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安徽省科学技术奖提名项目公示

一、项目名称:多元改性功能化聚对苯二甲酸乙二醇酯研发及产业化

二、提名者:合肥市科技局   提名意见:同意提名。

我国拥有6000万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)产能,因其成本低、易回收、机械加工性能佳的优势,广泛应用于服用、薄膜及工程塑料领域,但存在产品染色性能差、结构性能单一等问题,加上产品低端同质化竞争激烈,高性能PET聚酯依赖进口。为改变我国PET聚酯 “大而不强”的现状,迫切需要开展高品质功能化PET聚酯关键技术开发,实现完全国产化。

皖维高新、皖维集团自2008年开始实施该项目,完成了改性PET聚酯结构设计,攻克了多组分、高含量单体共聚改性的调控方式、系列单体对产品性能的组合调节机理,解决了功能化PET聚酯品质低、应用范围窄、生产能耗高的难题,开发出特种阳离子、水溶、阳离子易染、碱溶海岛、膜用五大系列29种产品,成功应用于低熵化深染、绿色上浆、复合纺制超细旦纤维、功能性薄膜等领域,同时创新过热蒸汽循环换热技术及钛系催化剂应用技术,促进聚酯行业绿色发展,项目生产技术处国内领先、国际先进水平。

通过该项目实施,获得发明专利5项,实用新型专利12项,省级新产品4个,省、市QC活动成果一等奖各1项,省质量信得过班组一等奖1项;主持制定行业标准1项。近三年实现销售收入11.83亿元,利润1.68亿元,打破了功能化PET聚酯长期依赖进口的现状,推动了我国功能PET聚酯生产技术进步。

三、项目简介:

我国拥有6000万吨聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)产能,常规产品主要采用连续式生装置,产能大、成本低,广泛应用于服服饰、薄膜、瓶片及工程塑料领域,但用于阳离子深染印花超仿棉、超细旦纤维纺制、耐久阻燃、绿色上浆、功能性薄膜等特殊领域高性能PET聚酯产品市场仍然短缺,部分品种依赖进口因此,迫切需要突破PET聚酯多元改性关键技术,开发功能化产品,满足市场需求。 

皖维公司自2008年开始实施该项目,目前已完成了功能化PET聚酯结构设计,攻克了多组分、高含量单体共聚改性的调控方式,揭示了系列单体对产品性能的组合调节机理解决了常规PET聚酯染色能耗高、服饰舒适性差、阻燃功能、不溶于水热收缩率低等难题,开发出特离子(HCDP)阳离子ECDP海岛(COPET)、水溶(WSPET)、膜用五大系列29品种,技术水平国内领先。过程创新点如下: 

1.根据不同功能需求进行PET聚酯结构设计,发展了多组分、高含量共聚反应体系实现了PET聚酯共聚物组分序列结构的精准定位

 探究出间苯二甲酸-5-磺酸钠、聚乙二醇5不同的芳香族和脂肪族二元酸、二元醇改性单体对产品性能的作用机理,并依此设计出大系列产品结构模型,研究出改性单体含量范围为2.4%~35%,最终实现了改性单体PET聚酯共聚物组分序列结构中精准定位赋予了产品多功能特性。  

2.采用改性单体预酯化及组合式高效分散技术,解决了单体均匀分散难题;优化缩聚反应工艺,强化预缩聚过程,实现熔体快速脱挥提高了聚酯链结构的一致性。

针对不同改性单体活化能差异通过预酯化工艺调控其竞聚率针对改性单体与预聚体(BHET相容性差,采用组合式高效分散技术强化穿插混合效果,抑制单体自聚;针对生产过程中乙二醇大量冗余,优化预缩聚真空度与温度的匹配,实现熔体快速脱挥,确保终缩聚反应效果聚酯链结构的一致性,极大改善产品应用性能

3. 开发钛系催化剂复合配位体系实现选择催化应用创新能方式,实现绿色制造

针对锑系催化剂存在的诸多问题通过研究PET聚酯用钛系催化剂作用机理,建立高效钛系催化剂复配体系,提高其反应选择性,抑制副反应,解决了常规钛系催化产品色泽泛黄、杂质多难题;创新集成国内首套热媒高效换热技术,年综合能耗下降27%,实现能源梯度利用

