2024年6月26-28日 湖北省武漢市
盛夏江城,繁花似錦,綠意蔥蘢。6月26–28日,2024中國涂料工業未來技術發展大會在武漢拉開帷幕。本次會議由中國涂料工業協會主辦,以“創新引領,塑造新質生產力”為主題,深入探討涂料技術創新發展、新材料新技術、新型防腐涂料、特種功能/智能涂料等相關前沿技術及未來科研創新發展議題,落實國家工業戰略性新興產業政策對涂料行業科技創新的要求,構建涂料行業高水平科技自立自強,加快科技創新引領涂料行業發展,推進涂料相關關鍵核心技術協同攻關,深化產學研用結合,推動發展涂料行業新質生產力。來自國家部委以及清華、復旦、浙大、北化、武大、中科院、?;?、常州院等全國近200家知名高校、科研院所和涂料上下游企業的約300名代表出席了本次大會。此次大會正值全國科技大會、國家科學技術獎勵大會和兩院院士大會科技盛會召開之際,也正是涂料行業的一次科技盛會,恰逢其時。
中國涂料工業協會會長劉普軍,工信部賽迪研究院材料工業研究所主任、研究員王本力,湖北省涂料工業協會會長、武漢雙虎涂料股份有限公司董事長王月海,清華大學教授洪嘯吟,中海油常州化工涂料研究院有限公司原總工程師錢伯容,行業資深專家、中國涂料工業協會技術專家工作委員會原副主任葉漢慈,中國涂料工業協會教授級高工劉國杰,中國腐蝕與防護學會榮譽理事長、北京化工大學教授左禹,中國科學院蘭州化學物理研究所所長、黨委副書記周峰,武漢理工大學材料學科首席教授、長江學者特聘教授官建國,復旦大學教授周樹學,浙江大學教授范宏,武漢大學教授林安,中國涂料工業協會秘書長劉杰,武漢雙虎涂料股份有限公司總經理李建文,潛江方圓鈦白有限公司董事長毛明,湖北天鵝涂料股份有限公司董事長魏忠國,湖北省涂料工業協會名譽會長岳望坤、秘書長劉端等領導、行業專家教授、各位企業家、技術負責人、高??蒲性核鶐熒瘸鱿吮敬未髸4髸_幕式由中國涂料工業協會技術專家工作委員會主任桂泰江主持。
中國涂料工業協會會長劉普軍致辭
湖北省涂料工業協會會長、武漢雙虎涂料股份有限公司董事長王月海致辭
本次大會的成功召開,不僅有專家學者的辛勤付出,還特別感謝以下單位對大會的大力支持:武漢雙虎涂料股份有限公司、潛江方圓鈦白有限公司、湖北匯富納米材料股份有限公司、悉騁新材料科技(上海)有限公司、湖北巴司特科技股份有限公司、常州市武進晨光金屬涂料有限公司、湖南新威凌金屬新材料科技股份有限公司、湖北天鵝涂料股份有限公司、中國建筑西南設計研究院有限公司、武漢吉和昌新材料股份有限公司。同時,這次大會還得到了湖北省涂料工業協會、武漢工程大學化工與制藥學院的特別支持。
中國涂料工業協會技術專家工作委員會主任桂泰江主持會議
在總結中,錢總表示通過那么多精彩的演講報告,他學習到了很多,體會跟深刻。主要有幾點:1.今年的未來技術大會質量很高,深切體會到了我國材料行業、涂料行業有了長足的變化,不亞于國外。2.涂料真的是一門技術學科,需要豐富的基礎知識,學術性很強,可幸的是現在很多高校和研究院都積極參與其中了,很多教授的論文都在國內甚至國外的權威雜志上發表了,這是可喜可賀的,一定能推動行業的高質量發展。3.涂料的面很廣,可以發掘的點很多,在演講中也看到了范圍和應用,交叉越來越豐富,在很多重點難點,卡脖子的點上取得了重大的突破。4.在研究和發展的過程中,要注重功能性與實效性共存,特別是在實際情況下的性能壽命問題。總的來說,涂料行業這些年的發展真的越來越好,未來值得期待!
謝洪良副秘書長介紹了環氧樹脂的定義、上游原材料、類型和應用領域,并介紹了國際上對于環氧樹脂的貿易政策。詳細介紹了環氧樹脂上游環氧氯丙烷、雙酚A等行業市場運行情況。
謝洪良指出,2023年,全球環氧樹脂總產能約為655.1萬噸/年,總產量約為396.6萬噸/年,分別同比增長3.9%和3.0%,消費地區主要分布在亞洲、歐洲及美洲地區。中國新增產能達32萬噸/年,未來幾年中國環氧樹脂新建和在建的項目近30個,新增產能將達300萬噸以上。
2023年,中國(含臺灣省)是全球產能最大的國家,總產能達399萬噸/年,占全球產能的61%,中國大陸共有60多家生產企業,總產能達355.5萬噸/年,同比增長9.9%,總產量約為226.3萬噸,同比增長8.8%,行業平均開工率達63.7%,主要集中在江蘇、安徽和山東地區;其中液體環氧樹脂主要集中在江蘇,固體環氧樹脂主要集中在黃山地區,華東和華南是國內環氧樹脂下游應用最集中的地區。
針對未來中國環氧樹脂行業的發展趨勢,謝洪良指出:
原料端:填平補齊,全產業鏈發展均衡;實現原料完全國產化;
產品端:揚長避短,實現產業結構的合理分布,重視特種環氧樹脂競爭能力,保持特種環氧的盈利空間,提高產品差別化、定制化、精細化和高純化的獲利能力;實現雙酚F環氧、氫化雙酚A環氧、酚醛環氧以及酚酮環氧等產品在量和價格上的飛躍;
生產端:吃光榨盡,要實現全產業鏈成本最低,無污染,少污染的綠色生產;實現低耗、低碳、危廢副產的資源化循環利用,促進行業整體水平的進一步提高;
