中国防腐涂料行业专利申请分析:石墨烯防腐涂料前景广阔

发布时间:2020年04月23日        作者:        浏览:485         字号:

  一、防腐涂料行业概况

    中国拥有巨大的防腐涂料市场,其中海洋重防腐涂料需求年均增速超过20%,但与国外相比,中国涂料产品长期处在落后、模仿和跟踪发展的地位,其中国内超过八成的重防腐涂料市场被国外涂料巨头垄断。

    从全球防腐涂料申请的技术主题分布来看,石墨烯薄膜防腐涂料的占比较小,仅占到5%,而石墨烯复合防腐涂料的占比则高达95%;其中石墨烯复合防腐涂料中常规防腐涂料的占比为79%,重防腐涂料则占全部的16%。


    石墨烯防腐涂料专利中,中国申请占到了全球申请量的93%,其次为美国申请和韩国申请,可见,中国在防腐涂料领域的技术来源中占据了较大的优势;美国和韩国作为石墨烯领域的传统强国,在防腐涂料领域也拥有较高的技术产出。


    二、中国防腐涂料行业发展现状分析

    产量方面,据统计,2019年中国防腐涂料产量达到535万吨,同比增长18.4%。


    从各省市产量分布来看,据统计,2018年中国防腐涂料产量最高的省市为广东省,产量为101.3万吨,排第二的是上海市,产量为51.41万吨,其次是江苏省,产量为49.35万吨。


    销售收入方面,据统计,2019年中国防腐涂料销售收入为1012亿元,同比增长18.1%。


    从全国防腐涂料销售收入TOP10省市来看,排第一的是广东省,销售收入占比23.15%,排第二的是江苏省,销售收入占比18.67%,其次是上海市,销售收入占比10.26%。


    与石墨烯复合防腐涂料的总申请量相比,石墨烯薄膜防腐涂料的总申请量要少很多。主要是因为CVD工艺对设备的要求很高,制备石墨烯防腐涂层的成本也很高,从而限制了其实际的广泛应用。但石墨烯薄膜防腐涂料的申请量仍保持着相对稳定的增长态势,在2016年的申请量达到15项。


    资料来源:公开资料整理

    石墨烯常规防腐涂料的申请量保持着快速增长的态势,在2017年达到282项,表明石墨烯常规防腐涂料的技术发展处于快速增长期。


    三、中国防腐涂料行业竞争格局分析

    在石墨烯防腐涂料领域,中国申请人的申请量优势非常明显,全球主要申请人除了韩国的浦项制铁公司以外,均来自中国,申请量较多的中国申请人主要有常州大学、天长市巨龙车船涂料有限公司、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、成都新柯力化工科技有限公司、国家电网、成都纳硕科技有限公司、无锡明盛纺织机械有限公司、上海理工大学、天津美士邦涂料化工有限公司、英德科迪颜料技术有限公司和广东科迪新材料科技有限公司等;主要申请人中,企业为9家,高校和科研院所为3家。对重点申请人的申请量年代分布可以看出,常州大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、成都新柯力化工科技有限公司、国家电网、成都纳硕科技有限公司、浦项制铁公司、上海理工大学保持着较好的研发持续性。


    石墨烯富锌重防腐涂料是利用石墨烯良好的导电性和片状搭接特性,将改性石墨烯添加到防腐涂料体系,与锌粉形成良好的导电网络,从而突破性地实现了在低锌的条件下仍然具有优异的阴极保护作用和防腐性能。较传统防腐涂料相比,石墨烯与涂料的结合使得锌粉用量只有传统防腐涂料的1/3,施工时的锌蒸汽污染大大减轻,同时石墨烯重防腐涂料是防腐涂料领域已知的最薄的一种,满足了涂装材料轻量化的要求,因此底漆的申请量最高。以下为石墨烯重防腐涂料的典型专利:


    在石墨烯常规防腐涂料中,石墨烯环氧树脂防腐涂料是申请量最多的类型。环氧树脂具有优异的机械性能,对基材的粘附性、耐腐蚀性、热稳定性好,且成本低,可以与不同的固化剂形成不同的涂料配方,这些优点使得环氧涂料成为石墨烯防腐涂料中最常用的品种;另外丙烯酸树脂防腐涂料和聚氨酯防腐涂料也是申请量较高的2个分支。其他类型防腐涂料的申请量则相对较少。以下为石墨烯常规防腐涂料领域的典型专利:


    四、中国防腐涂料行业发展趋势分析

    1、无公害高性能的防锈颜填料的应用

    近几年来,中国已逐步淘汰了含Hg、Cr、Pb等重金属化合物的防锈漆,推广无毒的磷酸锌、磷酸铝等防锈颜料。如目前中国有80%以上的重防腐涂料生产厂家能生产高固体份的环氧磷酸锌涂料。既能作底漆、中层漆,也可以作室内钢结构面漆,用途十分广泛。

    2、环保型涂料树脂的改性与替代

    在20世纪90年代氯化橡胶是钢结构的主要面漆,占有60%以上的份额。氯化橡胶涂层耐水、耐大气老化、防腐蚀性能好,而且单组分施工,综合性能优异。但由于在生产氯化橡胶的过程中,使用的CCL4会破坏大气臭氧层,国内涂料厂家开始减少了氯化橡胶漆的生产。又因环氧沥青底漆含有苯丙笓致癌物质,在钢管桩、埋地管道上也逐步减少了应用数量,替代的是3PE环氧粉末涂料和聚脲弹性体,它们均是环保型产品。

    3、提高固体份含量是重防腐涂料的工作重点

    中国的涂料、涂装行业是全国第二大VOC排放源。2009年全国850万吨涂料中,溶剂型涂料占60%以上,每年直接排放大气的有机溶剂约130万吨以上,不仅污染环境,而且浪费大量资源。VOC较高的普通涂料约占一半左右的份额。提高重防腐涂料的固体份含量,减少VOC是重防腐涂料的主攻方向。

    4、重防腐涂料的水性化

    近几年来,涂料行业掀起了一股水性化热。重防腐涂料也不例外,有关各种高性能水性重防腐涂料研制成功的报导层出不群。


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