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從環(huán)氧聚氨脂丙烯酸到硅氮樹脂性能看國產(chǎn)汽車涂料性能升級

我國自2009年以來，從環(huán)產(chǎn)汽車涂涂料產(chǎn)量第一次超過美國，氧聚至今已連續(xù)14年保持全球涂料第一產(chǎn)銷大國。氨脂佛山市乘鑫地坪工程有限公司然而，丙烯包括工業(yè)涂料、酸到樹脂建筑涂料、硅氮維護(hù)涂料等國產(chǎn)涂料，看國整體卻呈現(xiàn)“大而不強(qiáng)，料性外強(qiáng)內(nèi)弱”產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，從環(huán)產(chǎn)汽車涂作為涂料產(chǎn)業(yè)支柱的氧聚工業(yè)涂料,占涂料總產(chǎn)值約65%，包括汽車涂料、氨脂船舶涂料、丙烯飛機(jī)涂料、酸到樹脂集裝箱涂料、硅氮機(jī)械涂料、看國半導(dǎo)體光伏、電子涂料和高速鐵路、公路以及橋梁、城市軌道交通的防護(hù)涂料、海洋石油鉆井平臺防腐涂料、窯爐、輸送管道涂料、輸變電塔涂料、塑膠涂料、工藝品涂料、皮革涂料、紙張涂料、卷材涂料等。而以船舶、海洋工程為核心的工業(yè)涂料“皇冠上的明珠”重防腐涂料市場規(guī)模超千億，外資合資依存度達(dá)到超八成。

2023中國汽車涂料品牌市占率前10排名

其中，汽車涂料90%市場更是被外資企業(yè)所壟斷，國產(chǎn)汽車涂料品牌則以湘江涂料、佛山市乘鑫地坪工程有限公司金力泰、大橋、浩力森、雅圖高新等為首的企業(yè)擁有少量份額的汽車原廠漆，以及在中低端的汽車修補(bǔ)漆領(lǐng)域占有一席之地。由于，汽車涂料的需求量與汽車產(chǎn)量密切相關(guān)。隨著中國汽車產(chǎn)銷量的持續(xù)上升，預(yù)計(jì)2023年汽車涂料市場將增長8%左右，超過600億元。受國內(nèi)汽車產(chǎn)銷增長影響，以及汽車維修市場對修補(bǔ)漆的需求。未來5年，我國汽車涂料市場容量將以5%左右的速度增長，到2028年，我國汽車涂料市場規(guī)模將達(dá)到773億元左右。

然而，汽車涂料這塊國內(nèi)涂料行業(yè)大“蛋糕”，國產(chǎn)涂料品牌供應(yīng)商卻不約而同被屏棄，不久前，比亞迪、奇瑞、吉利、長城、梅賽德斯、福田、蔚來、一汽大眾、廣汽新能源、華晨寶馬等更是紛紛與阿克蘇諾貝爾、立邦、PPG、巴斯夫等簽約確立汽車涂料供應(yīng)商，乃至獨(dú)家供應(yīng)商。這與近年以來，多家涂料廠因過多添加溶劑、原料品質(zhì)和工藝落后等導(dǎo)致涂料質(zhì)量不合格，造成了下游被涂覆工件褪色、鼓包、掉漆等問題頻發(fā)有關(guān)。也反映，我們涂料企業(yè)普遍品牌和質(zhì)量意識，以及長期涂料創(chuàng)新研發(fā)投入不足等原因。

202028年中國汽車涂料增長預(yù)測

國內(nèi)涂料品牌企業(yè)應(yīng)深刻洞察外資涂料競爭壁壘“knowhow”配方中新工藝、新材料的運(yùn)用，如外資涂料企業(yè)耐超高溫、高附著力、高硬度、耐磨防腐、高疏水、低表面能的聚硅氮烷樹脂在其配方中的運(yùn)用訣竅等。

“knowhow“即掌握關(guān)鍵技術(shù)的訣竅、情報(bào)

比如，在汽車涂料和船舶、海工防腐涂料的應(yīng)用上，國產(chǎn)涂料企業(yè)的選擇無非是丙烯酸、聚氨酯、環(huán)氧、氯化橡膠、氟碳、聚硅氧烷、醇酸、富鋅涂料等幾大類型，然而，丙烯酸涂料耐溶劑性能差耐熱耐腐蝕不夠理想固化過快、聚氨酯涂料性能耐熱耐化學(xué)介質(zhì)性較差粘度低成膜時(shí)間長并且芳香族漆膜長期暴露陽光下易黃變、環(huán)氧涂料性能耐候性差耐機(jī)械和熱沖擊差性脆不耐曬易粉化、醇酸酯鍵易斷或發(fā)生樹脂分層且本身防腐硬度較差、富鋅涂料漆膜較脆、聚硅氧烷標(biāo)準(zhǔn)有待完善、氟碳涂料存在環(huán)保健康風(fēng)險(xiǎn)，不同場景下需要結(jié)合各種涂料的特性進(jìn)行選擇或搭配使用，并對涂層的厚度、施工道數(shù)、前處理方式等進(jìn)行各種調(diào)整。