消費端:爭強好勝,要針對環氧樹脂應用領域中存在的諸多難點加以克服和解決;還要建立全新的合作模式,構建國家級創新、服務和生產的應用合作平臺;
市場端:內外同修,一方面進口替代、國內企業替代、多供應商服務和戰略合作將成為下游企業不可忽視的重要工作;另一方面要發揮“一帶一路”的作用,在強化內循環的基礎上實現最大可能的外循環,擴大國際市場的份額。
袁騰教授在報告中對生物基光固化材料進行了簡介,并詳細講解了桐油基光固化材料、蓖麻油基光固化材料、亞麻油基光固化材料、衣康酸光固化材料的特性、反應原理及其應用領域。
植物油是不飽和脂肪酸的甘油酯,其分子結構上含有雙鍵、羥基和酯基等活性官能團,理論上可以直接聚合為樹脂或轉化為高活性聚合單體。與乙烯等小分子石化類單體具有極高的加成聚合反應活性不同,植物油中的雙鍵位于分子鏈的中間,且其分子量較大,因此其雙鍵的加成聚合反應活性較低,難以發生自由基聚合反應,從而極大地限制了植物油在高分子材料中的應用。桐油是活性最高的植物油,是一種干性油,其中的雙鍵可以直接聚合制備涂料,但其固化速率極慢;蓖麻油中含有羥基,其本身可以直接作為多元醇使用,但是其官能度和活性較低。為了提高植物油的官能度和活性,還可以通過光點擊反應制備多元醇,通過丙烯酸加成反應制備丙烯酸化植物油,通過氧化反應制備環氧植物油,用作制備光固化涂料的原材料。
報告揭示了桐油的光固化反應機理,開發了桐油直接UV固化技術,解決了桐油干得慢的技術難題,實現了桐油的直接高效利用。提出了多官能協同聚合反應策略,開發了環氧植物油直接UV固化技術,解決了蓖麻油等不干性油干不了的技術難題,實現了不干性油的直接高效利用。開發了丙烯酸加成植物油一步酰化反應,解決了丙烯酸化植物油制備過程中的三廢排放技術難題,實現了植物油的直接高效利用。開發了衣康酸常溫液態化技術,實現了以衣康酸直接作為原材料,制備高性能光固化材料的技術路線。
紫外、可見、近紅外等波段的光照射到材料表面會發生透過、反射、吸收等現象。吸收的光能會以熱量或者其他波長的光的形式耗散。材料自身也會向外輻射紅外線。由Beer-Lambert定律可知,光與材料表面發生能量吸收與轉換的厚度有限,因此在原有物體表面進行涂料涂裝,是實現光能調控的簡便方式。
方亮教授介紹了課題組以應用為導向,開發的一系列光能吸收與調控高分子復合涂料,揭示了不同波段光波/聲波在材料中的選擇性吸收與能量轉換機制,光子–電子–聲子耦合傳輸轉換機制與協同匹配原理等共性科學問題,開發了一系列光/聲功能基元的合成制備與結構形貌調控技術,以及光/聲功能基元在高分子基體中的分散與分布調控技術。
面向“世界科技前沿”,提出低表面能驅動與可逆共價鍵相結合設計理念,并結合多功能納米粒子高分散,解決本征型自修復涂層裂紋閉合與愈合的矛盾,以及修復特性與使用性能的矛盾,設計開發了光熱驅動的自修復功能涂料,成果包括基于自流平和物理擴散的自修復環氧樹脂復合涂層、基于可逆塑性與自流平的自修復環氧樹脂復合涂層、具有低表面張力的硅烷改性自修復環氧樹脂功能涂層;面向“國家重大需求”,開發了光譜特征選擇性抑制高分子涂料,成果包括陰/陽離子摻雜輔助調控廉價礦物吸收光譜特性、有機/無機雜化策略提升天然染料穩定性、環氧微球乳液聚合原位包裹各類顏填料/染料,有效解決不同波段適配性問題,并驗證了良好使用效果;面向“經濟主戰場”,提出了不同應用場景下光功能基元納米化制備與多功能集成提升策略,開發了一系列光熱一體化調控涂料,對不同應用場景下光的透過、反射、轉換與輻射等行為進行調控,并在設施農業、光伏電池等領域進行了應用研究。
劉會成在報告中指出,自2017年集裝箱涂料實行水性化至今7年多以來,各箱東普遍反饋水性集裝箱涂膜的防腐性能較溶劑型涂膜有一定程度的下降。通過對大量的舊集裝箱的水性涂膜狀態調查發現確實存在此問題,且涂層破損處的腐蝕程度更加嚴重。通過電化學工作站檢測表面,溶劑型富鋅涂料的電極電位位于鋅和鐵之間,而水性富鋅涂料的電位位于鐵的右側,所以水性富鋅涂料的電化學效應一般,達不到溶劑型涂料的電化學防護效果。
石墨烯是一種單層二維蜂巢晶格結構的碳材料,具有優異的導熱性、導電性、光學性和力學性。而富鋅涂料電化學保護的本質是通過電位差產生電流起到犧牲金屬鋅,保護鋼板的目的。石墨烯卓越的導電性能可以用于改進水性集裝箱富鋅涂料的電化學防腐性能。
研究發現,可以通過提高水性富鋅涂料配方的PVC參數來增加其電化學防腐性能,但過高的PVC會影響富鋅漆與底材之間的黏結力。而在配方PVC參數一定的條件下,添加少量的石墨烯可以有效減小鋅粉層內部電流的波動,提供持續穩定的防腐能力。經鹽霧試驗驗證,石墨烯可以有效抑制水性富鋅涂料涂膜加速線的擴蝕和防止起泡,能夠減緩加速線銹蝕的速度。鹽霧試驗中,從600~1 500 h的加速線銹蝕寬度沒有明顯變化。石墨烯水性環氧富鋅涂料對涂膜破損處的起泡和銹蝕擴展有明顯抑制作用,具有良好的電化學保護性能,可延長防腐壽命。同時,石墨烯水性富鋅涂料也是冷藏集裝箱取消熱噴鋅后的最佳替代方案。
經過一定規模的現場施工驗證,石墨烯水性環氧富鋅涂料的施工參數與普通水性富鋅漆沒有變化,不用改變集裝箱制造工廠的施工參數和節奏。同時其產品成本可控,由于防腐年限增加,可在一定程度上降低集裝箱的維護成本。
