂料發(fā)展的黃金時(shí)期。艦船的大型化和高性能要求對(duì)艦船涂料的開發(fā)和創(chuàng)新注入新的活力。大于6000 t的大噸位導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、巡洋艦、兩棲登陸艦、2萬t以上的補(bǔ)給艦，直至航母戰(zhàn)斗群等水面艦艇，以及先進(jìn)的隱身常規(guī)動(dòng)力和核潛艇等近幾年呈井噴式的發(fā)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(lǐng)域，它包括新造艦船和維修兩大產(chǎn)品系列，2002年我國(guó)已制定艦船涂料整體配套體系標(biāo)準(zhǔn)和涂裝標(biāo)準(zhǔn)，并不斷修訂。從使用量來看，維修用涂料遠(yuǎn)大于新造船，但后者對(duì)高性能新產(chǎn)品要求更高。艦船涂料的市場(chǎng)容量約6000～8000 t/a，并呈上升趨勢(shì)。
艦船涂料以高性能、特殊功能和高可靠性為主要特點(diǎn)。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(fā)環(huán)境友好、有效期大于8 a的航母用防污涂料體系，優(yōu)化戰(zhàn)斗機(jī)甲板涂層性能，開發(fā)艦載機(jī)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(wù)。應(yīng)該承認(rèn)我們?cè)谙冗M(jìn)武器上與先進(jìn)國(guó)家仍有差距，時(shí)不我待，仍需努力。
1.4 游艇涂料
游艇涂料對(duì)裝飾和保護(hù)性能要求很高。由于游艇大多數(shù)時(shí)間停靠港灣，因此對(duì)船底防污涂料的環(huán)保和安全性要求更高。北歐和加拿大、美國(guó)準(zhǔn)備立法限制氧化亞銅的初期滲出率(<40～50 μg/cm2/d)。目前國(guó)際油漆和佐敦等跨國(guó)公司有產(chǎn)品系列供應(yīng)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)企業(yè)尚未涉足此市場(chǎng)。
2 集裝箱涂料市場(chǎng)分析
2.1 集裝箱行業(yè)的發(fā)展走勢(shì)
集裝箱及涂料涂裝行業(yè)是一個(gè)高度集約化、生產(chǎn)過程高度機(jī)械化和自動(dòng)化的制造行業(yè)。世界經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易形勢(shì)與其產(chǎn)業(yè)發(fā)展密不可分。盡管2008年金融危機(jī)和經(jīng)濟(jì)衰退對(duì)船運(yùn)業(yè)造成較大沖擊，但集裝箱產(chǎn)量在2011年達(dá)到歷史第二高位，2012年造箱量雖然有所下降仍然達(dá)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(jīng)濟(jì)逐步復(fù)蘇，行業(yè)仍保持220萬～250萬箱/a平穩(wěn)波動(dòng)。
2.2 集裝箱涂料市場(chǎng)分析
2012年我國(guó)集裝箱涂料的總產(chǎn)銷量為24萬t。市場(chǎng)份額延續(xù)了以往的趨勢(shì)，即中遠(yuǎn)關(guān)西與中涂化工兩家占據(jù)55%，海虹老人、金剛化學(xué)和非主流涂料供應(yīng)商占45%，但與往年不同的是，這兩個(gè)數(shù)字的背后，都出現(xiàn)了兩極分化的態(tài)勢(shì)。在第一集團(tuán)，中遠(yuǎn)關(guān)西的市場(chǎng)份額增加了約3%，達(dá)到32%以上，中涂化工則下降了3%;在第二集團(tuán)中，海虹老人的市場(chǎng)份額進(jìn)一步萎縮，下降的部分被金剛化學(xué)獲得，非主流供應(yīng)商仍穩(wěn)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(chǎng)占有率情況。
