來(lái)源:中國(guó)石化報(bào) 時(shí)間:2024-04-17 08:09
編者按
習(xí)近平總書(shū)記指出,“積極培育新能源、新材料、先進(jìn)制造、電子信息等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),積極培育未來(lái)產(chǎn)業(yè),加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力,增強(qiáng)發(fā)展新動(dòng)能”。近日,中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)公示化工新材料2023年度創(chuàng)新產(chǎn)品評(píng)價(jià)結(jié)果,中國(guó)石化7個(gè)產(chǎn)品榜上有名:北京化工研究院的高性能聚丁烯-1、V2級(jí)阻燃聚丙烯樹(shù)脂、高強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)絲土工布專用樹(shù)脂和茂金屬聚丙烯催化劑,天津石化的四元共聚聚乙烯薄膜專用料,上海院的TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料,湖南石化的機(jī)械手加強(qiáng)臂用碳纖維拉擠板環(huán)氧樹(shù)脂。本版專題介紹這些創(chuàng)新產(chǎn)品的誕生過(guò)程,敬請(qǐng)關(guān)注。
本版文圖由潘亞男 祁曉嬌 蔡蕾蕾 肖田鵬飛 白 瑜 彭 展 何 潔 李恒玉 付 松 李 慧 馮梓健 陳江波 王興國(guó) 張紀(jì)貴 俸艷蕓 范國(guó)強(qiáng) 提供
高性能聚丁烯-1
產(chǎn)品名片:
高性能聚丁烯-1是一種高端聚烯烴材料,具有優(yōu)異的耐蠕變性、耐應(yīng)力開(kāi)裂性和沖擊性能,被譽(yù)為“塑料中的黃金”,在諸多領(lǐng)域都有良好的應(yīng)用。由高性能聚丁烯-1制備的管材綜合性能優(yōu)異,可在90~95攝氏度的較高溫度下長(zhǎng)期使用,耐腐蝕、不結(jié)垢,靜音效果好,壽命可達(dá)50年以上。
攻關(guān)歷程:
由于國(guó)內(nèi)缺乏同類均相本體烯烴聚合工藝技術(shù),相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品壁壘未被打破,國(guó)內(nèi)高性能聚丁烯-1技術(shù)和產(chǎn)品長(zhǎng)期被國(guó)外封鎖和壟斷。北化院以滿足國(guó)家需求為導(dǎo)向,充分發(fā)揮新材料領(lǐng)域大兵團(tuán)作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì),組建聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。從2010年開(kāi)始,在聚丁烯-1構(gòu)效關(guān)系基礎(chǔ)理論研究、高性能催化劑技術(shù)、均相本體烯烴聚合技術(shù)、聚丁烯-1高端產(chǎn)品、聚合物深度脫揮技術(shù)等方面,攻克多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)難題,形成工藝包,并與鎮(zhèn)海煉化、SEI(工程建設(shè)公司)、華東理工大學(xué)和青島安工院聯(lián)合攻關(guān),共同推進(jìn)完成高性能聚丁烯-1成套技術(shù)在鎮(zhèn)海煉化的落地實(shí)施。
最新進(jìn)展:
2021年8月,鎮(zhèn)海煉化采用高性能聚丁烯-1技術(shù)建成聚丁烯-1工業(yè)示范裝置。2022年2月,裝置開(kāi)車成功,標(biāo)志著中國(guó)石化在高端合成新材料領(lǐng)域取得重大突破,成為全球第四家、國(guó)內(nèi)第一家具備連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)高性能聚丁烯-1產(chǎn)品能力的企業(yè)。目前,北化院攻關(guān)團(tuán)隊(duì)已利用該裝置開(kāi)發(fā)出均聚和無(wú)規(guī)共聚兩類共9個(gè)高性能聚丁烯-1牌號(hào),并在管材、易撕膜/易揭膜、改性等領(lǐng)域應(yīng)用推廣,累計(jì)申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利28件(已獲授權(quán)10件)及中國(guó)石化專有技術(shù)8項(xiàng)。