羅靜教授介紹指出,微膠囊是一種具有聚合物壁殼的微型容器,其可用于自修復涂層、自潤滑涂層、隔熱涂層、超疏水涂層、自預警涂層、抗菌涂層的制備。但在實際中面臨涂料體系中溶劑的存在/長期貯存、在涂料體系中的分散、加工/涂裝過程中強剪切應力的挑戰。
其課題組研制了一種將乳液法與光聚合相結合來制備自修復微膠囊,該方法易于操作、快速高效,為微膠囊的規模化制備提供了一條新思路和新途徑。通過改變光聚合成殼材料的種類和結構,實現微膠囊殼層可控設計與調控,從而對其耐滲透性、阻隔性、機械性能以及在涂層中的分散狀態進行調控。
微膠囊殼層不僅起到包覆芯材的作用,還可以通過殼層結構設計來賦予其更多的功能性。殼層可調微膠囊的制備為功能涂層的構筑提供了一條有效途徑,有利于推動微膠囊在涂層中的實際應用。
最后展示了該微膠囊制備的自預警涂層、自修復涂層、光熱雙重自修復涂層、光熱雙重自修復防腐涂層、蓄熱調溫涂層、防冰除冰涂層、自潤滑涂層、基于空心微球的隔熱涂層、隔熱涂層的制備原理和實際檢測效果。
朱愛萍教授介紹了目前防污涂料國內外發展狀況,指出氧化亞銅自拋光涂料以及有機硅防污涂料已被廣泛用于防止海洋污損生物附著,但仍存在防污壽命和服役性能受限,易對海洋環境造成污染等問題。Cu@PANI是一種新型綠色、高效、無毒釋放的抗菌、防霉、防 污材料。本研究首次提出“醌胺氮限域”策略成功制備出聚苯胺負載單原子銅(Cu@PANI)防污劑材料,高負載質量分數12%的Cu@PANI對大腸桿菌以及金黃色葡萄球菌的最低抑菌濃度(MBC)分別為4 μg/mL以及0.2 μg/mL,而且在模擬海洋環境中,檢測不到釋放的銅離子。Cu@PANI的單原子銅的高負載量以及無銅離子釋放是基于銅離子與PANI之間形成強靜電以及配位相互作用。12%的Cu@PANI具有優異的抗菌活性的機理研究結果揭示:Cu@PANI具有靜電、活性氧(ROS)以及自由基三種活性協同防污機制。
啟發于海洋生物的防污原理,朱愛萍教授還介紹了本研究構建的水性聚合物–無機互穿網絡(IPN)結構納米復合涂層。以Cu@PANI為防污劑,以納米硅溶膠與聚合物構建的納米復合涂層具有優異的抗菌與抑制海洋污生物黏附與生長活性。通過調控涂層納米微粗糙度、界面結合力以及表面能獲得自清潔防污以及Cu@PANI多機制協同防污功能,實現高效、長效及無毒防污目標,進一步闡明納米復合涂層多重協同防污機制,為發展新型水性海洋防污涂料及其關鍵技術提供創新方案,解決傳統防污涂料存在防污功能的長效性與帶來環境毒性的使用不安全性間的矛盾。
報告闡述了超疏液涂層材料的研究現狀,特別是當前產業化生產中所遇到的技術瓶頸和亟待解決的問題。
張衛東展示了研究院研發的超疏液自清潔基礎面漆的疏水特性。不同顏色的水性和油性液滴在超疏液透明涂層表面呈現完美的圓珠樣,水滴與涂層表面接觸角優于荷葉表面接觸角,該面漆透明度好,復合在日間輻射制冷涂層表面,可見光透過率降低0.8%,總體太陽反射率僅降低0.5%,可將雙層復合體系的大氣窗口紅外輻射率提高至99.1%,實際應用案例表明其自清潔效果極佳。
研發的超疏液自清潔粉末涂層材料,附著力達到0級,鉛筆硬度4H,具有優異的耐磨損性、耐加速老化性、耐鹽霧性、耐濕熱性、耐水浸泡性、耐鹽水浸泡性、耐人工海水浸泡性、耐酸性介質浸泡性、耐堿性介質浸泡性、耐水流沖擊性、防海洋生物污染性。可應用于玻璃鋼船底、風電葉片等領域。
報告還介紹了常溫固化雙層結構超疏液自清潔涂層、無機超疏液自清潔涂層材料以及超疏液自清潔工業制品等。
張衛東指出,目前中建西南院超疏液自清潔涂層材料已實現在超疏液自清潔建筑內外裝、廚具衛浴、家具門窗,超疏液自清潔汽車配件,超疏液自清潔電力設施,超疏液自清潔防沙網、養殖網和雷達罩,銹轉涂超疏液重防腐一體化涂層材料上的工業化應用。
隨著納米技術和材料科學的進步,研究人員開始探索如何利用類似自然界中的結構色原理來開發新型涂料。張教授通過結構色材料優越之處、高折射率微球制備與結構色、基于結構色的新型涂料開發和性能等內容向我們展示了這樣一個神奇的世界。
在總結時,張教授表示,與傳統涂料不同,基于結構色材料的涂料部分應用粘合劑涂飾和穩定涂層,更多的使用新型組裝方式形成新的“涂層”材料,賦予基底新的功能
基于結構色材料的涂料是非復雜的化學合成顏料和涂料,單一材料可以顯示全光譜的多種亮麗色彩;結構色材料生色效率高,用量少,可降低客戶直接材料成本;
結構色材料使用中較有機染/顏料對環境危害小;結構生色只要材料的折射率和尺寸不變,顏色是不會消失的,具有優良的顏色持久性和耐氣候性。耐曬牢度可達7級以上(最高8級)。
總結而言,基于結構色的新型涂料在多方面展現出顯著優勢。隨著納米技術和材料科學的不斷發展,這種涂料已經在建筑、汽車、航空航天、家居裝飾等多個領域得到廣泛應用。未來,研究人員將繼續探索新的納米材料和結構色產生機制,以進一步提高涂料的性能和應用范圍。
提質賦能!新質生產力賦予涂料行業新的發展機遇!
