产学研合作,华昌聚合物新篇章

 先进树脂基复合材料(ACM)是以高性能树脂为基体,碳纤维等高性能纤维为增强材料,通过复合工艺制备而成的复合材料。和传统钢、铝材料相比,具有轻质、高强、耐腐蚀、耐高温、耐疲劳、可设计、易加工成型等特性,广泛应用在航空航天、风电叶片、轨道交通、新能源汽车、电子工业、土木工程、化工石油、医疗器械等领域。先进复合材料的应用,能够减轻结构重量的30%左右,在提高装备性能的同时,还能降低制造和运营成本。目前一个或地区的复合材料工业水平,已成为衡量其科技与经济实力的标志之一。高性能树脂基体对于先进复合材料亦必不可少,没有高性能树脂,仅有碳纤维,发展先进复合材料仍是空中楼阁。树脂基体在很大程度上决定了复合材料的使用温度、耐湿热性能、耐环境性能和综合力学性能,同时对复合材料的制造方法、成型工艺也产生重要影响,因此高性能树脂基体的研究是复合材料研究的一个重要方向。
 
近日,由华东理工大学华昌聚合物有限公司承担的 “高性能材料生产基地” 技术改造项目(总投资2.6亿元)顺利通过验收。通过技术改造,新增产能13500吨/年,其中包括10500吨/年高性能环氧树脂,2000吨/年聚砜树脂,1000吨/年吸附树脂。
 
1 转型升级,完善产品体系
 
2008年华昌公司一期项目“华东理工大学批启动以产顶进树脂类产品中试、研发、产学研基地项目”3个聚合物新材料车间正式投产,包括20000吨/年乙烯基酯树脂,30000吨/年不饱和聚酯树脂,5000吨/年重防腐蚀涂料,3000吨/年胶粘剂产能,产品主要应用于玻璃钢储罐、管道、钢铁、有色、造纸、氯碱、化纤、化工石油等防腐蚀领域。此次技改项目高性能环氧树脂主要应用于航空航天、新能源、轨道交通、新能源汽车、船舶舰艇、化工石油、医疗器械等高端装备领域;聚砜树脂主要用于电子电器、食品和日用品、汽车、航空、医疗等部门;大孔吸附树脂主要用于生物医药、分析化学等领域。
 
 
 
本技改项目拓展丰富了华昌聚合物新材料的内涵,产品从玻璃钢树脂转型为先进复合材料基体树脂,从热固性树脂扩充到热塑性树脂,应用领域从传统的防腐蚀工程拓宽到航空航天、国防军工、新能源装备、交通运输、海洋船舶等,对华昌公司转型升级具有重要意义。
 
2  对标国际先进,突破产业瓶颈,提升技术水平
 
10500吨/年高性能环氧树脂:采用了薄膜脱溶、分子蒸馏、废水闭路循环等多项环氧树脂先进生产技术新装置,采用DCS自动化控制和ESD紧急停车装置,自主开发的醚化催化体系及环化反应工艺条件,生产过程技术先进、控制合理,产品品质稳定,整体水平与多官能团环氧树脂生产商相当,达到国际先进水平,在航空航天、国防军工等碳纤维复合材料领域占有率高,又可用于电力电缆、风电及新能源汽车、电子元件封装、覆铜板、功能粉末涂料、电工浇注、石油天然气勘探等民用领域。随着碳纤维及其复合材料蓬勃发展,多官能团环氧树脂的应用越来越广泛。
 
特种树脂车间
 
 
2000吨/年聚砜树脂:华昌公司针对聚砜合成工艺路线存在的 “痛点”,对聚合、提纯、塑化工艺、原位反应加工技术进行了改进,控制反应平缓稳定、分子量分布均匀、比浓粘度增长平稳,解决了国产聚砜塑化加工过程中的严重异味问题。釆用沉降分离盐工艺,既解决了长期制约聚砜质量提高的纯化问题,又解决了盐排放的环境问题。釆用符合FDA要求的稳定剂,避免了聚砜高温塑化过程中的热氧降解和黄变。生产工艺及产品达到国内水平。
 
聚砜树脂车间

 
1000吨/年吸附树脂:开发的大孔色谱填料比表面积高达957.4m2/g,孔容1.83m3/g,平均孔径76.3Å,孔结构及分离性能与国外先进产品XAD-16相当。经科学院上海科技查新咨询中心检索产品性能达国际先进水平。经江苏南通华康甜菊糖、齐鲁安替制药、华北制药等企业使用表明,树脂具有强度高、吸附容量大、选择性好、易于洗脱、回收率高等优点,达到国外进口树脂性能指标,完全能替代国外进口树脂。
 
吸附树脂车间
 
3  产学研用结合,提高成果转化能力
 
作为华谊集团下属企业,华昌公司以市场为导向,与华东理工大学、东华大学、中科院化学所开展多层次的产学研用合作,实现“多品种、小批量”聚合物新材料产业化,坚持走“专精特新”小巨人企业发展之路。通过本项目建设,形成了完整的质量、环境、职业健康安全管理体系的6个聚合物新材料车间(环氧乙烯基酯树脂、功能涂料、核纯胶粘剂、特种环氧树脂、聚砜树脂和有机硅与吸附树脂车间)。基地创造了危化品生产的良好基础条件,大大节约了“科技成果工程放大必须的安全、环保运营费用”,为军民两用“多品种、小批量”特种聚合物新材料的成果转化提供了保障。
 
 
对标国际先进水平,华昌公司“高性能材料生产基地”的建设,将加快高性能树脂材料及应用技术研发,使产品向系列化、差异化、精细化、高端化发展。满足不同客户对产品的需求,加快升级换代和增强综合实力,构筑企业新的竞争优势。同时,高性能材料生产基地将成为碳纤维复合材料配套基体树脂等产品在国内的示范装置,为下游应用企业提供庞大的数据库,也将有力支撑相关行业的技术改造和产品更新换代,有利于延伸产业链,为华昌公司的可持续发展打下坚实的基础。
 
 
本项目的建设打破国外制造商对我国高性能树脂及其复合材料预浸料行业的长期垄断,满足国内日益增长的巿场需求,弥补关键原材料产业链。项目建成投产后可替代价格昂贵的进口材料,为航空航天、新能源汽车、建筑桥梁、交通运输、风电叶片、电力电子等领域提供国产高性能树脂,推动相关行业整体产业化水平提升。