社会力量奖
松香改性木本油脂基环氧固化剂制备技术与产业化开发
时间:2023-03-13 来源: 文字: 图片: 编辑:kxyj 点击:
主要完成人员:夏建陵 聂小安 杨小华 李 梅 黄 坤 张 燕 万 厉 诸进华 陈 瑶
主要完成单位:中国林业科学研究院林产化学工业研究所 南京科技开发总公司
项目起止时间:2000-2010年
获  奖  情  况 :2013年第五届梁希林业科学技术奖二等奖

本项目属林业工程领域林产化学加工学科。利用我国丰富的林业特色生物质资源桐油及废弃植物油脂,独创性的应用计算化学理论,突破热固性高分子材料QSPR等科学问题和基本理论,创新集成油脂定向聚合、选择性加成、酰胺化及水性化等关键技术和制备工艺,研发了具有自主知识产权的生物基环保型环氧树脂与固化剂新产品并成功推广应用,实现了生物质资源和废弃资源高值化利用和节能减排的目的,显著促进了生物质产业及环氧树脂行业科技进步。

主要技术内容:①油脂结构修饰技术及对合成环氧树脂与固化剂材料性能调控机理研究。本成果利用高效催化技术,研究利用松香、丙烯酸、马来酐等物质调控、改性油脂的活性官能团和分子结构,首创了具有刚性环状松香衍生物和长链烷基脂肪酸刚柔结构融合型二元酸。为制备下游环氧树脂固化剂新材料提供理论支撑和工业化应用途径;②与环氧树脂相容性好的低温固化高强度聚酰胺固化剂制备技术与产业化开发。通过分子结构与性能关系研究,定量设计分子结构,将松香改性二元脂肪酸经F-C反应、Mannich反应、酰胺化等反应,创制了高相容性、高反应活性的耐热性聚酰胺固化剂;突破产业化关键技术,建立国内首条专用生产线。产品所有指标均达到或超过合同预定指标;制定并实施了聚酰胺固化剂企业标准1项。③脂肪醇基改性胺类水性固化剂制备技术。在国内外独创了工业脂肪酸经催化加氢、接枝聚合、酯化及高效水性化等技术,创制了水性化环氧树脂胺类固化剂,实现了环氧涂粧工艺环保化;④油脂改性制备生物质柔性环氧树脂及其在环氧结构胶与环氧沥青材料中应用研究。以无溶剂、无废水排放条件下油脂接枝改性环氧树脂的环保技术,实现了环氧树脂柔性化与功能化。建立国内首条专用生产线;开发柔性环氧体系在结构胶、灌封胶及桥梁道路用室温固化型环氧沥青材料等领域的应用技术。相关产品指标均达到或超过合同预定指标;制定并实施了相关产品企业标准2项。

本项目在国家科技支撑、国家基金等国家和省院项目的支持下,以桐油及废弃植物油脂等生物质资源开发出环氧树脂与固化剂系列产品,广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料、浇铸料、土建材料、模压材料等国民经济的各个领域,在国内外发表论文40余篇,SCI或EI收录7篇;申请并公开相关国家发明专利16项,获授权11项;培养研究生12名。建立中试生产线5条,开发新产品10余种;技术转让7项。近3年在建成的中试生产线和技术转让项目的生产线上已生产了油脂基聚酰胺固化剂、柔性环氧树脂、环氧结构胶和环氧沥青等产品1.6万多吨;产品销售收入4.043亿元,税收总额1898万元,净利润3983万元,出口创汇1076万美元,节支总额886万元。其加工需要采摘桐籽松脂等约50万吨,再经烘干、脱壳、压榨、炼制、精制等工艺,提供200万个下游产业的就业岗位,为农民增收约600万元。进一步减小CO2排放,也减少酸雨气体SO2和总悬浮颗粒物的排放量,同时还减少了废水排放,对利用可再生资源发展精细化学品起到积极示范作用,为实现林业资源的环境友好综合利用、可持续发展及山区农民脱贫致富创造了良好条件。

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