葉漢慈先生從“技術進步”的角度談了談感受與感悟。他表示,涂料行業是一個小眾的行業,國外有一句話這樣表述道:“只有涂層出現問題的時候,我們才能意識到涂料的存在”,平常涂料無處不在,但是我們無法感知。
但是今時今日,涂料行業已經日新月異,不可同日而語,現在我們關注更多的是高性能涂料、智能涂層。眾多高校、科研院所都對“涂料”更加關注,進步非常明顯,我們現在關注的是技術創新、可持續發展、產業升級。在這里葉老還提醒大家要在研發涂料的時候,也要重視涂料的應用。
涂料的未來是美好的,前景是無限的,大家加油!
目前,解決鋼構腐蝕最普遍和最有效的方案就是在其表面采用熱浸鍍鋅或鋅基涂料工藝,形成一層金屬鋅或富鋅防腐涂層,對鋼材形成有效的保護,其優異的防腐性能得到了該領域的普遍認可。但是,防腐材料中的鋅粉無法回收,每年都會消耗掉大量的鋅粉,鋅粉作為一種重要的礦產資源,按照目前的使用速度,在未來的十多年后,鋅粉即將面臨枯竭,因而,亟需發展新型重防腐材料。
聚苯胺是通過苯胺聚合得到的一類性能穩定的導電高分子材料,其防腐機理不同于鋅基防腐涂料,該材料可以對金屬進行鈍化,在其表面形成一層致密的防護膜,對金屬起到防腐作用。其防腐性能、較高附著力以及耐刮傷等性能,已經得到了國內外大量的實驗以及工業化應用成果驗證。作為一種新型結構的新一代重防腐材料,已經在一些公路、橋梁以及機場等領域進行了應用。
水性聚氨酯具有高耐磨性、高強度彈性范圍廣、優良的黏結性和耐化學品性等特點,通常應用于需要柔韌性能較好的場合。報告介紹了水性聚氨酯研究進展,特別是武漢當地的研究概況。水性聚氨酯可通過機械乳化法、化學改性法合成,可應用于涂料、膠黏劑、彈性體和密封材料、醫用材料等領域。并介紹了水性聚氨酯涂層的智能化設計及應用,以及面臨的挑戰和需解決的問題。
報告詳細介紹了水性聚氨酯中異氰酸酯端結構設計,包括異氰酸酯端封閉常用的封閉劑等,并指出,封閉步驟是水性聚氨酯制備的重要步驟,是解決聚氨酯水性化過程中—NCO與水劇烈反應問題的常見方法。水性聚氨酯的功能化也常為通過活性氫將功能化基團引入樹脂結構中,也即鏈段的設計。
報告還介紹了鏈段水性化設計方法,包括離子型修飾法和非離子型修飾法。并介紹了離子型修飾法中陰離子水性聚氨酯、陽離子水性聚氨酯、兩性離子水性聚氨酯的合成原理、化學結構、制備過程;并指出非離子型水性聚氨酯乳液與陰陽離子型水性聚氨酯乳液相比具有耐酸堿的優點,與其他乳液復配時不容易破乳從而可以擁有更廣泛的應用,具有良好親水性的聚乙二醇(PEG)常常作為軟段引入到聚氨酯鏈上同樣能夠起到親水改性的作用。
最后展示了水性聚氨酯在引入動態二碲鍵的自修復、構建動態交聯網絡的自修復、二肽封閉產生的自愈性水性聚氨酯等方向的智能化應用案例。
周樹學教授在報告中介紹了課題組合成的可原位生成兩性離子結構的前驅體硅氧烷,利用其與樹脂基體之間極性差異較小的優勢,提升兩者的相容性,降低涂層的吸水率。兩性離子硅氧烷前驅體可在涂料制備階段作為助劑或改性劑加入,改善兩性離子的相容性,提高了涂層的耐水性。
目前,主要合成了3種兩性離子前驅體:TMAP、MAPS和BMAPS。利用兩性離子前驅體的硅氧烷基團反應活性,通過化學鍵合到納米SiO2粒子表面或硅氧烷基體骨架中,制備了5種兩性離子防污涂層,即PDMS/TMAP防污涂層、PDMS/MAPS(BMAPS)-SiO2水下超疏油防污涂層、PDMS/MAPS溶膠防污涂層、MAPS–基溶膠–凝膠雜化防污涂層、MAPS/ZnO/濕固化聚丙烯酸酯防污涂層。
詳細考察了上述涂層的化學組成、表面形貌、潤濕性、力學性能以及實驗室內和實海防污性能。研究發現,利用可原位生成兩性離子型前驅體硅氧烷,可為兩性離子引入不同涂層體系提供新的簡便路線。同時研究表明,原位水解生成的兩性離子在不同涂層中具有與傳統兩性離子類似的防蛋白黏附性、抗菌性、抗硅藻性和抗貽貝附著。在短期實海掛板中,兩性離子的抗菌性表現不佳,抗硅藻性相對較好,表明兩性離子的抗菌廣譜性不如抗硅藻性。在兩性離子或納米ZnO較低用量時,它們兩者之間的協同防污行為明顯。將該兩性離子與微納結構、ZnO-NPs等無毒防污策略相結合可一定程度強化防污能力。上述結果可為兩性離子基環境友好防污涂層的設計制備及在不同場合的應用提供參考。
閆福安教授在報告中就水性工業涂料主流樹脂的分類、合成理論、最新合成路線及配方實例和應用進展進行介紹。樹脂的水性化的方法包括乳液聚合法、外乳化法、自乳化法。介紹了包括水性丙烯酸樹脂(含金屬防銹乳液、高固含水稀釋性丙烯酸樹脂、二級分散體)、油改性水性聚氨酯、水性聚酯樹脂、水性醇酸樹脂、水性環氧樹脂及固化劑、UV固化水性樹脂、水性雜化體樹脂的合成及應用案例。
尤其對水性雜化體樹脂的概念進行了系統闡述,對水性聚氨酯–丙烯酸酯樹脂雜化體、水性聚氨酯–環氧酯雜化體、水性醇酸樹脂–丙烯酸酯樹脂雜化體、水性聚酯–丙烯酸酯樹脂雜化體、水性環氧酯–丙烯酸酯樹脂雜化體、羥基型水性雜化體樹脂的合成工藝進行了詳盡介紹。
