社会力量奖
高性能木质素基阻燃建筑保温材料工业化生产关键技术
时间:2023-03-29 来源: 文字: 图片: 编辑:kxyj 点击:
主要完成人员:胡立红 唐晓君 张 猛 孙志武 薄采颖 周永红 贾普友 刘承果 冯国东 潘 政
主要完成单位:中国林业科学研究院林产化学工业研究所 营口象圆新材料工程技术有限公司 山东北理华海联合复合材料股份有限公司
项目起止时间:2013-2018年
获  奖  情  况 :2019年第十届梁希林业科学技术进步奖二等奖

随着我国社会经济发展和人民生活水平的提高,人们对纸张的需求日趋旺盛,由此产生大量的工业造纸废弃物木质素,目前只有不到10%的木质素磺酸盐和不到1%的碱木质素得到有效利用。现有的木质素改性发泡酚醛树脂粘度大活性低,无法与发泡树脂充分共混,更达不到工业化流水线生产所必须的低粘度和高活性树脂要求。项目针对木质素改性酚醛泡沫现存的技术瓶颈开展关键技术攻关,取得了多项创新技术成果并获得产业化应用。本项目技术属于建筑保温材料领域,是实现国家十三五重点强调的节约型社会的一个重要方面。项目成果对推动实施国家节能、林纸和生物燃料乙醇行业产业升级具有十分重要的意义。

本项目开展了不同来源木质素绿色定向液化解离机理、弱碱复合物催化行为、表面活性剂对气泡发生和形成的作用机制、酯类固化剂对泡沫固化作用规律等研究,创新了木质素改性酚醛泡沫制备技术,开发了木质素降解为C3小分子酚类化合物形成技术、高选择性催化加成技术、高邻位低粘度木质素改性发泡树脂制备等关键技术,开发了工业化流水线发泡用阻燃酯类固化剂制备技术。在此基础上,集成创新了具有自主知识产权的高性能木质素改性酚醛泡沫生产技术,并成功实现了产业化。项目主要利用木质素的酚类结构单元,通过绿色定向液化解离为C3小分子酚类化合物,与甲醛反应活性提高50%以上,降解副产物为水,不经任何分离提纯直接与苯酚和多聚甲醛进行高邻位加成缩聚,整个过程无任何污染,没有废水产生。此方法降解的工业造纸木质素制备的改性酚醛泡沫导热系数达到0.021W/(m·K)(密度43kg/m3),拉拔强度达到0.1MPa以上,达到出口韩国板材水平。与国内外同类技术相比,木质素绿色定向液化解离过程能耗降低40%以上,工艺简单,操作方便安全,此工艺可以替代20%石化原料苯酚,大大节约了企业生产成本。获授权发明专利8件、实用新型专利15件,发表学术论文64篇。

项目实施期间,项目组利用创新技术成果,改造了酚醛泡沫流水线6条。本项目技术实现了高性能木质素酚醛泡沫工业化流水线生产,突破了国内外木质素改性发泡酚醛树脂粘度大活性低的技术瓶颈,打破了木质素在酚醛泡沫领域无法进行工业化连续性生产的局面,有利于缓解对石化资源的依赖性、降低生产消耗、提高企业经济效益和市场竞争能力,对行业转型升级和科技进步起到了重要推动作用。根据代表性应用企业2016-2018年新增经济效益的统计,新增利润1637.1万元,新增税收545.7万元,节支总额1591万元。

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