2013年1-9月集裝箱涂料市場(chǎng)份額基本不變，其中：中遠(yuǎn)關(guān)西占31.76%;中涂化工占27.11%;海虹老人占11.89%;金剛化學(xué)占16.52%;其他占12.72%。受經(jīng)濟(jì)大環(huán)境和箱價(jià)持續(xù)下行的壓力，降低成本和確保質(zhì)量對(duì)集裝箱涂料行業(yè)是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。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(yán)格和科學(xué)的驗(yàn)箱程序是必然的趨勢(shì)。為提高生產(chǎn)效率、降低損耗和成本，新的涂料涂裝工藝將得到長(zhǎng)足發(fā)展。中集集團(tuán)率先實(shí)現(xiàn)車間底漆自動(dòng)輥涂、整箱排噴產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)生可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，得到了箱東、箱廠、涂料供應(yīng)商等上下游產(chǎn)業(yè)鏈的一致?lián)碜o(hù)。
2.3 集裝箱涂料和涂裝的發(fā)展趨勢(shì)
日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，尤其是溶劑排放成為箱廠生死攸關(guān)的大事，因?yàn)楹芏嘞鋸S現(xiàn)處于社區(qū)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(gè)不是辦法的方法。中集集團(tuán)率先開發(fā)溶劑回收系統(tǒng)，回收率從最初的30%提升至70%，最高可達(dá)90%。這套系統(tǒng)目前已在全行業(yè)中推廣。
但是，更加經(jīng)濟(jì)并從環(huán)保和安全角度出發(fā)仍然應(yīng)重視水性集裝箱涂料和涂裝體系的開發(fā)。從21世紀(jì)初深圳維新公司推出水性集裝箱涂料開始，美國(guó)威士伯公司發(fā)展不含鋅粉的兩層體系，以及中遠(yuǎn)關(guān)西三組分水性環(huán)氧富鋅底漆體系等，并在中集集團(tuán)南方、大連箱廠上線試驗(yàn)。結(jié)果表明水性集裝箱涂料涂裝體系發(fā)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(jìn)一步完善，涂裝線的干燥方法和裝備有待改進(jìn)，以適應(yīng)水性涂料的成膜要求。通過技術(shù)創(chuàng)新，假以時(shí)日水性集裝箱涂料涂裝體系產(chǎn)業(yè)化很有可能實(shí)現(xiàn)。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中應(yīng)重視易清洗性環(huán)氧內(nèi)面漆的開發(fā)應(yīng)用。目前清洗一個(gè)舊箱費(fèi)用為10美元，費(fèi)用可觀。中遠(yuǎn)關(guān)西首先推出了具備易清洗性的環(huán)氧內(nèi)面漆，并在HAMBURG—SUD箱上首先使用，相信其他傳統(tǒng)供應(yīng)商也會(huì)迅速推出此類產(chǎn)品，以滿足箱東的需求。
3 海洋資源開發(fā)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(shè)備的防腐
除了中海油，我國(guó)沿海各省在海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都將油氣資源開發(fā)作為重大的戰(zhàn)略方向。其中除了鉆井平臺(tái)、附屬的油氣管道和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施外，發(fā)達(dá)國(guó)家開發(fā)使用了石油加工船即移動(dòng)的石油化工廠。鉆井平臺(tái)中南海1號(hào)可達(dá)3000 m。
深海作業(yè)。盡管平臺(tái)防腐涂裝體系已標(biāo)準(zhǔn)化，但隨著平臺(tái)大型化及深海更加嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境，仍面臨新的挑戰(zhàn)。尤其是舊平臺(tái)的維護(hù)保養(yǎng)面臨極端惡劣的施工環(huán)境，對(duì)涂料涂裝提出更高要求。