楊歡在報告中介紹指出,溶有引發劑的單體以液滴狀懸浮于水中進行自由基聚合的方法稱為懸浮聚合法。整體看水為連續相,單體為分散相。聚合在每個小液滴內進行,反應機理與本體聚合相同,可看作小珠本體聚合。并介紹了懸浮聚合技術在涂料中的應用。
報告分析了功能助劑對涂層透明度的影響,指出基材和助劑的折射率不同對涂層表面透明度產生影響;基材和助劑折射率接近,光線在涂層表面路線相近,涂層透明度好;基材和助劑折射率相差較大,光線在涂層表面路線不同,產生消光效果,涂層顯現出亞光效果。
并對功能助劑提高涂層抗刮耐磨性進行了介紹。助劑表面經過處理,具有硬度高、耐磨性好、摩擦系數低的特點;助劑表面含有多種可反應基團和雙鍵,在各種涂料體系中都可以很好地和基材牢固結合。
功能助劑對于提高涂層手感,主要利用核殼結構。核——主導助劑的基本屬性,如硬度、玻璃化溫度、耐酸堿性、耐溶劑性等。殼——主導助劑的功能性。硬度高摩擦系數低,決定涂層抗刮耐磨;丙烯酸酯類,給涂層帶來爽滑的手感;丙烯酸酯類和聚氨酯共聚,給涂層帶來膚質手感(絨毛感)。
報告最后對鍍銀粉的配制和應用進行了介紹。鍍銀粉可替代純銀,達到同樣效果可節省70%以上銀用量;其密度小,體系中分散均勻不易沉降;可用于抗菌涂料;用于導電涂料,起到導電和電磁屏蔽等作用。
王杰在報告中介紹了氣相納米材料的制備過程,即直接使用氣體,或通過各種方式將物質轉變為氣體,使之在氣態狀態下發生物理變化或者化學反應,最后在冷卻過程中凝聚長大形成納米粒子??芍苽浼兌雀?、顆粒分散性好、粒徑分布窄、粒徑小的納米粉體。氣相納米材料的生成過程均為氫氧火焰高溫水解反應,當前主流氣相納米材料包括氣相二氧化硅、氣相三氧化二鋁、氣相二氧化鈦。
報告展示了氣相二氧化硅、氣相三氧化二鋁、氣相二氧化鈦等產品特性,以及HIFULL氣相納米產品的種類。
報告分享了氣相二氧化硅在液態涂料體系中的增稠/觸變功能、流變及觸變性調控、抗流掛功能、防沉降功能、提升耐腐蝕性能、提升涂膜力學性能,氣相二氧化硅及氧化鋁在粉末涂料等粉體中助流動的原理等。最后展示了氣相納米材料于涂料工業中的推薦應用配套和示例以及相應的分散設備,給出了HIFULL氣相納米材料在丙烯酸、聚氨酯、環氧、PVA等涂料體系中的應用實際和增強效果。
肖棟博士首先介紹了我國鈦白粉行業現狀。鈦白粉按生產工藝主要分為硫酸法和氯化法兩種工藝路線。我國鈦白粉工業起步較晚,經過20年的發展,2023年硫酸法鈦白粉總產量達到416萬噸,單線規模持續提升;中國5家氯化法鈦白粉廠家綜合產量為69.2萬噸,雖比上年大幅增加,增幅為39.33%,可占比仍然大幅小于硫酸法。
報告比較了硫酸法與氯化法鈦白粉在原材料、工藝流程、生產消耗、技術成熟度、主要污染物、安全性、產品類型、適用領域和特點方面的差異,介紹了方圓鈦白發展歷程,指出了鈦白粉與涂料的緊密聯系關系。闡述了鈦白粉在涂料中所起到的提升白度和遮蓋力、光散射、UV防護、增加涂層的耐久性的作用,以及其在涂料中應用的注意事項。
肖棟指出,為了實現鈦白粉行業的高質量發展,攜手涂料行業共同進步,鈦白粉行業應:對生產工藝進行優化改進,對生產組織進行精細化管理,減少原輔料消耗,降低生產成本;提升裝置自動化和智能化控制水平,搭建數字化工廠,提高產品質量和穩定性;加強與高校、科研院所合作力度,加大副廢產品的研發和處置投入,推進副廢的資源化、減量化和無害化;增加專有型產品和高端產品的研發力度,使產品多元化、定制化,以滿足不同客戶需求,提供個性化產品。
最后報告分享了方圓鈦白高質量發展實踐以及本公司涂料用鈦白粉研發與改進在家具涂料、水性涂料、粉末涂料、油墨、皮革色漿中的應用實際,并對涂料行業未來技術創新進行了展望。
歐隆杰在報告中分享了武漢雙虎的發展歷程。1928年林圣凱創建“漢口建華機制油股份有限公司”,并注冊“飛熊牌”油漆商標。1938年抗日戰爭武漢會戰,公司被迫過址重慶,林圣凱的兩位夫人為爭取搬遷時間與敵人周旋,最終慘遭敵人雜害。1945年抗戰勝利,雙虎涂料回歸武漢,林圣凱先生紀念家國情懷,緬懷夫人,把公司商標改為“雙虎涂料”開啟雙虎涂料品牌歷史。目前公司注冊資本2.2億元,員工270人,產能8萬噸,產品覆蓋工業涂料、重防腐涂料、水性涂料、軍工涂料、特種涂料等,是國家級專精特新“小巨人”企業。
雙虎涂料品牌歷時96載,歷史悠久,民族品牌,深受社會認可,具有品牌優勢;工廠所在地為武漢國家級化工園區,具有園區優勢;采用智慧園區的智能涂料調色生產線、生產控制系統采用業內卓越的DCS系統、原料庫和成品庫WMS系統、工涂車間RCO設備,具有裝備優勢;產品研發起步最早,產品體系最為齊全,涵蓋18個系列1600多個品種,擁有高固含、無溶劑涂料、特種功能涂料、特種基材涂料、石油儲罐內壁導靜電涂料、耐高溫涂料五大產品系列,可滿足國民經濟工業防腐領域各種需求,具有產品優勢;擁有多項體系認證、產品認證、配套認證,具有技術認證優勢;并武漢理工大學簽約特種功能涂料科技成果轉化,合同金額為1.06億元,還與華師大化學院、中科院武漢先科院具有合作項目,具有合作優勢;并具有供應鏈優勢。
