中国涂料行业十二五规划_之二_科学发展规划.pdf

2011年第26卷第04期1中国涂料本期聚焦Focus of This Issue1 “十一五”涂料行业的发展阶段（1）“十一五”是涂料行业超常规发展的5年，2009年中国成为世界第一大涂料生产和消费大国，但远不是涂料强国。国内人均消费量、人均劳动生产率、资源利用率以及产品的附加值等方面与欧美日等发达国家差距甚大。（2）行业和企业创新体系的建设初具成效。已建成30多家企业的省级涂料涂装工程技术开发中心，其中广东省有6家。海洋涂料国家重点实验室落户海洋化工研究院。争取国家、省市、地区科技项目数百个、经费数亿元。企业知识产权保护意识增强，申报专利逐年上升，达到600多件。但是，真正对行业技术进步起到重大推动作用并产业化的项目极少。“十一五”涂料行业科技创新和技术发展纲要 于2005年底编制和发布后对行业的科技创新发挥了指南作用，解决了“应该做什么”的问题。更加重要的是行业和企业“能够做什么”企业拥有资源和平台，以及“如何去做”的问题科技创新的管理和人才。这是“十二五”发展必须解决的问题。综上所述，尽管“十一五”我国涂料行业的发展在国家宏观经济拉动下取得骄人的成就，也经受住严酷的全球经济衰退的考验，但仍然是不够成熟的行业，与发达国家相比至少落后二三十年。从赢利能力和商业模式上我们的企业与国外大公司差距很大。我国的企业大多市场和产品结构单一，停留在生产经营型模式，屈指可数的几个上市公司和不稳定的资本市场制约了企业抗风险能力。我国的企业从整体竞争力品牌优势、创新和开发能力、管理和中国涂料行业“十二五”规划(之二)科学发展规划中国涂料工业协会秘书处2010年12月资本实力、人才结构等方面，以及中高端工业涂料的市场占有率与跨国公司相比，在相当长的期间仍处于劣势。到目前为止，只有中远控股的中远关西、中远佐顿在船舶、集装箱市场具有竞争优势。绝大多数国内企业仍然属于中、小企业，如何发展和“以小博大”是今后至少10年面临的竞争态势。从经济发展的大层面讲千万要记住在相当长的时期内我国仍然是发展中国家，仍处于社会主义市场经济的初级阶段。同时我国又是经济结构复杂、经济发展区域性差别大的国家:既有发达的沿海地区，又有相对落后的中西部;既有向发达国家出口配套的产品(与世界接轨的标准要求)，又要考虑适合国情的内需产品。这就对产品定位和市场需求提供更多的选项。国家“十一五”正式提出“创新”战略，涂料行业制定了“十一五”科技创新纲要，几年下来取得一些初步成绩。但是整个行业缺失自主创新尤其是原始创新能力是不争的事实。无论是创新平台的建设和管理，还是人才数量和结构、资金投入、知识产权保护等与跨国公司相比差距甚大，从长远发展看是影响行业和企业整体竞争力的核心。因此，提升行业的创新能力是“十二五”行业发展的核心。2“十二五”涂料行业发展环境2010年乃至今后五年我国经济与全球经济处于危机过渡和恢复期，或有人称之谓“后危机时期”。虽然通过政府大规模的刺激计划，宽松的财政和贷款，以及政府严格监管，我国经济率先走出低谷，实现8.7%的增长，取代德国成为世界第一大出口国，201022011年第26卷第04期CHINA COATINGS本期聚焦Focus of This Issue年GDP超过日本成为世界第二大经济体。但是，在相当长时期内无法改变中国仍然是发展中国家，2009年人均GDP3 000美元位列100名之后，甚至落后于一些发展中国家。人口城市化率小于45%，其中尚有2.5亿人处于贫困线下。