四元共聚聚乙烯薄膜專用料
產(chǎn)品名片:
四元共聚聚乙烯薄膜專用料是一種含有較多α-烯烴的線型低密度聚乙烯,由乙烯與1-丁烯、1-己烯、1-辛烯共聚合成,密度低、結(jié)晶度小,除優(yōu)異的抗沖擊性、良好的柔性和彈性外,具有超高透明性,被命名為多元共聚新材料,廣泛應(yīng)用于汽車等交通工具內(nèi)飾改性、特種密封、復(fù)合包裝膜、低溫冷凍包裝、光伏膠膜等領(lǐng)域。
攻關(guān)歷程:
2023年7月,天津石化采用新型催化劑、新工藝和新的聚合操作,成功研發(fā)生產(chǎn)出四元共聚聚乙烯新產(chǎn)品PE-LF131-8,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,進(jìn)一步提升了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
天津石化利用自主研發(fā)的氣液法流化床聚乙烯工藝成套技術(shù),在聚乙烯裝置生產(chǎn)四元共聚聚乙烯產(chǎn)品,在國(guó)內(nèi)尚屬首家。研發(fā)過(guò)程中,天津石化和浙江大學(xué)合作,根據(jù)小試結(jié)果計(jì)算出工業(yè)操作參數(shù),對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)透明性進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),經(jīng)過(guò)精心調(diào)整操作,最終實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。與傳統(tǒng)聚乙烯產(chǎn)品相比,四元共聚聚乙烯產(chǎn)品不僅具有高強(qiáng)度、高柔軟性等,而且具有更高的透明性,吹膜霧度值大幅下降,膠膜透光率大幅度提高至85%以上,技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)跑水平。
最新進(jìn)展:
為滿足市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品不同性能指標(biāo)的更高要求,天津石化技術(shù)人員不斷探索四元共聚聚乙烯產(chǎn)品多元化發(fā)展,確定新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)四元共聚品牌系列化。
天津石化聚烯烴新品研發(fā)團(tuán)隊(duì)與化銷華北密切配合,深入目標(biāo)客戶實(shí)地走訪調(diào)研。首批四元共聚聚乙烯新產(chǎn)品已于去年9月送至下游客戶,產(chǎn)品憑借優(yōu)異的性能得到客戶認(rèn)可,創(chuàng)造了良好效益。今年以來(lái),天津石化已累計(jì)銷售96噸PE-LF131-8產(chǎn)品。下一步,他們將根據(jù)客戶需求,持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品參數(shù),在產(chǎn)品密度、強(qiáng)度指標(biāo)上進(jìn)行升級(jí),提升競(jìng)爭(zhēng)力。
V2級(jí)阻燃聚丙烯樹(shù)脂
產(chǎn)品名片:
V2級(jí)阻燃聚丙烯樹(shù)脂是一款通過(guò)在線阻燃改性工藝生產(chǎn)的功能性產(chǎn)品,賦予聚丙烯樹(shù)脂不易燃燒的屬性,主要應(yīng)用在汽車內(nèi)飾、電子電器、衛(wèi)浴家具等領(lǐng)域,其制品具有較好的防火安全性能,能夠滿足下游客戶需求。
攻關(guān)歷程:
阻燃聚丙烯傳統(tǒng)生產(chǎn)方式是下游樹(shù)脂改性企業(yè)對(duì)聚丙烯樹(shù)脂進(jìn)行二次加工改性,原料生產(chǎn)與阻燃劑添加相互獨(dú)立,存在阻燃劑在聚丙烯基體中分散效果不佳、阻燃效率降低、產(chǎn)品綜合性能衰減等問(wèn)題。北化院科研團(tuán)隊(duì)自2021年起著手開(kāi)展在線生產(chǎn)阻燃樹(shù)脂研究工作,通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化確定阻燃聚丙烯配方,憑借中國(guó)石化樹(shù)脂生產(chǎn)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì),將阻燃改性引入聚丙烯生產(chǎn)線,并解決了阻燃助劑與生產(chǎn)助劑匹配性、阻燃助劑包成型等問(wèn)題,成功開(kāi)發(fā)出V2級(jí)阻燃聚丙烯樹(shù)脂。