项目得授权发明专利5实用新型专利12省级新产品3主持制定行业标准1;开发出多元改性关键技术拓展了PET聚酯功能化应用领域,推动了行业技术进步;近三年实现销售收入11.74亿元,创利1.68亿元,经济社会效益显著

四、客观评价:

1、知识产权

获授权国家发明专利5项,实用新型专利12项;主持制定行业标准FZ/T 51012-2016认定安徽省新产品3

2科技成果评价

202065,安徽工业经济联合会科技成果评价中心组织专家对皖维公司“多元改性功能化聚对苯二甲酸乙二醇酯研发及产业化”科技成果进行评价。评价意见:本项目依据不同领域的功能需求进行聚对苯二甲酸乙二醇酯结构设计,发展了多组分、高含量共聚反应与催化体系,实现共聚物组分序列结构的精准定位与调控;研发了分步缩聚反应工艺和专用设备,强化预缩聚反应过程,解决了熔体快速脱挥和均匀分散等难题;自主设计了组合式高效分散装备,提高聚酯链结构的有序性;研发国内首套过热蒸汽循环换热装置,显著降低了产品生产能耗。

专家组一致认为,该项目成果技术水平国内领先(附件2.2.9

3、新产品鉴定

20141028安徽省经信委组织专家对大有光低熔点聚酯切片新产品进行鉴定。鉴定意见:项目产品通过改性单体的引入,采用直接酯化法得到低熔点的共聚聚酯。产品研发过程中通过配方设计、催化体系选择和工艺优化,得到的产品熔点<100℃,具有自粘性等特性,并获得实用新型专利三项,生产技术和产品性能处于国内领先水平(附件2.2.5)。

20141028安徽省经信委组织专家对 “特种阳离子聚酯切片新产品进行鉴定。鉴定意见:产品通过间苯二甲酸二甲酯-5-磺酸钠等功能单体的引入,采用直接共聚酯化法制得。产品在功能单体选择、聚合工艺与后处理工艺上进行了创新与优化,实现了产品的低温染色、抗起球和抗静电等优良特性。项目获得国家发明专利件,产品技术水平国内领先(附件2.2.6)。

2016628安徽省经信委组织专家对海岛碱溶聚酯切片新产品进行鉴定。鉴定意见:产品通过配方设计、改性单体引入、催化体系选择和工艺优化,经直接酯化法生产出海岛碱溶聚酯切片。产品具有碱性易溶解、与各种纤维相容性好、低自粘性等特性,可广泛用于仿真丝织物、人造革等领域,相关技术获得国家发明专利1件,综合技术水平国内领先(附件2.2.7)。

202065日,安徽工业经济联合会科技成果评价中心组织专家对 “WW-4005热收缩膜用聚酯切片”进行鉴定。鉴定意见:设计间苯二甲酸和新戊二醇组合式改性单体,采用复配性助剂,通过分步打浆、酯化等工艺,生产出热收缩膜用聚酯切片。产品色泽优异、熔程短、热收缩率稳定、一致性好,在配方设计方面具有创新性,相关技术已获授权发明专利1项,技术水平国内领先。(附件2.2.8)。

4、查新结论

2019424日,安徽省科学技术情报研究所对皖维公司基于有机无机杂化钛系催化剂的高品质特种阳离子聚酯树脂的产业化项目科研成果开展技术查新,其查新结论是:本课题所研究的钛系催化剂开发及应用于特种阳离子聚酯的产业化研究,采用东华大学研发的尺度片状钛系聚酯催化剂在酯化一釜在线添加,采用管道在线添加高含量(12%,常规2.5%)改性单体间苯二甲酸-5-磺酸钠,并与动、静态混合器相结合的方法,这在检测报告中的相关文献中未见其他单位有相同内容的报道(附件2.2.1)。

