氟碳树脂涂料行业发展现状与趋势(1

1、氟碳树脂涂料发展现状与趋势,中国氟硅有机材料工业协会,中,国,涂,料,工,业,协,会,刘国杰,教授,/,高工,?,?,?,?,?,?,?,?,一、氟碳树脂涂料行业发展现状与趋势,1,涂料行业发展现状与趋势,2,氟碳树脂涂料行业发展现状与趋势,3 PTFE,涂料,4 PVDF,涂料,5 FEVE,涂料,二,氟硅材料在高功能涂料中的应用,最后：以硅氧烷为基础的有机,-,无机杂化复合纳米涂料,?,1,涂料行业发展现状与趋势,?,2,氟碳树脂涂料发展现状与趋势,?,1,涂料行业发展现状与趋势,?,1.1,?,1.2,发展现状,发展趋势,?,1.1,涂料行业发展现状,?,1.1.1,涂料的作用和地位,?

2、,?,什么叫涂料,?,什么是油漆,?,涂料，俗称,“,油漆,”,，是一种高分子材料，采用不同,的施工工艺涂覆在物件表面上，形成附着牢固、具有,一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的薄膜，又称,漆膜、涂膜或涂层。,?,在行业内，涂料和油漆名称可以通用，是俗名和学,名关系。,?,涂料施工的过程称为涂装。“涂料”和“涂装”是,“产”和“用”的关系。,?,英语,Paint,和,Coating,都有“涂料”、“油漆”,的含意，意义各有侧重，前者可译为油漆、色,漆；后者可译涂料、漆，涂层、涂装。,?,同时出现：,Paint and Coating,，同义重复，一,般不译为油漆和涂料，只译涂料或油漆即可。,涂

3、料的作用：,（,1,）传统作用：,?,防护作用：钢铁等防腐蚀，腐蚀损失占国家,GDP,的,4%,，而最经,济有效的防腐蚀措施是涂料保护。,?,装饰作用：如人之衣装；美化环境,?,标识作用：马路划线，交通标志，工厂输料管道等分别见图,1,8,。,图,1,上海卢浦大桥,图,2,石化管道防护和标识,图,3,化工贮罐防护,图,4,建筑物涂装,图,5,美化环境,图,6,城市护栏,图,7,豪华游船,图,8,轿车,（,2,）特殊作用,除了传统作用外，还具有某些光、热、电磁、生,化等特殊性能。,用于航天、航空、海洋开发、重大工程防护、能源、,跨海大桥、高速铁路防护、建筑物隔热保温等。除了传,统的作用外，还具有

4、特殊作用或重防腐作用见图,9,20,。,航天航空,图,12,跨海大桥,图,13,集装箱运输船,图,14,海上钻井平台,图,15,磁悬浮车站,图,16,上海八万人大体育场,图,17,中国南极长城站,图,18,核能、风力发电,图,19,高速铁路防护,图,20,建筑物反射隔热涂料,涂料应用广泛，作用突出，具有不可替代的地位,?,作用和地位小结：,（,1,）,涂料是国民经济、国防工业、高科技产业重要的配套产业,，,2500,亿左右产值,(,不包括涂装产值,),，对国家,GDP,贡献不算大,（约,0.63%),，但它能提高各行各业的产品质量、增加其附加值,、延长其使用寿命，起着极重要作用。,（,2,）,

5、不可替代的作用：,如卫星穿过大气层时的隔热降温；飞机和武器的隐身；,海上舰艇的防污与保护；海上平台的防腐；,桥梁和运输车辆的保护与装饰等等，涂料起决定性的不可替,代的作用。,甚至食品、药品的保鲜、保质与包装也与涂料的质量关系密,切。,?,涂料的组成和分类,?,（,1,）涂料的组成,?,成膜物：高分子材料（树脂、成膜物）、油脂及加工产品,。,?,?,?,颜料（包括填料）：着色，赋予涂膜各种色,彩，增强防护,作用。,溶剂：溶剂型涂料中主要组成分之一，水性涂料中，也含,有少量溶剂，调节涂料流动性。,助剂：改进涂料性能。,?,?,?,?,?,(2),分类,：现在按标准,GB/T2705,2003,分类