制備這些特殊應(yīng)用環(huán)境中的汽車涂料，就需要我們結(jié)合產(chǎn)品應(yīng)用場景需求和現(xiàn)有使用材料缺點(diǎn)，開發(fā)、引用一種新的具備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、強(qiáng)附著力、高硬度以及耐高溫、耐腐蝕、耐化學(xué)品性、無溶劑、綠色環(huán)保、自清潔等性能特點(diǎn)的新材料或改性復(fù)合材料。中硅新材料（泉州）有限公司及其九江硅有新材料產(chǎn)業(yè)研究院團(tuán)隊(duì)，5年積淀，3年攻關(guān)。持續(xù)專注硅氮烷聚合物以及氨基、環(huán)氧、醇酸、聚氨酯等硅氮改性樹脂，和聚硅氮烷產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究，取得豐碩的成果，并成功實(shí)現(xiàn)有機(jī)聚硅氮烷樹脂中試規(guī)模化生產(chǎn)，向打破該領(lǐng)域市場長期被西方少數(shù)企業(yè)壟斷的“卡脖子”局面，向前邁進(jìn)一大步。

汽車涂料，也叫汽車漆。系指應(yīng)用在汽車等各類車輛車身涂裝及顏料上的涂料。汽車涂料產(chǎn)品主要包括：汽車原廠漆與維護(hù)修補(bǔ)涂料。主要品種有汽車底漆、汽車面漆、罩光清漆、汽車中間層涂料和汽車修補(bǔ)漆等。汽車因?yàn)樯莩奁返膶傩裕约俺Ｄ甓啾┞队趹敉?，所以對汽車漆性能要求較高。要求漆膜有良好機(jī)械性能、豐滿度好、遮高力強(qiáng)、光潔度高，同時(shí)更要做到附著力好、硬度高、強(qiáng)抗劃傷力，以及極好的耐候性、耐刮耐磨性和優(yōu)良的耐潮、耐酸堿、耐鹽霧、耐酒精、耐汽油等性能。

為了滿足以上不同汽車涂層防護(hù)與裝飾，各層汽車涂料通常由不同性能的樹脂混合使用，因此，汽車原廠漆都需在1200℃左右高溫烘烤，經(jīng)3C2B工藝流程，水性漆一般是3C1B工藝流程。車架、車身經(jīng)廠里焊接、手工修補(bǔ)等前處理后，進(jìn)入的下一道工序電泳底漆，首先將白皮車身浸入糖漿般的漆槽，取出烘干上密封膠/UBC、電泳打磨，然后送入無塵車間，用靜電噴中涂底漆，然后用190℃左右的溫度烘干高溫交聯(lián)固化、中途打磨，再次送入無塵車間上色漆、清漆，最后再度高溫烘烤、檢查出廠。

汽車涂料涂裝工藝一般分為四層，從里到外依次為電泳層、中涂層、色漆層、清漆層，也叫電泳底漆、中涂底漆、色漆、罩光清漆層。電泳底漆由于附著在鋼板底材，對車身起關(guān)鍵防腐保護(hù)，并為中涂漆提供良好的附著環(huán)境，所以要求該層涂料在附著力、硬度、耐腐蝕等性能優(yōu)異。中涂漆輔助車漆更好的作色，色漆則是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，清漆能提高漆面光亮與加強(qiáng)硬度。此外，光照、高溫和潮濕是引起汽車漆層老化損害的重要因素，為此汽車涂料對面漆或者說清漆的耐候性、耐高溫性、耐腐蝕性以及高硬度、耐劃傷、耐剮蹭等都有著明顯的性能要求。

電泳層性能要求和常用涂料樹脂：電泳層直接附著在白車身上，對車身有防腐保護(hù)，并為中涂層提供良好的附著環(huán)境。要求樹脂涂料性能：高附著力、高硬度、防銹、隔熱等。目前常用涂料樹脂為：環(huán)氧聚氨酯樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、醇酸樹脂類等。
中涂層性能要求和常用涂料樹脂：中涂層附著在電泳層上，加強(qiáng)車身的防腐保護(hù)，減震消音，為色漆層提供良好的附著環(huán)境，輔助車漆更好的著色。要求樹脂涂料性能：高附著力、高硬度、高親水性等。目前常用涂料樹脂為：聚酯類、醇酸類，少量使用酚醛樹脂。

色漆層性能要求和常用涂料樹脂：色漆層附著在中涂層，進(jìn)一步加強(qiáng)車身的防腐保護(hù)，并展示色相，我們看到的各種顏色就是色漆層展示出來的。要求：保光、保色、光亮、耐候等。目前常用涂料樹脂為：聚酯類、丙烯酸、聚酯丙烯酸相互改性。