最新進(jìn)展:
應(yīng)用北化院在線阻燃改性技術(shù)生產(chǎn)的V2級(jí)阻燃聚丙烯樹(shù)脂,可直接在生產(chǎn)企業(yè)的裝置上完成阻燃改性,最大限度保留了樹(shù)脂的基礎(chǔ)性能,具有更高的阻燃效率,同時(shí)省去了在樹(shù)脂改性企業(yè)的二次加工環(huán)節(jié),降低了生產(chǎn)企業(yè)的成本。目前,V2級(jí)阻燃聚丙烯樹(shù)脂已在華南某石化企業(yè)批量生產(chǎn),并供給下游衛(wèi)浴制品生產(chǎn)企業(yè)試用,產(chǎn)品性能已達(dá)到客戶要求,具有成本優(yōu)勢(shì)。
TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料
產(chǎn)品名片:
TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料是一種高阻隔性熱塑性聚乙烯醇樹(shù)脂產(chǎn)品。與現(xiàn)有高氧氣阻隔產(chǎn)品相比,TPVA-OBP?樹(shù)脂產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯,可直接熱塑加工,滿足吹膜、流延膜、多層共擠、吸塑等加工成型方面的應(yīng)用要求,解決了現(xiàn)有PVA(聚乙烯醇)薄膜溶液流延方法生產(chǎn)效率低、能耗高、不能生產(chǎn)多層膜的問(wèn)題,加工性能優(yōu)異的同時(shí)能夠降低阻隔包裝材料成本。由其制備的薄膜制品氧氣阻隔性能高,強(qiáng)度、韌性高,抗撕裂性能好,可熱封且熱封強(qiáng)度高,在阻隔包裝方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),可用于食品包裝、化學(xué)品包裝、農(nóng)業(yè)和工業(yè)包裝等領(lǐng)域。
攻關(guān)歷程:
上海石油化工研究院采用自主研發(fā)的連續(xù)熱塑化工藝,克服PVA的熱塑化及薄膜加工成型等困難,開(kāi)發(fā)出具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)和新產(chǎn)品,其生產(chǎn)工藝路線為全球首創(chuàng)。上海院經(jīng)過(guò)小試研究,確定技術(shù)路線和工藝參數(shù),對(duì)產(chǎn)品關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān),通過(guò)與寧夏能化通力合作,最終實(shí)現(xiàn)TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料的穩(wěn)定生產(chǎn)。TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料不僅具有力學(xué)性能好的優(yōu)勢(shì),而且氧氣透過(guò)率達(dá)0.94立方厘米/平方米·24小時(shí)·標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,處于行業(yè)領(lǐng)先水平。2021年,寧夏能化采用上海院技術(shù)成功量產(chǎn)TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料新產(chǎn)品并投放市場(chǎng),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域空白。
最新進(jìn)展:
上海院通過(guò)與寧夏能化、化銷公司密切合作,將TPVA-OBP?阻隔應(yīng)用材料成功應(yīng)用于食品包裝膜、化妝品包裝盒和軟管、化學(xué)品容器等氧氣阻隔應(yīng)用領(lǐng)域。下一步,上海院將根據(jù)客戶需求持續(xù)改進(jìn)產(chǎn)品性能,進(jìn)一步提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