每年将有1 000万人走上就业岗位，控制失业率任务十分艰难。长期过分依赖出口和基本建设投资的经济增长模式的不可持续发展和抗风险能力弱的缺陷在危机面前展现无遗。政府的刺激计划不具有可持续性，2011年开始退出，转向十大产业振兴计划。正是从我国的基本国情出发，中央提出今后几年经济发展的基本方针“转方式、调结构、稳增长、保民生”。首先调整出口、投资和内需三驾马车在GDP所占比重。欧美经济的复苏迹象已现，但不确定性存在:造成金融危机的元凶华尔街的金融资本主义体制并未改变，政府监管仍然受到自由资本主义的抵制。发达国家市场复苏的滞后（约23年）和不稳定性，人民币升值压力。新兴市场的开拓和巩固尚待努力，但2009年10月以后出口回升，外国直接投资达到历史最高水平，东南亚自由贸易区的启动，2010年可保持出口两位数的增长。同时出口市场和产品结构调整是更为艰巨的任务。劳动力价格和成本比较优势不可持久发达国家高失业率引起贸易保护主义抬头，人民币升值面临巨大压力，工人工资增长和劳动合同法实施带来的冲击在2007年的珠三角已表现出来。出口企业和产品的价值链升级和品牌战略是根本出路。这为出口产品配套的涂料供应商提出更高的要求。改变出口依赖型经济不是减少出口，而是提升质量更好融入世界市场，同时大力发展内需，这是长期渐进的调整过程。3 涂料行业“十二五”科技创新发展战略思维战略思维层面上要解决的是“做正确的事”发展方向、整合资源、创新和人才等重大问题。3.1 坚持可持续发展的科学发展观“十二五”期间，世界和我国经济发展步入“低碳经济”时代，全球气候变暖引发的极端气候变化及自然灾害感同身受。因此，“节能减排”是基本要求。我国承诺至2020年将在2005年基础上减排45%，单位GDP能耗降低20%以上。开发节能技术和产品，推动清洁能源行业发展及配套涂装体系开发，涂料行业全面推行 涂料行业清洁生产工艺指标体系国家标准 达到节能、节水、省资源的目标。行业发展由片面追求量的增长转变为质量优化。坚持人与环境和谐发展，推动“绿色产业”不断创新，必须法规和标准先行。其中既要考虑我国经济发展的实际阶段，又要兼顾与发达国家接轨，必须要慎重和逐步推进。低VOC和HAPs的水性工业涂料、高固体分和无溶剂型涂料、光固化涂料及粉末涂料及其配套的原材料始终是科技创新的方向和目标。重视可再生资源的综合利用醇酸和植物油、松香的产品升级。提倡循环经济和废物再循环利用，建立有效实用的聚酯饮料瓶回收制备醇酸的系统。“以人为本”安全生产和强化职业健康不仅仅是企业管理的问题，开发无害化的生产工艺，开发天然低毒和无毒原材料（包括环境可降解的原材料），更加严格控制有毒有害的重金属在涂料中限量和标准制定。3.2 正视现实、优化中小企业发展战略按国际惯例，产值不到5 000万美元的涂料企业属于中小企业，与跨国公司相比国内的企业今后510年内基本上都是中小企业，必须坚持专业化、精细化和服务至上的发展战略。吸取以往技术发展重引进、轻消化吸收和再创新的教训，集中资源实施重点突破。当务之急应顺应国家将科技创新的中心转移到企业的政策利好，切实抓好大中型企业的各级涂料涂装工程技术开发中心建设。巩固一批省市级中心，争取晋级几个国家级的企业重点实验室或工程技术开发中心，搭建科技创新的平台。提高企业技术中心争取国家项目支持的水平和能力，在企业投入能力有限的条件下，尽量争取从国家1 000亿元/年的投入中多分一片蛋糕是完全可能的。其中包括应用基础研究自然科学基金、973计划等，重要新材料863计划、支持计划和科技攻关项目，新产品试制、中小企业创新基金，工业化试验和产业化项目等。