近5年來,盡管全球金融危機和經(jīng)濟衰退對造船、集裝箱、海運行業(yè)造成一定沖擊,相應(yīng)地,涂料行業(yè)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(fā)展海洋經(jīng)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(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,沿岸和離岸風電開發(fā)至2020年達到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、管道、存儲設(shè)備、工程船及配套設(shè)施等。海洋是最大、最嚴酷的腐蝕環(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行保護。
海洋防腐蝕涂層質(zhì)量的核心價值即可靠性,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(xiàn)場涂裝質(zhì)量控制檢驗方法)的發(fā)展。
因此,海洋防腐蝕涂料的發(fā)展趨勢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)計出發(fā),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(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(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(fā)展
經(jīng)過近10年造船行業(yè)的快速發(fā)展,我國現(xiàn)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(yè)狀況。
受世界經(jīng)濟復(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,但增幅收窄。另外造船價格持續(xù)下跌,2013年可能觸底反彈,中國造船行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩,最多達到3000多家造船廠,專家預(yù)測至“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。同時與韓國造船行業(yè)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(yōu)勢,因此其總價值超過我國。
2013年上半年國家信息產(chǎn)業(yè)部已經(jīng)頒布3年內(nèi)造船行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級的規(guī)劃和要求,這也對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(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(shè)計指數(shù)和EEOI船舶能效運營指數(shù),與防污涂料密切相關(guān)。
國內(nèi)環(huán)保部、中國船級社也相應(yīng)跟進:禁止使用含有機錫/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,首當其沖的仍然是環(huán)境和生態(tài)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(chǎn)品系列以高固含(體積分數(shù))>60%、無溶劑環(huán)氧和PU為主。由于對底材處理和施工環(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 漁船涂料市場及產(chǎn)品開發(fā)
據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計,我國現(xiàn)有小于500馬力的漁船約30萬條,正在發(fā)展大于3000 t的遠洋漁船。小船捕撈能力嚴重過剩,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(nóng)業(yè)部漁政局監(jiān)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(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(lián)合國2000多萬美元的資助。開發(fā)性價比高的不含DDT的漁船防污涂料是困難的任務(wù),項目執(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)展的黃金時期。艦船的大型化和高性能要求對艦船涂料的開發(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、護衛(wèi)艦、巡洋艦、兩棲登陸艦、
2萬t以上的補給艦,直至航母戰(zhàn)斗群等水面艦艇,以及先進的隱身常規(guī)動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(chǎn)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(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)斗機甲板涂層性能,開發(fā)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(wù)。應(yīng)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(shù)時間停靠港灣,因此對船底防污涂料的環(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(chǎn)品系列供應(yīng)市場,國內(nèi)企業(yè)尚未涉足此市場。