高強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)絲土工布專用樹(shù)脂
產(chǎn)品名片:
土工布是一種以聚合物纖維為原料,通過(guò)熱壓、針刺或編織等工藝制成的透水性合成材料,在基礎(chǔ)建設(shè)中起到加筋、防護(hù)和反濾等作用,能有效保護(hù)地基,加強(qiáng)其穩(wěn)定性及耐開(kāi)裂性,還可以有效防止水土流失,廣泛應(yīng)用在高鐵、高速公路、機(jī)場(chǎng)、隧道、堤壩及“海綿城市”建設(shè)等領(lǐng)域。土工布的應(yīng)用被譽(yù)為“巖土工程革命”。高強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)絲土工布專用樹(shù)脂具有更為優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度、耐生物、耐酸堿穩(wěn)定性,服役壽命更長(zhǎng)。
攻關(guān)歷程:
聚丙烯長(zhǎng)絲土工布對(duì)原料質(zhì)量要求高,長(zhǎng)期依賴國(guó)外進(jìn)口。北化院聯(lián)合濟(jì)南煉化、化銷華北,瞄準(zhǔn)客戶進(jìn)口料替代需求,充分發(fā)揮產(chǎn)銷研用一體化優(yōu)勢(shì),聚力攻關(guān)高強(qiáng)聚丙烯土工布專用樹(shù)脂國(guó)產(chǎn)化替代難題。針對(duì)下游客戶需求,產(chǎn)銷研三方聯(lián)合探討開(kāi)發(fā)方向、助劑配方和生產(chǎn)控制參數(shù),針對(duì)催化劑組成與結(jié)構(gòu)對(duì)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)與性能的控制、生產(chǎn)裝置全流程等方面展開(kāi)全方位深入研究,成功開(kāi)發(fā)適配的改進(jìn)型DQS-01催化劑,并開(kāi)發(fā)出適于不同土工布生產(chǎn)工藝的樹(shù)脂新牌號(hào)YU28G和YU18D,產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗拉伸強(qiáng)度和韌性。
最新進(jìn)展:
目前,高強(qiáng)聚丙烯長(zhǎng)絲土工布專用樹(shù)脂已成功生產(chǎn)出系列克重級(jí)的聚丙烯長(zhǎng)絲針刺紡黏土工布產(chǎn)品,可紡性好、強(qiáng)力高,已投入市場(chǎng)應(yīng)用,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)樹(shù)脂原料的空白,大幅提升了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈的自主性和穩(wěn)定性,助推國(guó)內(nèi)相關(guān)土木工程高質(zhì)量發(fā)展。
茂金屬聚丙烯催化劑
產(chǎn)品名片:
采用茂金屬催化劑制備的聚丙烯擁有獨(dú)特的鏈結(jié)構(gòu),除了具備傳統(tǒng)聚丙烯的優(yōu)點(diǎn),還兼具析出物含量低、氣味低、透明性好、光澤度高、耐輻照性能好等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用在纖維、無(wú)紡布的生產(chǎn)制造,如口罩、過(guò)濾材料、醫(yī)療器械及包裝、高端精密產(chǎn)品包裝、汽車部件等領(lǐng)域。
攻關(guān)歷程:
茂金屬聚丙烯催化劑及生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外公司掌握。北化院是國(guó)內(nèi)最早從事茂金屬聚丙烯催化劑和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的科研機(jī)構(gòu)之一。2012年,北化院茂金屬聚丙烯催化劑制備技術(shù)小試研究取得進(jìn)展,采用獨(dú)特的載體處理技術(shù)及負(fù)載、活化工藝,解決了負(fù)載催化劑穩(wěn)定性等關(guān)鍵問(wèn)題。