关注环保部、财政部、工信部及其他部委支持的项目。这是具有中国特色的科技创新之路。必要时举办培训班和研讨班。3.3 优化资源配置，打造以企业为主的产学研平台国家实施十多年的产学研科技创新运行机制，由于主体不明确和各方目标不协调鲜有产业化成功的范例。从前两年开始政策转向以企业为主体，而我们的企业尚未作好足够准备。在与大专院校和科研院所合作中严格按市场规律办事，权责利明晰，达到双赢目的。同时建立相对牢固和长期的合作是重大创新项目成功的保证。3.4 加强创新型人才队伍的建设科技创新的核心是人才，我们与跨国公司竞争力最大的差距之一就在于人才的质量和人力资源管2011年第26卷第04期3中国涂料本期聚焦Focus of This Issue理。国内的老企业存在人才流动和人才流失，新企业急于招聘人才、挖人才。从数量上看我们行业不缺少人才近几年大批大学生进入行业，然而缺乏有用的专业人才，尤其是创新型人才。“十一五”期间中国涂料工业协会做了大量基础工作，编写了7本涂料行业技能培训统编教材，建立了二十多个实训基地;编写完成了 涂料工艺 第四版，为中高级人才培训打好基础。“十二五”期间要抓落实，采用多种形式并结合企业的实际需求开展工作。当然，人才是企业可持续发展的基本保证，创造利于人才发展的环境企业文化的认同，有效和持续的培训机制、激励和考核机制等也是必不可少的保证条件。3.5 重视工艺流程和技术整合创新在企业相当长时期内缺乏自主创新能力的现实下，突出引进、消化吸收和再创新，尤其是工艺流程创新是非常必要的。由中小企业发展战略“专、精、细”所决定，企业坚持专业化、集中优势资源做精做细仍然具有很强竞争力。其中包括特色产品开发、整体配套体系和涂装工艺的优化以及高素质技术服务队伍的建设等。3.6 重点突破、着重产业化和市场化面对国际化竞争大环境，承认创新能力与跨国公司的差距，如何集中我们的资源，选择突破口进行重点突破，推动行业技术进步必须从实际出发。在立项上既考虑市场需求、技术发展及管理要求，逐步推进。同时强调产业化可行性，项目要精而不是多，而且层次要对接。4 行业“十二五”战略目标和重点发展方向4.1“十二五”战略目标涂料行业严格讲是一个“加工服务业”，上接树脂成膜物、颜料、助剂和溶剂等原材料行业，下接涂装行业。尤其是高性能涂料与涂装的联系紧密，二者不可分割。行业的“边缘化”特征决定涂料行业的科技创新范畴不仅仅局限于涂料工艺技术本身，更加侧重技术集成化和系统化。涂装技术创新推动涂料技术的发展，而涂料原材料的创新是涂料开发的基础。无机颜料行业作为高度竞争行业，也是市场国际化程度很高的行业，跨国公司和三资企业在行业中的比重快速增长及服务于“世界制造中心”的多样性市场需求。因此必须从无机颜料市场的全球性要求及国际化竞争的背景下把握科技创新，以适应快速发展变化及尚未成熟和规范的市场需求。人才是科技创新的基础，创立自主创新体系离不开“人才战略”。未来几年中科技创新的管理和研发人才的培训和管理，营造能充分发挥其主观能动性的工作环境及企业文化氛围，组织和培养创新团队是行业和企业可持续发展的重要保证。同时企业应加强知识产权保护的意识，建立健全技术管理制度，增强法律法规意识和保密管理，既保持合理的人才流动，又避免技术机密的流失，保障企业的合法权益和科技创新的健康发展。4.1.1 环保、节能目标全面推进涂料水性化，高固体分醇酸涂料份额提高20%。