報告還展示了雙虎產品在鋼結構防腐、橋梁防腐、石化防腐、電廠防腐美化、氟碳/地坪、軌道交通、船舶等領域的工程案例及解決方案,以及公司合作、市場國際化的戰略定位,最后對力諾集團進行了簡介。
在報告中,范宏教授通過涂料與有機硅的發展趨勢、有機硅改性有機樹脂雜化技術及其應用、新型有機硅功能涂料開發與應用等板塊向我們揭示了“有機硅”這一神秘材料的面紗。
經過幾十年的發展,涂料上使用的有機硅材料已不僅僅限于硅樹脂,隨著電子工業的發展,以硅橡膠為基料的涂料、油墨也迅速發展起來。為改善涂料的性能,各種硅油及其二次加工品,作為涂料的功能性助劑,也得到廣泛的應用。
有機硅在涂料(包括油墨)中的應用技術已從專業、高性能的涂料向更廣泛的領域發展。通過應用有機硅技術可提高涂料的絕緣性、耐熱性、耐候性、防污性、耐磨性及其它性能。
我國有機硅行業發展迅速,行業產能出現爆發式增長,現在仍處于高速發展階段。報告顯示,預計2025年中國有機硅甲基單體產能將超過600萬噸/年,約占全球有機硅甲基單體產能的70%以上。
目前,國內有機硅單體及中間體價格總體處于地位狀態,原材料充足,這對下游產品的開發和應用提供了良好的基礎和發展空間。
桂總在報告中指出了當前涂料行業面臨的挑戰和發展趨勢。涂料行業的可持續發展,即實現碳中和,是注重長遠發展的經濟增長模式,既要滿足當代人的需求,又不損害后代人滿足其需求的能力。
桂總為與會代表分享了國際大型涂料企業宣偉、PPG等的可持續發展目標,并展示了海洋化工研究院有限公司的涂料綠色化和可持續之路。
生物質材料是實現可持續發展的重要原料,生物質是利用空氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體,包括植物、動物和微生物。生物質特點為可再生、低污染、來源豐富。報告介紹了生物質聚合物種類和衍生物,生物基聚合物終端應用市場份額和發展趨勢。
桂總指出,生物基涂料在涂料行業中所占份額仍然較小,向生物基涂料的轉型是一場馬拉松,涂料行業涉及生物基產品有樹脂、溶劑、助劑等。報告簡要介紹了雙官能度蓖麻油多元醇、乳酸改性醇酸涂料、蔗糖聚酯技術、腰果殼油、乙酰丙酸酯、木質纖維素等生物基技術及應用。
最后桂總表示,生物質技術面臨成本、制造工藝、全過程綠色等挑戰。他指出,生物質涂料國際上的高度重視,跨國公司均在大力推廣,國內的涂料企業也在關注生物質涂料技術。要加強生物質涂料基礎研究和應用研究,形成上下游協調攻關聯盟,國家和行業協會層面要支持生物質涂料的研究和產業化。制定相關的標準,規范生物質的涂料的發展;推出激勵政策,引導生物質涂料的健康發展。
報告指出隱身技術水平是衡量國家國防實力的一個重要標志,高性能吸波隱身復合材料是其中軍民兩用關鍵新材料。5G終端對吸波材料提出了更高要求:吸波性能更好(高磁導率、低電導率/高電阻率),厚度更薄(<50 μm),現有吸波材料無法滿足新場景對性能的需求。報告介紹當前對于吸波材料的市場需求,吸波材料發展歷程,吸收劑、高性能膠黏劑、吸波材料設計代表性研究成果。
并詳細介紹了吸波隱身涂層材料商品化成果應用與推廣案例,包括雷達吸波貼片、DP吸波涂層材料、耐溫雷達吸波材料在軍用飛機、巡航導彈、雷達車、風電塔筒上的實際應用效果。
官建國教授還介紹了主流防偽油墨的防偽技術,市場需求、痛點,以及由此應運而生的光子晶體防偽油墨??臻g位阻型磁響應性光子晶體,變色范圍覆蓋整個可見光譜,響應時間小于1秒,動態磁響應光學性能對溶劑極性變化不敏感,對離子強度、pH值不敏感。其制備的磁性光子晶體防偽印品,角致連續異色,色彩飽和度高,顏色亮度高,圖案可定制化。指出,磁性光子晶體防偽技術結構單元長期穩定性好,儲存4年光學性能基本不衰變;油墨綠色環保、與絲網印刷技術兼容;優異的磁場設計性,圖案化容易,印品防偽效果好,角致連續異色,具備金屬線滾動特點;印品力學性能優異、耐溶劑性好;符合中國防偽行業“十四五”及中長期高質量發展綱要。
標準化可以為創新提供基礎和保障。優秀的企業通過制定標準和規范,能夠確保產品和服務的質量、安全性和可靠性,為創新提供一個穩定的平臺。特別是近年來涂料行業越來越多新的技術、理念和方法的出現,都需要新的標準來規范和引導其應用。另一方面,創新也可以激發企業在標準制定方面的積極性,促使他們不斷更新和完善標準,以適應市場和技術的變化。
為了促進中國涂料行業標準化工作,提升標準化水平,以標準規范和促進創新發展,在“2024中國涂料工業未來技術發展大會”期間,對2024年上半年中國涂料工業協會發布的團體標準頒發證書。
第一項:《生物基涂料及原材料 醇酸樹脂涂料》
標準的主要起草單位是陜西寶塔山油漆股份有限公司、山東樂化漆業股份有限公司、四川省產品質量監督檢驗檢測院、山東齊魯漆業有限公司、中建安裝集團有限公司、中國涂料工業協會。
參與起草單位是:天津燈塔涂料工業發展有限公司、浙江大橋油漆有限公司、常州光輝化工有限公司、山東奔騰漆業股份有限公司、安徽省金盾涂料有限責任公司、瑞易德新材料股份有限公司、天恒涂料有限公司、成都產品質量檢驗研究院有限責任公司。