6、，即按应,用领域分类：,建筑涂料、工业涂料、通用涂料及辅助材料,建筑涂料,：墙面涂料、防水涂料、地坪涂料、功能性,建筑涂料；,工业涂料,：汽车（含摩托车）涂料、木器涂料、铁路,、公路涂料、轻工涂料、船舶涂料防腐涂料、其他专,用涂料；,通用涂料,：以上未包括的涂料；还有三个附表，前面,17,大类都包括了，要结合考虑。,涂料行业基本特点,?,（,1,）产品应用广泛，品种繁多,?,（,2,）知识密集度高、交叉学科多,?,（,3,）具有加工工业性质行业,?,（,4,）投资少，见效快，但形成规模化经济较难,?,（,5,）传统的朝阳产业,1.1.2,持续、快速发展与产量的地域分布,（,1,）与国外涂料发展

7、速度比较（表,1,）,表,1,世界主要国家和地区涂料产量变化,序号,国名,美国,中国,德国,日本,印度,意大利,1975,1985,1990,1995,2000,单位：,kt,2003,2006,1,2,3,4,5,6,4045,1222,1142,781,4441,769,1318,1894,139,610,5405,930,1430,2201,210,741,5640,1699,1944,1987,230,750,6941,1898,2162,1911,639,991,7056,2415,2052,1784,795,1123,8025,5077,2078,1951,1225,1077,表,

8、2,：改革,30,年中国涂料在世界上排名变化,年份,1978,涂料产量,/kt,343.6,世界排名,8,备注,列美苏德日英,法意之后,1985,2002,2003,2010,769.0,2016.0,3415.0,9666.3,5,3,2,1,列美苏德日后,列美德后,列美后,1401,家规模以上,的企业统计,?,（,2,）国内持续快速发展,?,从,下图看出，,2005,2009,年涂料产量除,2008,年受世界金融危机影响,产量增长只有,6.82%,外,其他均是两位数增长。,?,20042007,年每年涂料产量增加百万吨左右，,2010,年同比增加了,210,万吨。,?,按美国目前人均消费涂

9、料量,25kg/,年分析，,2010,年我国涂料产量,966.6,万吨，按,13.4,亿人计,算,人均年消费涂料,7.2kg,，只有美国人均消费水,平的,28%,左右，我国涂料的发展空间还比较大,.,?,(3),行业运行情况良好,?,在产量连续增长的同时，行业销售收入及实,现利润的增长高于产量的增长。,?,从,2001,年到,2008,年期间产量总体增长了,3.47,倍，而销售收入增长了,5.70,倍，实现利润增长,了,5.15,倍。,表,5 2005,2009,年涂料行业主要经济指标完成情况,年,份,2005,2006,产量（万吨）,销售收入（万元）,实现利润（万元）,实际,382.57,5

10、07.80,增幅,/%,28.31,32.73,实际,7,347,433,9,631,601,增幅,/%,36.09,31.09,实际,443,094,656,724,增幅,/%,38.14,48.21,2007,2008,2009,597.28,638.00,754.54,17.62,6.82,18,3,12,646,803,15,550,473,17,912,836,31.31,22.96,15.2,863,908,992,201,1,281,130,31.55,14.85,29.12,(4),国内涂料产量的地域分布变化,?,中国涂料企业分布：原来是南重北轻、东密西,疏分布特征，这个情况开

11、始在缓慢变化。,?,2006,年长江三角洲,(,主要是苏、沪、浙,),、珠,江三角洲,(,粤、桂、湘、琼、闽,),和环渤海,(,京、,津、冀、辽、鲁,),三大涂料产业基地的涂料产量,占全国涂料总产量的,91%(,见下图,),。,%,/,重,40,比,的,量,?,30,产,总,20,国,全,占,10,量,产,0,料,涂,长三角,珠三角,渤海湾,其他,图,24,中国涂料产量地域分,布,2006,2005,2008-2009,年涂料产量分布,地区,统计企,业数,/,个,1348,2009,年,/,万,t,2008,年,/,万,t,同比,/%,2009,年,比例,/%,100.00,20.55,29.