鉆井平臺(tái)用涂料配套體系必須經(jīng)中海油海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試和認(rèn)證。至今為止，涂料供應(yīng)商主要是IP、佐敦、立邦等跨國(guó)公司，國(guó)內(nèi)振華重工常州涂料公司、魚童等進(jìn)入維修用的涂料市場(chǎng)。海底輸油氣管道、高性能的薄型防火涂料將是研發(fā)的重點(diǎn)。
3.2 沿岸和離岸風(fēng)電塔用涂料體系
作為清潔能源的重要戰(zhàn)略方向，風(fēng)電尤其是沿岸風(fēng)電開發(fā)是重點(diǎn)，至2020年將達(dá)到70 GW。而且安裝的風(fēng)電塔為發(fā)電能力大于6 MW的大型機(jī)組。塔高大于60 m，葉片長(zhǎng)大于50 m，對(duì)涂料性能要求極高，壽命大于20 a。
塔身外部采用環(huán)氧富鋅或噴鋁底漆+環(huán)氧中間層+耐候面漆，塔內(nèi)面不加面漆，通常需通過N501標(biāo)準(zhǔn)或我國(guó)船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)和認(rèn)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(guó)認(rèn)證，其供應(yīng)商主要是BASF、PPG及國(guó)內(nèi)幾家合資企業(yè)，廣東中山大橋已通過認(rèn)證。塔身涂料方面，不少國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)。離岸風(fēng)電塔的防腐涂層體系還要考慮飛濺區(qū)和水下塔基的保護(hù)，可參照平臺(tái)的配套體系。其涂料的市場(chǎng)容量不大，約4萬～5萬t，但要求高，附加值較高。
4 沿岸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的防腐蝕保護(hù)涂料
4.1 港口碼頭設(shè)施
從渤海灣至北部灣，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，億噸級(jí)港口不斷增加，舊港擴(kuò)容和維護(hù)、新港的建設(shè)蓬勃發(fā)展。港口碼頭主體是混凝土結(jié)構(gòu)，我國(guó)在這方面涂層保護(hù)體系設(shè)計(jì)和材料使用都相對(duì)滯后。盡管20世紀(jì)90年代交通部制訂相應(yīng)的底材處理、涂料涂裝標(biāo)準(zhǔn)，近年來又進(jìn)行了修訂，但實(shí)施情況差強(qiáng)人意。據(jù)筆者所知，國(guó)內(nèi)大中型碼頭尚無專業(yè)防腐涂料系列產(chǎn)品生產(chǎn)供應(yīng)商。通用型的環(huán)氧砂漿和環(huán)氧中間層及面漆都可就地解決。舊港口水下?lián)p傷探測(cè)方法中科院海洋所曾做過研發(fā)，尚待產(chǎn)業(yè)化。水下使用涂料及涂裝工藝——包括水下設(shè)施的表面處理經(jīng)多年開發(fā)仍處于工程化的初級(jí)階段。
4.2 跨海大橋的涂層保護(hù)體系
從2002年開始的杭州灣跨海大橋至正在建的世界最長(zhǎng)的港珠澳大橋，10多年我國(guó)從北到南建設(shè)了10余座跨海大橋，長(zhǎng)度從幾公里至50多公里，還有計(jì)劃中的幾座超長(zhǎng)橋，建橋的技術(shù)和速度處于世界領(lǐng)先水平。其中既有鋼結(jié)構(gòu)也有混凝士結(jié)構(gòu)橋。筆者有幸參與交通部和鐵道部橋梁涂裝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的審定，每座橋的防腐涂料涂裝方案通常由業(yè)主召集專家，針對(duì)具體腐蝕環(huán)境和涂裝環(huán)境，對(duì)采標(biāo)和涂裝工藝進(jìn)行審定。
港珠澳大橋涂料用量總額約2億元，分別為中遠(yuǎn)關(guān)西和佐敦中標(biāo)。以前涂料供應(yīng)商主要是跨國(guó)公司，現(xiàn)在一些國(guó)內(nèi)企業(yè)開始進(jìn)入，例如2013年泉州灣大橋涂料由泉州信和供應(yīng)。
以上如此等等，關(guān)鍵一點(diǎn)就是為不同用戶提供完整的解決方案，從而促進(jìn)我國(guó)海洋重防腐涂料及涂裝體系的蓬勃發(fā)展，由近海走向深海，成為真正的海洋大國(guó)、海洋強(qiáng)國(guó)。