履行相关国际公约，禁止溶剂法氯化橡胶生产和替代，禁止使用DDT、TBT等有机锡防污涂料;全面推动钛白粉、氧化铁颜料清洁生产工艺评价指标体系，促进以高品位（大于80%）钛原料氯化法钛白粉生产工艺。单位综合能耗下降20%。4.1.2 创新、标准目标具有自主知识产权重大成果国家级奖35项;开发高性能涂料，开发特种用途无机颜料;开发国家重点工程用涂料，如大飞机、大船和高铁;申报有价值的中国和外国专利100项以上;完善标准体系建设，推行国家、协会、企业标准的配套体系。4.2“十二五”重点发展方向4.2.1 应用基础和科学原理研究涂料成膜动力学过程，流变行为及结构变化;固化反应过程调控的研究;涂料配方试验设计的科学化、规模化及自动化，利用好计算机的高速、筛选和客观功能;极端腐蚀环境中长效高性能防腐涂料及新防腐原理研究，如高温、高酸性环境;紫外光固化涂料厚涂层和颜料化后新固化机理，复杂形状底材的复合固化机理研究;纳米材料改性涂料原理和作用机理的研究;涂料、无机颜料人才培养体系的研究，拟由行业和高校合作办学，培养高素质的研发人才。4.2.2 高性能、节能、环保及功能性涂料及无机颜料的研究水性汽车涂料、水性防腐涂料、水性木器涂料、水性集装箱涂料等技术性能和涂装工艺性匹配的研究，配套树脂和助剂的研究;紫外光固化涂料厚涂层和复杂形状底材的复合固化机理的研究;以功能性涂料为饰面的外墙外保温技术的研42011年第26卷第04期CHINA COATINGS本期聚焦Focus of This Issue究;高效节能大型硫酸法钛白废酸浓液装置和工艺的研究;硫酸法钛白粉清洁生产集成技术的研究;氧化铁颜料生物法氨氮废水处理技术的研究和推广;达到修复如旧的文物保护涂料及其保护原理的研究;大飞机、大船及高铁用涂料的研究。4.2.3 产品结构调整重点传统的溶剂型醇酸、醇调产品，作为以可再生资源植物油为原料的醇酸类产品符合可持续发展原则，不是淘汰而是如何调整产品的结构适应市场需求。通过改性和可行的水性化工艺加快水性醇酸的产业化步伐;改变钛白粉目前硫酸法产品占98%以上的局面，采取自主开发和引进合作等方式将氯化法钛白粉的比例调整到合理并可行的目标。同时加强表面包膜处理工艺，开发高附加值的深加工产品（医药、汽车、纺织、食品、珠光级等）;氧化铁面临产品全面升级，提升深加工能力（如包膜处理），满足国际市场的需求;加快复合磷酸盐、复合钼酸盐防腐颜料的开发应用，取代红丹和铬酸盐防腐颜料。5 行业“十二五”研发目标及关键技术5.1 技术创新目标（1）具有自主知识产权重大科技成果涂料奖35项。（2）开发高性能涂料，开发特种用途无机颜料;实现硫酸法钛白粉清洁生产集成技术、氧化铁颜料生物法氨氮废水处理技术。（3）开发国家重点工程用涂料，如大飞机、大船和高铁;水性工业涂料（水性木器涂料、功能性水性防腐涂料）目标要研发性能达到工业涂装要求的水性树脂，代替进口的同类水性树脂。代替同类溶剂型树脂，促进水性木器涂料、水性防腐涂料的推广。水性防腐涂料要向重防腐领域、大飞机、大舰船防腐应用上推广。（4）申报有价值的中国和外国专利100项以上。5.2 研究发展目标5.2.1 涂料研究发展目标集中在两个方面：5.2.1.1 水性工业涂料（水性木器涂料、高功能水性 防腐涂料）目前，国内溶剂型涂料占52.1%，有机溶剂用量在产品中占50%以上，加上涂装过程中使用的稀释剂，每年约有350万t的有机溶剂在涂料使用后挥发至大气中，既造成大气污染，又浪费大量资源。