12、49,2008,年,比例,/%,100.0,20.90,34.94,754,54,155,06,222,50,215,59,77,84,83,55,638.00,138.13,222.92,189.22,55.61,47.69,18.2,12.3,-0.2,环渤海,长三角,珠三角,中部地区,其他地区,303,392,388,107,158,13.9,40.0,75.2,28.57,10.32,11.07,28.63,8.41,7.22,产量,/,万吨,序号,1,2,3,4,5,6,省市名,2009,广,东,江,苏,上,海,山,东,浙,江,湖,南,189.2,93.5,79.6,64.8,49.

13、4,38.1,2008,169.6,88.6,84.0,62.1,50.3,27.8,同比,/%,11.6,5.5,-5.5,4.3,-1.3,37.1,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,辽,宁,河,北,河,南,福,建,重,庆,安,徽,北,京,天,津,湖,北,四,川,30.1,25.8,24.8,23.6,20.2,19.2,17.6,16.8,15.0,10.6,18.6,25.6,15.9,17.7,10.0,8.4,13.0,13.1,9.6,5.5,61.8,0.8,56.0,40.1,128.6,102.5,35.4,6.4,56.3,92.7,?,从上表,6,中

14、看出，,2009,年长三角、珠三角和环渤海,三大区的涂料产量仍占全国涂料总产量的,78.61%,但比,2008,年减少了,5.86%,；,?,中西部等其他地区涂料总量只占全国涂料总量的,21.39%,但却比,2008,年增加了,5.86%,；,2009,年涂料产量,超过,10,万吨的省市达到,5,个,将近占全国,10,万吨,/,年的省,份数的,1/3,说明涂料工业逐渐向我国三大区之外的中,西部及其他地区发展,说明国家西部大开发、振兴东北,和实行中部崛起的大政方针正在发挥作用。,1.2,发展趋势,?,1.2.1,涂料产品结构,（,1,）全球环境友好型涂料和溶剂型涂料发展趋,势,表,3,全球各地区

15、传统溶剂型涂料和环境友好型涂料分布（,%,）,地区,传统溶剂型涂,料,环境友好型涂,料,总计,全球,欧洲,北美,亚太地区,30,31.3,30.7,45.6,70,68.7,69.3,54.4,100,100,100,100,（,2,）主要国家溶剂型涂料发展趋势（表,4,、表,5,）,表,4,日本溶剂型涂料发展趋势（,%,）,2004,2005,2006,2007,溶剂型涂料,其他涂料,合计,39.6,60.4,100.0,38.3,61.7,100.0,37.7,62.3,100.0,37.8,62.2,100.0,表,5,德国溶剂型涂料发展趋势（,%,）,2004,溶剂型涂料,其他涂料,合

16、计,21.5,78.5,100.0,2005,21.0,79.0,100.0,2006,20.0,80.0,100.0,(3),国内低污染型涂料发展概况（表,5,）,表,5,中国溶剂型涂料发展概况（,%,）,涂料品种,环境友好,型,溶剂型,合计,2005,47.6,52.4,100.0,2006,48.5,51.5,100.0,2007,44.7,55.3,100.0,2009,47.9,52.1,100.0,1.2.2,企业结构、集中度与就业人数,?,1.2.2.1,企业体制结构,:,?,改革开放前的二元结构,:,全民所有制,(,主,体,),和集体所有制,(,补充）；,?,国营、集体、乡镇的

17、三足鼎立；,?,国营（集体）、改制、合资（独资）,、民营；,?,改制、合资和独资、民营。,1.2.2.2,企业集中度,从全国统一布点,8,家企业，逐步扩大到,18,家、,36,家企业；,1987,年改革开放初期,涂,料、颜料企业总数已达到,322,家；,2005,年,全国工业普查：涂料生产企业数已远远超,过壹万家。,工业涂料和建筑涂料企业构成（图,26,、图,27,）。,图,26,我国工业涂料企业的构成,80,70,60,50,%,40,30,20,10,0,12.5,1,万,t/a,以上,市场分额%,占企业总数%,66,18.7,4.2,40.5,11.1,6.9,50001,万,t/a,1

