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国内氟碳涂料的发展近况
2017/6/29

一. 氟树脂涂料发展历史


氟碳涂料是以含氟树脂为主要成膜物的系列涂料的统称,它是在氟树脂基础上经过改性、加工而成的一种新型涂层材料,其主要特点是树脂中含有大量的F-C键,其键能为485KJ/mol在所有化学键中堪称第一。在受热、光(包括紫外线)的作用下,F-C键难以断裂,因此显示出超长的耐候性及耐化学介质腐蚀,故其稳定性是所有树脂涂料中最好的。这就基本决定了它具有比一般其它类型涂层材料更为优异的使用性能,因此在行业内有“涂料王”之称。作为一种高科技功能性涂料和一种全新的表面装饰防护材料,其耐侯性、化学抗性等许多性能等均优于目前市面上流行的聚氨酯、有机硅、丙烯酸树脂涂料等高档涂料,户外使用寿命有长达20年的数据。氟树脂涂料有常温固化、低温烘烤等系列品种,同时具有修补再涂性,施工方法与一般涂料基本相同。氟涂料已在建筑、化工、电气电子、机械、航空航天、家庭用品等领域得到广泛应用,尤其是在重污染、强腐蚀的环境中,更显示了其优越的防护性能。

氟涂料发展了60多年,经历了热熔型、常温交联固化型、水基型三个发展阶段。目前国际上形成了三种不同用途的氟树脂与氟涂料行业,第一种是以美国杜邦公司为代表的热熔型氟涂料特氟龙不粘涂料,主要用于不粘锅、不粘餐具及不粘模具等方面;第二种是以美国阿托-菲纳公司生产的PVDF(聚偏氟乙烯树脂)树脂为主要成分建筑氟涂料,具有超强耐候性,主要用于铝幕墙板;第三种是以日本旭硝子为代表的室外常温固化氟碳涂料??氟乙烯和羟基乙烯基醚共聚物(FEVE氟涂料),这种常温固化型氟碳涂料不需烘烤,可在建筑及野外露天大型物件上现场施工操作,从而大大拓展了氟碳漆可应用的范围,主要应用于桥梁、电视塔等难以经常施工的塔架防腐等领域。

现在,氟碳涂料在世界各地都得到了越来越广泛的应用,在国内诸多城市建设和改造中,氟碳涂料也被广泛采用,如北京故宫博物院、三峡工程、天津市立交桥、辽宁省政府公务员小区等一系列重要工程均采用氟碳涂料。另外,北京国际机场、上海浦东机场、东方明珠电视塔、北京IBM及MOTOROLA广告工程、兰州石油大厦工程、山东青岛日报社工程、成都银行、上海体育场、上海长途电信局、亚洲第一高楼金茂大厦等都大量使用了含氟涂料涂覆的装饰板,效果良好。

目前全球有氟树脂生产厂家20多家,遍布世界十几个国家。经过20世纪80年代较快速的发展之后,目前发展速度有所减缓。2000年世界氟树脂生产能力约为10万吨,预计2005年生产能力可稳步上升到12万~14万吨。目前世界氟树脂主要生产厂家有美国杜邦公司、英国ICI公司、美国阿托-菲纳公司、日本菊水、旭硝子和大金公司等,它们的年生产能力为3000吨至2万吨不等。   绿色环保和可持续发展的宏观战略成为21世纪的发展主题,许多国家开始限制使用溶剂型涂料,高固体分氟涂料和水性氟涂料的开发成为氟涂料重点开发方向。日本大金公司和大连振邦氟涂料公司都已开始在市场上销售水性氟涂料,美国道化学公司开发的氟树脂防污涂料,也是水性氟涂料。

2.我国氟涂料发展状况

2.1我国氟树脂技术发展状况 氟树脂品种繁多,性能优异,已成为当今世界现代工业中许多关键技术不可或缺的材料。氟树脂主要包括聚四氟乙烯(俗称塑料王,PTFE)、热塑性聚偏二氟乙烯(PVDF)、可熔性聚四氟乙烯(PFA)、聚四氟乙烯-乙烯、聚三氟氯乙烯(PTFCE)及聚氟乙烯(PVF)等品种。目前已经实现商业化生产的氟树脂聚合物简介如下(见表1): 聚合物 涂料形式 干燥温度°C涂料种类PTFE(CF2CF2) 水性330防粘涂料FEP(C2F4/CF2CFCF3)水性260防粘涂料PCTFE(CF2CFCl) 水性210耐侯性涂料PDVF (CH2CF2)溶剂型170耐侯性涂料PVF(CH2CHF) 溶剂型200耐侯性涂料PFEVE(CH2CFX/Vinyl ether)溶剂型 室温 耐侯性涂料


二.我国氟碳涂料的生产和市场概况


2.1我国氟涂料生产厂家状况

    我国氟涂料是在借鉴国外先进技术的基础上发展起来的,目前已自主开发出FEVE、聚四氟乙烯(PTFE)、PVDF型三种溶剂型氟涂料。20世纪90年代初期,PPG公司在天津合资生产氟碳涂料,东南亚的涂装厂也开始在广东开设独资或合资的氟碳喷涂厂,进入90年代后期,日本关西涂料在中国无锡建厂生产氟碳涂料,DNT(大日本涂料)借助台湾金宗化工在上海设立销售中心,美国丽利(LILLY)公司在上海、广东设立销售处,阿克苏-诺贝尔和立邦均在广东设立销售处,其他一些公司如大金、SKK等公司也逐渐进入中国建筑氟碳涂料市场,氟碳涂料销售进入竞争时代。至2000年末,中国的氟碳喷涂厂已发展到70家左右。