清漆層性能要求和常用涂料樹脂：清漆層附著在色漆層，進(jìn)一步加強(qiáng)車身的防腐保護(hù)，并保護(hù)色漆層不受微小的刮擦，使顏色更透亮，減緩?fù)噬F(xiàn)象。要求樹脂涂料性能：高耐候性、耐高溫性、耐腐蝕性以及高硬度、高透光率、耐劃傷、耐剮蹭等。目前常用涂料樹脂為：丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂，或幾種交叉改性。

聚硅氮烷，一種以Si—N為重復(fù)主鏈的有機(jī)無機(jī)雜化聚合物，結(jié)構(gòu)中含有硅、氮和碳三種元素，硅氮樹脂不但具有硅的電學(xué)、熱導(dǎo)、力學(xué)性能，還具有氮化硅良好的高絕緣性和耐磨、耐腐蝕性。有機(jī)硅氮樹脂高溫條件下可轉(zhuǎn)化為SiCNO、SiCN或二氧化硅陶瓷等無機(jī)化合物，固化后硬度可達(dá)8H以上，耐受溫度可達(dá)1800℃以上，具有良好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性質(zhì)以及絕緣、耐高溫、耐腐蝕、高硬度、紫外線透明、阻燃、隔熱等屬性。而聚硅氮烷與底材以O(shè)H共價(jià)鍵的形式結(jié)合，賦予硅氮樹脂與金屬為主的絕大多數(shù)底材優(yōu)異的附著力。

此外，硅氮樹脂作為一種新型尖端的耐高溫涂料成膜物，可以滿足工業(yè)和維護(hù)涂料200℃-1000℃不等的中高溫使用工況要求，還有硅氮樹脂長期維護(hù)﹥120℃以上水接觸角的疏水和低于10℃水接角的親水特性。其應(yīng)用正逐漸從特殊的航空航天領(lǐng)域擴(kuò)展至建筑涂料、工業(yè)涂料、維護(hù)涂料等多個(gè)領(lǐng)域。

從環(huán)氧、聚氨酯、丙烯酸樹脂到聚硅氮烷樹脂性能對比，

探尋國產(chǎn)汽車涂料“knowhow”和性能升級

聚硅氮烷，因其各種優(yōu)異的物理和化學(xué)特性。近年來，聚硅氮烷作為一種替代、改良升級傳統(tǒng)材料的新型尖端成膜物，成為外資涂料企業(yè)“knowhow”重要的組成部份。因?yàn)?，硅氮樹脂中的氮元素是很不易有化學(xué)反應(yīng)呈化學(xué)惰性的氣體。硅氮樹脂可不與硅氮烷中的化學(xué)鍵（Si-N、N-H、H）發(fā)生反應(yīng)，并與任何不與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的樹脂冷混合，進(jìn)而提升相關(guān)性能，無須添加過多的溶劑或無須溶劑而影響涂層性能。

甘當(dāng)硅氮烷產(chǎn)業(yè)發(fā)展“催化劑”，為客戶創(chuàng)新需求提供領(lǐng)先產(chǎn)品和技術(shù)向?qū)У闹泄栊虏牧希ㄈ荩┯邢薰緢F(tuán)隊(duì)，正以摘取硅氮烷化工領(lǐng)域皇冠上明珠精神，創(chuàng)造聚硅氮烷樹脂技術(shù)運(yùn)用的無限可能。加快推進(jìn)聚硅氮烷樹脂在軍民兩用領(lǐng)域的汽車涂料等工業(yè)涂層、維護(hù)涂料、陶瓷基和樹脂基前驅(qū)體、復(fù)合材料、密封膠粘劑和大量環(huán)氧樹脂、聚酯、氨基、丙烯酸、聚氨酯樹脂等改性材料的應(yīng)用研究。為徹底打破聚硅氮烷國外禁運(yùn)卡脖子，早日實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)化替代，積累中國式現(xiàn)代化的工業(yè)涂料“knowhow”,貢獻(xiàn)中硅新材料泉州方案，提供前、中、后期應(yīng)用研究成果，制備工藝解決方案乃至各種聚硅氮烷應(yīng)用配方支持。

實(shí)現(xiàn)汽車涂料等中高端工業(yè)涂料的國產(chǎn)替代，需要中國眾多國產(chǎn)涂料品牌企業(yè)共同努力和科技創(chuàng)新意識，只有堅(jiān)持以科技創(chuàng)新為根本，上下游產(chǎn)品技術(shù)要素緊密對接，“產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)”協(xié)作融合發(fā)展，持續(xù)推進(jìn)國內(nèi)涂料性能轉(zhuǎn)型升級，才能積淀中國式現(xiàn)代化的工業(yè)涂料”knowhow”,提升國產(chǎn)涂料品牌產(chǎn)品的國際競爭力。雄關(guān)漫道真如鐵,而今邁步從頭越。只有筑牢科技創(chuàng)新的根本，才能體會勇攀高峰的喜悅。