18、0005000t/a,1000t/a,以下,40.1,图,27,我国建筑涂料领域企业构成,90,80,70,60,50,%,40,30,20,10,0,73.1,市场分额%,占企业总数%,13.8,2.3,16.6,1,万,t/a,以上,10.8,11.2,50001,万,t/a,39.5,32.7,1000t/a,以下,10005000t/a,?,1.2.2.3,行业内就业人数,?,随着涂料行业的快速发展，涂料,行业的就业人数在不断增加。,?,2000,年从事涂料生产的人员总数为,12.37,万人，到,2008,年达到,18.38,万人（,这仅仅是指规模以上企业的从业人数,）。粗略估计，全行

19、业就业人数在,25,万人左右。,?,2.2.3,技术发展趋势,?,2.2.3.1,技术进步,?,(1),学术活动增多,; (2),期刊网站增多,;,（,3,）专著增多,; (4),专利增多,.,?,(5),科技队伍壮大,科技人员比例增加，文化层次不断提,研究开发机构增多,关注涂料技术进步的高校增多,高,2.2.3.2,差距,(1),引进多于原创,;,(2),模仿多于自主开发,;,(3),体现在产品上,:,高档产品市场占的份额少,汽车涂料、建筑涂料、船舶涂料、木器涂料等,。,?,小结,:,?,国民经济持续快速发展带动涂料工业快速发,展,目前已是世界涂料大国,但不是世界涂料强国,涂料产品质量提高、

20、技术创新方面，与先进国,家相比仍有较大差距,.,?,在“中国制造”向“中国创造”迅速转变的,在形势推动下，这些差距将会越来越小。,?,2,氟碳树脂涂料发展现状与趋势,?,2.1,概述,（,1,）定义,含有氟碳键,(F,C),的聚合物。,几种叫法：氟树脂涂料、氟碳涂料、含氟,?,涂料,（,2,）,独特的性能,超高耐候,抗湿性和抗菌性好,抗紫外线辐照,热稳定性好,低折光指数,化学稳定性好,低表面能、不沾污性,高电阻,低摩擦系数,抗磨性好,抗核辐射,高机械强度和韧性,独特性能“集于一身”，故荣获多顶“桂冠”：,优秀的,(excellent,卓越的,(outstandin,独一无二的性能,(uniqu

21、e properties,）,?,（,3,）独特性能源于分子结构：,?,?,?,?,F,原子电负性大,(4.0),；,原子半径小,(1.35A),；,键能大,(485kJ/mol),，耐候性强。,极化度小，内聚力小，故表面能很低。,图,1-2,太阳光线能量和原子间键能比较,表,1-1,含氟树脂和其他树脂表面自由能,名称,四氟乙烯,-,全氟乙烯基,丁醚共聚物,PFA,四氟乙烯,-,六氟丙烯共,聚物,FEP,聚四氟乙烯,PTFE,乙烯,-,四氟乙烯共聚物,ETFE,表面自由能,/mN,m,-1,17.8,17.8,18.5,22.1,名称,聚甲基丙烯酸正丁,酯,聚醋酸乙烯酯,聚氯乙烯,三聚氰胺树脂

22、,表面自由能,/mN,m,-1,32,36,39,39,聚偏氟乙烯,PVDF,聚氟乙烯,PVF,聚三氟氯乙烯,PCTFE,25.0,28.0,31.0,聚甲基丙烯酸甲酯,环氧树脂,脲醛树脂,41,47,61,表,1-2,氟取代基的结构与表面能,(,表面张力,),取代基,CF,3,表面自由能,(/mN,m,-1,),6,CF,2,H,CF,2,CH,3,CH,2,CH,2,CHCl,聚酯,15,18,22,31,39,43,2.2,氟碳树脂涂料发展概况,三大类,:,（,1,）,PTFE(,聚四氟乙烯,),系列涂料品,种；,（,2,）,PVDF(,聚偏二氟乙烯,),系列涂料,品种；,（,3,）,FEVE,为代表的热固性氟树脂涂,料。,其他：氟弹性体,(,氟橡胶,),涂料等。,?,发展简况,:,?,1946,年：美国杜邦公司利用聚四氟乙烯（,PTFE,）开发了全球第一个氟树脂涂料产品，牌号,为“特氟隆（,Tefl