中國涂料工業協會劉普軍會長,為以上企業頒發證書。
第二項:《非重復充裝焊接鋼瓶用水性涂料》、《涂料性能測試用卡紙》
《非重復充裝焊接鋼瓶用水性涂料》標準的起草單位是中航百慕新材料技術工程股份有限公司、浙江巨程鋼瓶有限公司、無錫市造漆廠有限公司、浙江喜澤榮制漆有限公司、浙江衢州巨塑化工有限公司、北京匯聚和新材料科技有限公司。
《涂料性能測試用卡紙》標準的起草單位是標格達精密儀器(廣州)有限公司、嘉寶莉化工集團股份有限公司、廣州立邦涂料有限公司、廣東巴德富新材料有限公司、三峽新能源海上風電運維江蘇有限公司。
中國涂料工業協會劉普軍會長為以上企業頒發證書。
第三項:《涂料用水性羥基丙烯酸樹脂》
標準的起草單位是萬華化學集團股份有限公司、江蘇富琪森新材料有限公司、黃山聯固新材料科技有限公司、廣州冠志新材料科技有限公司、廣東巴德富新材料有限公司、武漢仕全興新材料科技股份有限公司。
中國涂料工業協會劉普軍會長為以上企業頒發證書。
王本力指出,推進新型工業化給新材料產業發展提出了新要求——創新發展,智能化發展,兼顧發展與安全,綠色化發展。新材料產業是新型工業化的關鍵支撐,也是新質生產力的基礎和關鍵。報告綜述了我國新材料產業面臨的新形勢、新要求與新挑戰。指出新材料產業創新發展總體思路為:以補短板、鍛長板、抓前沿為重點發展方向;以完善產業政策體系、建設重點平臺、推進數字化綠色化發展、強化推廣應用、營造公平競爭環境等為主要抓手。發展重點為:提升關鍵戰略材料保障能力,提高先進基礎材料國際競爭力,搶占全球前沿新材料產業未來發展制高點,推動稀土、鎢鉬、釩鈦、鋰、石墨等特色資源新材料持續發展。
同時報告帶來了六大創新路徑,即:運用系統思維,從單品突破向全產業鏈創新轉變;增強創新能力,建設新材料產業創新體系;加快數字化智能化,提升產業鏈現代化水平;促進綠色安全發展,建立綠色低碳循環發展模式;加強供需對接,多措并舉加速材料推廣應用;營造公平競爭環境,激發新材料產業發展活力。
最后指出,新型工業化背景下的新材料產業發展一是精確把握材料技術方向與產業發展趨勢,二是科學預測未來需求,三是加快制定材料強國戰略——頂層設計,四是推動材料先行戰略——材料要變成貨架產品,五是實施基礎材料提升工程——提升傳統材料的品種、品質、品牌(三品),六是前瞻布局新材料領域未來產業,七是實施材料效率提升工程,打造循環再生材料工業體系。
對于廣大涂料企業,王本力建議,要清晰地認識到材料處在產業鏈上游,對產業鏈供應鏈至關重要;要正視面臨的挑戰——復雜的國際環境,在“危”中尋“機”;要正視國產材料發展面臨的挑戰,要敢用敢試;企業自身的發展要融入國家戰略。
左禹教授在報告中介紹了評價涂層性能的試驗方法,指出不同試驗條件下的涂層失效機制不同,紫外-冷凝試驗主要模擬日照、高溫和干濕交替等因素的作用;鹽霧試驗重點反映涂層抗海水滲透的性能;循環加速試驗綜合了上述幾種因素變化,能更好反映海洋大氣環境中復合涂層的失效過程。要根據涂層實際服役條件設計、選擇適當的循環加速試驗方案。現有的方法主要針對已失效或產生嚴重缺陷的涂層進行檢測,不能實時跟蹤涂層內部的狀態及服役性能的變化,因此電化學測試技術成為當前追蹤測試涂料性能最佳途徑。
左禹教授深入淺出地通過原理、示例、結果判據等指出電化學阻抗譜技術能夠獲得涂層電阻、電容、界面反應等涂層內部信息,從而了解在役涂層內部狀況和服役性能變化,是涂層服役性能測試的有效手段。其中,涂層電阻Rc可以用來評估涂層孔隙率、缺陷和屏蔽性能;涂層電容Cc可以用來評估涂層的滲透性與含水量;電化學反應電阻Rt可以用來評估涂層內或涂層下方金屬的腐蝕;雙電層電容Qdl可以用來評估界面性質及涂層附著狀況;可以用來評估擴散阻抗W可以用來評估出現擴散控制的界面反應過程。
但EIS技術圖譜解析復雜,測試時間長,數據重現性不理想,儀器昂貴,主要用于實驗室的科研中,很難用于工程現場測試。左禹教授表示,可通過Bode圖可重點探尋相角與涂層保護性能的關系。中頻區相角能夠定性表征涂層保護性能,尤其是10 Hz相位角與涂層阻抗值的變化趨勢具有良好的一致性,相角曲線的轉折對應于金屬/涂層界面反應,10 Hz相角降低到10°~15°以下,涂層基本失去保護性能。報告展示了多種典型鋼結構涂層配套體系在模擬海洋環境中的失效機制以及涂層失效進程中的理化、結構演變與電化學阻抗測試參量之間的關系。實驗結果表明,不同腐蝕環境中,涂層破壞機理不同,破壞速率差別很大,但10Hz相角與涂層低頻阻抗保持同步變化。因此,可以依據電化學阻抗譜中頻區的相角值對工程結構涂層的服役性能進行現場快速測試與評價,實現現場涂層檢測、性能評估與壽命預測,對涂層安全可靠服役起到保障作用。
并以此研究開發了便攜式阻抗測試儀,報告展示其在實際案例中的應用,取得了良好的檢測效果。
王月海董事長在致辭中代表湖北涂料工業協會以及武漢雙虎涂料全體員工在這里向大家致以最熱烈的歡迎和最誠摯的問候!