我国水性建筑涂料产品已进入成熟期，而工业水性涂料，如:水性木器涂料、水性防腐涂料、水性汽车涂料等，处于研发初期，一些关键技术问题远没有解决，严重制约了我国水性工业涂料的发展。本研究的目标是下大力气解决水性工业涂料中用量最大的水性木器涂料和水性防腐涂料中的技术关键，借以推动水性工业涂料大发展。我国木器涂料产量在70万t/a以上，产值140多亿元人民币。目前水性涂料在5%以下，其中主要原料的水性树脂还部分依赖进口。木器涂料涂装家具、装修家居，直接与人们接触，对人民健康影响较大，首先解决木器涂料水性化是关系人民健康的重大问题。开发高功能水性防腐涂料是一个涉及工业涂料全局性课题，我国正在进行大规模基本建设，铁路、公路、桥梁、电力、化工等均需涂料防护，应用面广，减少VOC，减少对水的污染，延长被保护物体的使用寿命，节省资源，该品种开发成功将使我国防腐涂料产业达到世界先进水平，意义重大。5.2.1.2 以功能性涂料为饰面的外墙外保温技术建筑能耗占国家总能耗的28%以上，国家新的设计标准要求降低能耗35%以上。该项技术开发目标既要达到国家标准要求，又要符合环保安全、性价比合理。5.2.2 无机颜料以提高产品质量、节能、发展循环经济为主要目标。5.2.2.1 硫酸法钛白粉清洁生产集成技术我国硫酸法钛白粉生产技术一直比较落后，由于生产技术的缺乏和经营管理等方面的原因，一直存在着严重的环境污染问题，只是由于近几年来，国家强化了“三废”排放的控制和环境保护的要求，国内钛白粉生产厂家才开始寻求和开发“三废”治理和综合利用生产技术。与此同时，我国现有的大量小钛白粉生产厂家，因工艺设备陈旧，“三废”治理设备不完善，生产管理方法落后，仍存在着严重污染环境的情况，这些企业急需用清洁生产集成技术对现有生产线进行流程再造。5.2.2.2 氧化铁颜料生物法氨氮废水处理技术氧化铁颜料生物法氨氮废水处理技术研发目标是去除氧化铁生产废水中的氨氮，并且效果好、工艺简便，成本较低，易于推广。处理后污水达到国家排放的一级标准。同时，污水处理后可回收35%，达到2011年第26卷第04期5中国涂料本期聚焦Focus of This Issue节能降耗，减少水污染的目的。5.3 主要研发内容5.3.1 涂料5.3.1.1 水性工业涂料（水性木器涂料、高功能水 性防腐涂料）研发涂料关键组分水性树脂;研发或选用颜料、填料、助剂及符合当前标准的助溶剂;水性工业涂料配方设计研究;水性涂料施工工艺研究。5.3.1.2 以功能性涂料为饰面的外墙外保温技术研发户外用耐大气腐蚀性能优良的反射性隔热涂料;研发配套的耐久、环保和有阻燃效果的隔热材料;开发工厂预制技术及现场组装施工技术。5.3.2 无机颜料5.3.2.1 硫酸法钛白粉清洁生产集成技术低浓度连续酸解工艺（清洁生产集成技术的重点，它是所有后续工艺的前提）;深层过滤和高效絮凝导流沉降结合的固液分离工艺;高浓度水解工艺;热泵浓缩技术;煅烧节能技术;新型粉碎设备选用;多功能复合膜技术;闪蒸干燥技术;酸解尾气治理工艺;酸解黑渣处理工艺;废酸浓缩技术;废水膜处理技术;精细化管理技术。5.3.2.2 氧化铁颜料生物法氨氮废水处理技术生物法氨氮废水处理技术是通过细菌的硝化与反硝化作用，使化合态氮转化为气态氮进而从根本上去除氮污染物的转化过程。利用综合条件，在同一化工园区协调出了适宜处理废水中NH3-N的有机废水。采用外加有机碳源，调整综合废水的CN比值，利用生物法对含氮废水进行治理。本技术实施不仅有效地解决NH3-N废水达标排放问题，而且解决另外化工企业的废水处理问题，即该工艺同时解决了两个或两个以上化工企业的废水治理问题。