2.2我国氟涂料市场状况

我国氟树脂工业起步于20世纪60年代初,1997年我国聚四氟乙烯消费量4126吨,进口1870吨,出口986吨,实际加工量5000多吨,可熔融加工氟树脂(主要为聚全氟丙烯和聚偏氟乙烯制品)约200吨,但现有技术和装置生产的树脂档次低,不能完全满足要求。2000年我国的PTFE需求量约为8000吨,占世界总消费量的7%,预计到2005年将达到1.2万吨左右,仅次于美国、欧洲和日本,居世界前列。   目前国内氟树脂主要生产企业有:浙江巨圣氟化学有限公司,产能3000吨/年;上海天原(集团)有限公司氟化学品厂,产能1200吨/年;上海三爱富,产能1000吨/年;江苏梅兰集团,产能1000吨/年;济南化工厂,产能1000吨/年;化工部晨光化工研究院,产能600吨/年;阜新市氟化学总厂,产能600吨/年。 在氟涂料应用市场方面,据统计,1999年中国PVDF铝塑板使用量约700万m2,PVDF氟碳喷涂铝板约(300~350)万m2。1999年国内有2~3家企业正处于常温固化氟树脂研究阶段,个别企业进入试用性推广阶段。PVDF涂料国内有上海衡峰氟碳涂料公司、浙江化工研究院、上海振华造漆厂等几家企业生产销售。2000年中国PVDF氟碳喷涂铝板得到快速发展,估计国内氟碳喷涂铝板约(600~700)万m2左右,而氟碳铝塑板市场有所萎缩,PVDF树脂国内用量约500吨/年左右,PVDF涂料用量约占1500吨/年左右;2000年国内常温固化氟碳涂料用量约300吨左右或略少一些。2.3氟涂料应用前景 氟涂料广泛应用于建筑、防腐、高速公路、铁路桥梁、交通车辆、船舶及海洋工程设施用等领域具有极大的应用价值。根据《国家化学建材产业"十五"计划和2015年发展规划纲要》,"十五"期间,我国城镇住宅建设每年仍将以5亿平方米左右的建设速度发展,我国涂料行业发展的主要任务将以建筑涂料为重点,使建筑涂料在外墙装饰中应用占到60%以上。国内许多城市对瓷砖、马赛克、烧结面砖等建筑材料的限制使用,给具有超长耐候性、抗环境污染性、使用寿命长的氟树脂涂料提供了极好的市场机遇。我国氟涂料在建筑领域的需求量每年可达100万吨,在铁路、桥梁领域用的需求可达30万吨以上;防腐涂料市场需求量将达22万吨,目前我国民用船舶和海洋工程设施上使用的表面涂料每年需求量量高达5万吨以上。可见,氟树脂涂料有较大的潜在市场。 目前氟涂料等使用限制主要氟树脂价格高出同类树脂10倍左右,如果能使有机氟材料价格下降(美国已有相关研究成果),则市场规模将成倍的扩大。目前国家已把有机氟产品列入 《当前国家重点激励发展的产业、产品和技术目录(2000年修订)》。


三.我国氟涂料技术与国外的差距


    目前凡是国外已有的工业化品种,中国基本上都已研制出来,其中大部分也已投入生产,但与国外先进技术相比还存在较大差距。

 3.1氟树脂差距国外先进的氟树脂是以美国阿托菲纳公司为代表,拥有多年的氟树脂研究经验,从事了大量的基础研究工作,并有30多年的美国佛罗里达室外曝晒数据,氟树脂的生产工艺成熟先进。而国内氟树脂厂只有上海三爱富公司、常熟中昊化工有限公司和浙江化工研究院、大连明辰振邦等几家公司能生产PVDF树脂。由于室外曝晒时间长、费用高,因此均未能进行氟涂料室外曝晒实验,氟树脂的基础研究的相对薄弱。 从生产技术上看,国外含氟化合物生产的自动化程度较高,普遍采用色谱分析和微机检测控制技术。在聚合工艺、聚合反应工程等方面都在不断进行系统研究。因此,国外氟树脂品种和质量都比较领先。此外,国外还开发了一整套后处理工艺及预烧结技术,适用于自动模塑加工粉末流动性好的品种及相关氟塑料合金等,从而进一步扩大了氟树脂的用途。而国内生产能力较小,品种牌号也不多。

3.2氟涂料研究差距   同国外公司相比,我国氟涂料研究的历史较短,起步较晚,而且主要集中在浙化研究院、上海衡峰、珠海特氟、大连明辰振邦等少数几家公司。由于国外公司对技术的垄断,使得我国氟涂料研究水平与国外先进水平还存在较大差距。

 3.3应用技术及服务差距   国外公司积累了30多年的氟碳涂装技术来进行涂料推广,而国内氟涂料厂商少很强的涂装应用技术支持,使得建筑用氟涂料性能(或配方)与国外相似,但由于涂装应用技术的差距亦难以解决氟碳喷涂中的众多质量问题,严重影响国内氟涂料厂商的推广应用。

3.4检测设备的差距   氟碳涂料性能评价要有大量的试验、测试设备,没有一定的经济实力是无法完成氟碳涂料的研究和推广使用的。目前具备AAMA2605-1998标准规定的氟碳涂料完整实验测试设备的厂商与研究机构国内并不很多。


四、氟碳涂料的发展建议


国内厂家需加强氟树脂工程技术和后处理工艺技术开发,达到规模化生产。加快涂料用氟树脂新品和高透明度、低折光率的氟树脂、各种氟树脂共聚物和纳米级氟树脂的开发。同时还要降低成本和物耗,是产品达到市场易接受的性价比,增加市场竞争力,使氟碳涂料的市场不断扩大。