2020年,該催化劑在連續(xù)釜式工藝聚丙烯中試裝置上成功應(yīng)用,聚合過(guò)程中無(wú)結(jié)塊、堵塞問(wèn)題,生產(chǎn)的聚丙烯顆粒均勻、不發(fā)黏、細(xì)粉含量低。2021年,該催化劑在青島石化間歇本體聚丙烯生產(chǎn)裝置上成功應(yīng)用,驗(yàn)證了其具有良好的穩(wěn)定性和雜質(zhì)耐受性。2022年,該催化劑在揚(yáng)子石化Hypol聚丙烯裝置和中原石化環(huán)管聚丙烯裝置上成功應(yīng)用,用于生產(chǎn)均聚和無(wú)規(guī)共聚茂金屬聚丙烯產(chǎn)品,并開(kāi)發(fā)多個(gè)茂金屬聚丙烯產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)茂金屬聚丙烯催化劑在連續(xù)聚丙烯裝置上的首次工業(yè)化應(yīng)用。同年,北化院催化劑制備技術(shù)取得中國(guó)石化專有技術(shù)認(rèn)定。
最新進(jìn)展:
目前,該催化劑在中原石化6萬(wàn)噸/年環(huán)管聚丙烯裝置上成功開(kāi)發(fā)出多種高端茂金屬聚丙烯牌號(hào)產(chǎn)品,并在下游客戶應(yīng)用,收到良好反饋。其中,均聚茂金屬聚丙烯牌號(hào)mPPH-M110和mPPH-M150為國(guó)內(nèi)首次成功生產(chǎn),應(yīng)用在汽車部件制造領(lǐng)域,具有低氣味的優(yōu)點(diǎn),部分性能指標(biāo)已超過(guò)進(jìn)口產(chǎn)品,整體性能符合用戶要求;開(kāi)發(fā)的mPPH-Y40新樹(shù)脂牌號(hào)應(yīng)用在無(wú)紡布領(lǐng)域,性能顯著提升;mPPR-MT07產(chǎn)品透明性好,薄膜霧度低于傳統(tǒng)無(wú)規(guī)共聚聚丙烯。
機(jī)械手加強(qiáng)臂用碳纖維拉擠板環(huán)氧樹(shù)脂
產(chǎn)品名片:
機(jī)械手加強(qiáng)臂用碳纖維拉擠板環(huán)氧樹(shù)脂體系由改性環(huán)氧樹(shù)脂及改性固化劑兩部分組成。該體系與碳纖維通過(guò)拉擠成型得到工業(yè)機(jī)械臂用碳纖維復(fù)合材料。碳纖維復(fù)合材料是實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂輕量化最有效的途徑之一,可大幅提高機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的機(jī)動(dòng)性和工作效率,提升操作速度和準(zhǔn)確度,同時(shí)減輕運(yùn)動(dòng)慣性,提高機(jī)器人的本質(zhì)安全水平,解決機(jī)器人機(jī)械臂靈活性差、工作效率低等問(wèn)題。
攻關(guān)歷程:
2022年,湖南石化根據(jù)下游客戶需求,成功研發(fā)機(jī)械手加強(qiáng)臂用碳纖維拉擠板環(huán)氧樹(shù)脂體系。在研發(fā)過(guò)程中,研發(fā)團(tuán)隊(duì)突破提升環(huán)氧樹(shù)脂體系韌性和控制復(fù)合材料直線度、平面性及剛性生產(chǎn)工藝等難點(diǎn),研究環(huán)氧樹(shù)脂體系的浸潤(rùn)性、活性、生產(chǎn)溫度等因素,最終確定復(fù)合材料生產(chǎn)工藝。目前,該環(huán)氧樹(shù)脂體系已申請(qǐng)兩項(xiàng)發(fā)明專利,產(chǎn)品性能優(yōu)異,工藝匹配性好。
最新進(jìn)展:
該產(chǎn)品已在湖南石化年產(chǎn)3000噸特種環(huán)氧樹(shù)脂中試裝置實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn),目前在下游應(yīng)用的碳纖維機(jī)械臂拉擠板材已超百萬(wàn)米。隨著近年來(lái)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展,碳纖維機(jī)械臂應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓寬,作為碳纖維機(jī)械臂必不可少的特種環(huán)氧樹(shù)脂體系的市場(chǎng)需求也將增長(zhǎng),發(fā)展前景廣闊。
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