2020528日,安徽省科学技术情报研究所对功能性PET聚酯产品的开发及产业化应用项目科研成果开展查新工作,其查新结束是:本课题所研究的共聚改性技术、在线注射添加技术、热媒高效换热技术,在检索到的国内文献中未见其他相同内容的报道(附件2.2.2)。

202061日,安徽省科学技术情报研究所对“WW-4005热收膜膜用聚酯切片新产品开展技术查新工作,其查新结论是:本课题所研究的共聚改性技术、在线注射添加技术、热媒高效换热技术,在检索到的国内文献中未见其他相同内容的报道(附件2.2.3)。

5、第三方检测报告及购销项目产品合同

2019220国家棉印染产品质量监督检验中心出具了项目产品特种阳离子-EF聚酯切片检测报告(编号:19WJ05516-B01),结论为:特性粘度0.374dL/g、熔点203℃、端羧基含量73.8mol/t、色度b3.2、凝集粒子1.6/mg、水分0.13%、异状切片0%二甘醇含量3.94%所检项目符合标准Q/WW02.022-2019

202061国家棉印染产品质量监督检验中心出具了项目产品WW-4005热收缩膜用聚酯切片检测报告(编号:20WH014128-B02,结论为:水分0.2%,色度b3、端羧基含量19mol/t、凝集粒子0.9/mg、异状切片0.06%、二甘醇含量1.51%。所检项目符合标准Q/WW02.026-2020。

可根据客户需求生产不同品种功能PET聚酯,附购销合同(附件1.2.1)。

五、应用情况:

项目关键技术已在皖维公司实现产业化,形成年产4万吨多元改性功能化PET聚酯产能品种数量全国领先,先后开发出五大系列29个品种,拓展了产品高端应用领域。

项目五大系列产品得到下游客户的普遍认可,其中特种阳离子系列产品市场占有率90%,产品仿毛效果好,吸湿性高,可纺制毛条或羊毛混纺,阳离子深染性能优异,可实现同浴染色。水溶系列产品通过深度均匀共聚改性,产品在上浆过程中形成稳定的O/W型乳液具有高渗透性,目前皖维成为市场高密细旦涤纶长丝上浆原料唯一生产厂家。ECDP系列产品具有染色印花性能优越、可纺性好、强度高、耐磨性好、回弹性能适中等优点,广泛用于BCF高档印花地毯、FDY高性能服装面料。海岛系列产品具有海相-岛相低配比、两相界面清晰、易开纤,纺制超细旦纤维的唯一来源,因生产技术复杂皖维是国内中黏度海岛唯一生产企业。膜用系列产品中亚光膜成功实现了二氧化硅的高含量添加及粒径控制,质量大幅提升,广泛用于热转移印花膜载体;热收缩膜各项关键指标与进口产品相当,用于高档包装,实现进口替代。

近三年,项目累计生产多元改性功能化聚酯产品12.28万吨,实现销售收入11.74亿元、创利1.68亿元。



六、主要知识产权和标准规范目录



七、项目主要完成人情况



八、主要完成单位情况

1、排名1:安徽皖维高新材料股份有限公司


2、排名2:安徽皖维集团有限责任公司


九、完成人合作关系说明

1、项目第一完成人吴福胜与第二完成人许宏平、第三完成人高申保、第四完成人孙先武、第五完成人高峰、第七完成人柳巨澜、第八完成人钱光海、第十完成人欧阳勇军共同实施“多元改性功能化聚对苯二甲酸乙二醇酯研发及产业化”项目实施,合作方式为共同立项。

2、项目第一完成人吴福胜与第三完成人高申保、第八完成人钱光海、第九完成人查从元共同开展过热蒸汽换热技术研究及产业化工作,合作方式为共同知识产权。

3、项目第二完成人许宏平与第五完成人高峰、第六完成人徐冬生、第十完成人欧阳勇军共同开展ECDP、膜用系列产品研发、产业化及推广应用工作,合作方式为共同知识产权。

4、项目第三完成人高申保与第十完成人欧阳勇军共同开展海岛系列产品研发、产业化及推广应用工作,合作方式为共同知识产权。

来源:本站   编辑:admin
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