目前NH3-N治理主要有空气吹脱法、蒸汽汽提法、折点氯化法、离子交换法、化学沉淀法、生物法等，其中将NH3-N转化为N2达到真正无害化的方法只有折点氯化法和生化法。其他方法只是将NH3-N从废水中富集或沉淀分离出来，富集或沉淀分离产物如不能回收利用，会带来二次污染。由于各种处理方法，都存在着一些弊端，生物法作为比较经济、安全可靠的处理方法，是目前最主要的氨氮废水处理方法。5.4 突破关键技术5.4.1 水性工业涂料（水性木器涂料、高功能水性防腐涂料）要解决水性工业涂料抗化学腐蚀性、耐水性、涂膜硬度逊于溶剂型涂料的关键问题。首先要采取先进的乳液聚合技术，如:核壳乳液聚合、杂化乳液聚合等，同时引入少量纳米材料、氟硅材料等新材料，合成复合型乳胶树脂，这是突破关键技术的前提。其次是其他材料（颜填料、助剂等）配套研发和选用，配方设计研究以及施工工艺配套研究，使水性工业涂料的性能完全达到或超过现有溶剂型工业涂料的水平，产品性价比要合理。研发路径图如下：达标性能评价是否达标不达标反馈施工应用乳胶树脂涂料制造中控合格施工工艺匹配选择先进合成技术:杂化、核壳等精选颜料填料助溶剂化工单体低聚物新材料助剂助剂精心筛选精心筛选或研发62011年第26卷第04期CHINA COATINGS本期聚焦Focus of This Issue5.4.2 以功能性涂料饰面的外墙外保温技术关键技术是研发耐候性优良的反射型隔热涂料，配套研发和选用具有阻燃性能的隔热材料。保温材料和具反射功能的饰面涂料一体化，制成预制板，挂装在墙体外，新墙和旧墙均可使用。整体外墙外保温材料组装后要符合国家要求使用2025年的要求。研发路径图如下：隔热材料(复合材料)按一定尺寸制板涂料配方设计涂料体系设计外墙外保温板预制评价合格现场组装是否达标不达标反馈涂料制造评价验收达标关键树脂合成或选用颜料、填料助剂助溶剂5.4.3 硫酸法钛白粉清洁生产集成技术（1）基于环境安全和集成优化的工艺设计，优化改进生产工艺，在钛白粉装置上全面采用低浓度高比表面积酸溶性钛渣连续酸解这一工艺路线大大减少了三废排放量，有利于环境保护。（2）创新性采用高浓度晶种制备和高浓度水解工艺，通过控制水解过程总离子强度，使水解颗粒粒径均匀，分布集中，不仅使水解废酸浓缩能耗降低，也使产品质量有一定程度提升，同时又降低制备晶种的用碱量。（3）采取多途径能源利用的方法，通过生产过程设计，装备选用过程控制和运营管理相结合的综合优化，实现节能降耗的目标。结合产业链的延伸，使“三废”治理和利用相结合，最大限度地降低环境污染和消化环保治理的成本，在处理钛白粉废酸时就采取了制备硫酸镁、浓缩回用和制备聚合硫酸亚铁三种方法做好产业链，最大限度发挥资源效益。5.4.4 氧化铁颜料生物法氨氮废水处理技术（1）亚硝化脱氮（短程硝化反硝化），将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段，阻止NO2-的进一步硝化，然后直接进行反硝化。（2）厌氧氨氧化，在厌氧条件下，微生物直接以NH4+为 电 子 供 体，以NO3-或NO2-为 电 子 受 体，将NH4+、NO3-或NO2-转变成N2的生物氧化过程。（3）组合生物脱氮技术，调解耗氧及厌氧之间的回流比，控制硝化反应及反硝化反应之间的平衡。通过优化反应条件，确定适宜的工艺参数，使其通过外加碳源来实现COD与氨氮双达标。主要工艺过程如下：有机废水贮池工艺废水贮池配水池30%液碱生化池二沉池污泥回流出水排放