氟碳树脂涂料行业发展现状与趋势(1,2)

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/高工氟碳树脂涂料发展现状与趋势一、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3PTFE涂料4PVDF涂料5FEVE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发展现状1.2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：PaintandCoating，同义重复，一般不译为油漆和涂料，只译涂料或油漆即可。涂料的作用：（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7豪华游船图8轿车图6城市护栏（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，还具有特殊作用或重防腐作用见图9～20。航天航空图13集装箱运输船图14海上钻井平台图12跨海大桥图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高速铁路防护涂料应用广泛，作用突出，具有不可替代的地位图20建筑物反射隔热涂料作用和地位小结：（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）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

①成膜物：高分子材料（树脂、成膜物）、油脂及加工产品。②颜料（包括填料）：着色，赋予涂膜各种色彩，增强防护作用。③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。④助剂：改进涂料性能。

(2)分类：现在按标准GB/T2705—2003分类，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）与国外涂料发展速度比较（表1）表1世界主要国家和地区涂料产量变化

单位：kt序号国名19751985199019952000200320061美国40454441540556406941705680252中国—76993016991898241550773德国12221318143019442162205220784日本11421894220119871911178419515印度—13921023063979512256意大利78161074175099111231077表2：改革30年中国涂料在世界上排名变化年份涂料产量/kt世界排名备注1978343.68列美苏德日英法意之后1985769.05列美苏德日后20022016.03列美德后20033415.02列美后20109666.31

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。

2004~2007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52005～2009年涂料行业主要经济指标完成情况年份产量（万吨）销售收入（万元）实现利润（万元）实际增幅/%实际增幅/%实际增幅/%2005382.5728.317,347,43336.09443,09438.142006507.8032.739,631,60131.09656,72448.212007597.2817.6212,646,80331.31863,90831.552008638.006.8215,550,47322.96992,20114.852009754.5418．317,912,83615.21,281,13029.12(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)。

图24中国涂料产量地域分布地区2008-2009年涂料产量分布统计企业数/个2009年/万t2008年/万t同比/%2009年比例/%2008年比例/%1348754．54638.0018.2100.00100.0环渤海303155．06138.1312.320.5520.90长三角392222．50222.92-0.229.4934.94珠三角388215．59189.2213.928.5728.63中部地区10777．8455.6140.010.328.41其他地区15883．5547.6975.211.077.22序号省市名产量/万吨20092008同比/%1广东189.2169.611.62江苏93.588.65.53上海79.684.0-5.54山东64.862.14.35浙江49.450.3-1.36湖南38.127.837.17辽宁30.118.661.88河北25.825.60.89河南24.815.956.010福建23.617.740.111重庆20.210.0128.612安徽19.28.4102.513北京17.613.035.414天津16.813.16.415湖北15.09.656.316四川10.65.592.7从上表6中看出，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3070100欧洲31.368.7100北美30.769.3100亚太地区45.654.4100表4日本溶剂型涂料发展趋势（%）2004200520062007溶剂型涂料39.638.337.737.8其他涂料60.461.762.362.2合计100.0100.0100.0100.0（2）主要国家溶剂型涂料发展趋势（表4、表5）表5德国溶剂型涂料发展趋势（%）200420052006溶剂型涂料21.521.020.0其他涂料78.579.080.0合计100.0100.0100.0(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2005200620072009环境友好型47.648.544.747.9溶剂型52.451.555.352.1合计100.0100.0100.0100.01.2.2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图27我国建筑涂料领域企业构成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①科技人员比例增加，文化层次不断提高②研究开发机构增多③关注涂料技术进步的高校增多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、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

超高耐候抗紫外线辐照低折光指数低表面能、不沾污性低摩擦系数抗核辐射抗湿性和抗菌性好热稳定性好化学稳定性好高电阻抗磨性好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(uniqueproperties）（2）独特的性能（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表面自由能/mN·m-1名称表面自由能/mN·m-1四氟乙烯-全氟乙烯基丁醚共聚物PFA17.8聚甲基丙烯酸正丁酯32四氟乙烯-六氟丙烯共聚物FEP17.8聚醋酸乙烯酯36聚四氟乙烯PTFE18.5聚氯乙烯39乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE22.1三聚氰胺树脂39聚偏氟乙烯PVDF25.0聚甲基丙烯酸甲酯41聚氟乙烯PVF28.0环氧树脂47聚三氟氯乙烯PCTFE31.0脲醛树脂61表1-2氟取代基的结构与表面能(表面张力)取代基表面自由能(/mN·m-1)

—CF36

—CF2H15

—CF2—18

—CH322

—CH2—31

—CH2CHCl39聚酯432.2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（Teflon）”。由于具有高温（250℃以上）防腐性、防粘性和耐久性，