王月海指出,2024 年,全球經濟面臨諸多挑戰與變革,涂料行業作為重要的產業領域,它的發展影響著各個行業的進步。在當今科技日新月異的時代,技術的創新與突破成為推動涂料行業不斷前行的核心力量。今天會議匯集了我國涂料界最權威的專家學者,帶來了最新的行業前沿技術,必將引領中國涂料行業在全球的競爭力。我們期待在接下來的時間里,與各位專家朋友充分交流,分享經驗,共同探索行業未來的發展路徑,共同開啟涂料行業未來技術發展的新篇章。我們也相信通過此次大會,能夠促進產業鏈上下游的緊密合作,攜手推動涂料行業向著更高質量、可持續的方向邁進。
湖北省涂料工業協會,成立于1984年,是政府與企業溝通的橋梁,對國家及各級政府政策解讀及傳達,利用行業資源搭建創新平臺,推動省內涂料行業高質量發展。雙虎涂料作為湖北省涂料工業協會會長單位,始終與湖北省涂料工業協會一起深植于在武漢這片沃土上。雙虎涂料始建于 1928年,歷經96個春秋的洗禮,已成為中國工業領域中屈指可數的“百年品牌”,全程參與并見證了中國涂料工業的發展歷程。雙虎作為中國涂料行業協會副會長單位、國家火炬計劃重點高新技術企業,始終以橋梁、石化、電力、軍工、特種涂料為發展方向,為其提供優質的產品和整體解決方案,以“技術領先,數智制造,低碳環保”為工作方針,立志成為“中國低碳環保特種防護新材料領航者”。
此次大會旨在搭建一個交流與合作的平臺,讓各位業界精英能夠共同探討涂料關鍵核心技術的協同攻關,深化產學研用的緊密結合,為推動涂料行業發展新質生產力貢獻力量。
劉普軍會長在致辭中首先代表中國涂料工業協會向大會順利召開表示熱烈的祝賀,向前來參加大會的各位專家學者、各位同仁、各位師生表示熱烈的歡迎,向為本次大會付出辛勤努力的各屆人士、給予本次大會大力支持的各位企業家、各個院校表示衷心的感謝和崇高的敬意!
劉普軍表示,目前,中國是全球最大的涂料市場,中國涂料繼續擔當著世界涂料的重要引擎。預計未來三年,全球涂料產量和產值年復合增長率將達到3.1%和5.8%。國內方面,2024年1-4月涂料行業也實現了“開門紅”,為完成全年目標任務實現量的合理增長和質的有效提升打下了堅實基礎。
劉普軍指出,2024年中國經濟持續回升向好的基本態勢不會改變,涂料下游經濟活性將持續增強,重點在汽車、船舶、新能源、運輸設備、電子信息等領域,需求持續上升。預計涂料行業總體產量增長率將達到6%左右,主營業務收入增速全年可達到2%左右,利潤平均增速將有望保持8%左右。這說明了兩點:一是無論國際還是國內,涂料市場仍有很大的發展空間;二是中國涂料的產量和銷量仍然是全球第一,由2022年占全世界的26%提高到2023年占比29%,比上年提高了3個百分點,已連續十五年獨占世界鰲頭。這也充分說明,中國經濟和涂料行業仍然具有發展韌勁、深度和空間。世界各國都在看好中國的發展,看好中國涂料的發展。因此,我們自己就更要堅定發展信心,充滿發展希望。盡管當前我們面臨著許多和很大的困難,但是,我們只有頂住壓力,愈挫愈勇,愈戰愈強,才能沖出重圍,渡過難關,迎來曙光!
在6月24日召開的全國科技大會和兩院院士大會上,習近平總書記強調指出:世界百年未有之大變局加速演進,新一輪的科技革命和產業變革深入發展,深刻重塑全球秩序和發展格局。我國科技發展還存在一些弱項和短板,必須進一步加大科技創新力度,搶占科技創新和未來發展制高點。要充分發揮新型舉國體制優勢,更好地發揮政府作用,調動產學研各環節的積極性,推動科技創新和產業創新的深度融合,助力發展新質生產力。要聚焦現代化產業體系建設的重點領域和薄弱環節,增加高質量科技供給,培育發展新興產業和未來產業積極運用新技術改造提升傳統產業。強化企業科技創新主體地位,促進科技成果轉化應用。
劉普軍表示,習近平總書記的講話高屋建瓴,為我們中國廣大科技工作者指出了前進的道路,也為我們中國涂料人、涂料界的科技人、涂料界科技的產業應用人指明了發展方向。本次以“創新引領,塑造新質生產力”為主題的涂料工業未來技術發展大會,正是落實總書記“推動科技創新和產業創新深度融合”講話精神的具體實踐。本次大會不僅聚集了武漢本地科教資源,而且匯聚了清華、北大、復旦、浙大等著名高等院校和科研院所、國家重點實驗室、國家級技術中心等科技學術力量,聚各界之智慧,集八方之英才,匯四海之合力,聚焦科技前沿技術,分享未來科技成果,搭建了一座中國涂料界企業、高校、科研院所產學研用深度融合的高端平臺。相信通過此次會議的召開,一定會達到開闊思路,啟迪思想,開拓智慧之目的,進一步加快推進涂料關鍵核心技術協同攻關,推動涂料科學與技術的交融,促進學界與業界的突破,形成上下貫通、左右銜合、縱橫嵌入的全行業、全產業鏈融合發展的新發展格局,推動涂料行業科學技術水平的進一步提高。
下一步,中國涂料工業協會將進一步發揮國家級平臺協會作用,在政策法規、標準制定、科技創新、產業融合、人才支撐、產業融合等多方面多維度全方位加快推動涂料行業新質生產力的培育和發展,采取得力措施,匯聚各方力量,以思想破冰引領發展突圍,以措施完善賦能產業發展。用我們的情懷、格局、責任、擔當、智慧和汗水,在中華民族偉大復興和強國建設中,做出中國涂料人應有的貢獻。