研究系统
高性能聚合物与绿色化工联合研发中心

   依托绿色催化与高端化工材料研究中心,联合万华化学集团有限公司共同建设。将紧跟国际先进产业发展热点,瞄准国际化工新材料技术发展前沿,重点开发新型聚氨酯、特种工程塑料、高性能聚烯烃、高附加值有机硅和新型高效分离膜五大材料,为航天军工、新一代信息技术、高端装备、新能源汽车、节能环保等战略性新兴产业的发展提供关键基础材料支撑。

   具体联合研发内容包括:

 (1)新型聚氨酯材料

   ①光学镜片用聚氨酯

   XDI(苯二亚甲基二异氰酸酯)主要用于制备高折射率(折射率为1.68)的聚氨酯镜片,在全球范围内仅有日本三井化学一家产业化,导致超薄、超轻镜片价格一直处于高位。实现高端镜片树脂原料XDI的国产化,将打破三井化学对高端镜片树脂市场独家垄断的局面,为我国光学树脂镜片生产企业提供优质、稳定的国产化XDI产品及其差别化产品,对实现我国光学镜片树脂产业升级,以及民众消费升级意义重大。

   ②新型固体火箭推进剂用聚氨酯固化剂

   IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)是国际公认的复合固体推进剂最理想的固化剂品种,目前以美国为代表的北约国家运载火箭及战略、战术导弹型号武器的复合固体推进剂均采用IPDI体系。由于IPDI长期被德国赢创和科思创两家企业垄断,且长期被“瓦森纳协定”(原“巴统会”)成员国限制向中国出口,使得国内固体推进剂研制和生产单位为供应安全考虑仍选用性能较差的TDI来替代,从而限制了国产火箭发动机性能的进一步提升。

   将进一步提升气相光化反应制IPDI系统效率和规模,并实现核心前驱体(IPDA)加氢催化剂自主国产化,推动固体火箭推进剂固化剂IPDI的国产化稳定供应。

   ③芯片打磨用聚氨酯抛光垫材料

   化学机械抛光材料(CMP)技术是芯片等集成电路制造中的关键环节。CMP工艺过程中的关键材料抛光液和抛光垫长期仅被国外少数几家公司垄断。此前陶氏已经宣布对华为和其他中国企业禁售抛光液和抛光垫,而一旦更多的美国、日本公司对我国禁售CMP相关材料,我国的半导体制造产业会再次陷入困境,甚至倒退。

   在抛光垫领域,突破该产品的技术瓶颈,制备出相应产品。同时对于另一种关键材料聚氨酯,充分发挥万华在聚氨酯产业与原材料领域的技术专长,开发高品质的抛光垫用聚氨酯材料。

   ④新型医用聚氨酯材料

   新型医用聚氨酯材料主要是医用聚氨酯敷料,主要用于加快伤口愈合,相比于传统医用敷料,在愈合效果、功能性、舒适性和易操作性上均有较大提升,在人口老龄化加重、糖尿病高发的大背景下,发展前景十分广阔。将重点开发新型医用聚氨酯敷料,突破预聚体制备、发泡、后处理等关键工艺,实现聚氨酯在医疗领域的新的应用。

 (2)特种工程塑料

   ①尼龙12

   尼龙12(PA12)是长碳链尼龙用量最大的品种,是性能优异的汽车轻量化材料,被用作各类车用流体管线和注塑件,是支撑汽车制造向绿色升级的关键材料;用作油气输送管道和海底光缆护套;在航天军工领域用于替代金属部件。尼龙12粉末是激光烧结3D打印的首选材料。当前尼龙12吨产品售价15~20万元,毛利60~70%,3D打印用尼龙12粉末售价更是高达百万元/吨。其市场前景广阔,具有很强的不可替代性。

   集中攻关丁二烯路线的尼龙12全产业链制造技术,打破国外公司对尼龙12技术和市场长达50多年的垄断,将扭转我国尼龙12完全依赖进口的局面,解决制约我国3D打印、新能源车、航天军工等高端制造产业升级发展的“卡脖子”问题。

   ②特种聚碳酸酯

   特种聚碳酸酯(PC)包括低温抗冲、高耐热、高硬度、高折射率、低双折射等多个产品种类,是消费电子、通信设备、汽车、光学器件、医疗等领域中不可或缺的关键性材料。其中低温抗冲PC具广泛用于5G设备外壳、新能源汽车充电设施、光伏设备连接器等领域;高耐热PC是汽车LED车灯中透镜、灯圈的主要使用材料。特种PC的生产被沙比克、科思创、三菱、帝人等国外企业所垄断。我国急需攻克特种PC制备技术,打破国外公司的垄断,填补国内空白,提升国内在通信、汽车制造等方面的竞争优势。通过打通低温抗冲、高耐热PC工艺路线,开发万吨级特种PC制造技术,跻身成为具有国际竞争力的高性能特种PC供应商。

   ③砜聚合物系列树脂

   砜聚合物系列树脂主要包括聚砜(PSU)、聚醚砜和聚苯砜等,被广泛应用于家居及食品、工业及水处理、医疗器械、交通运输等领域,其中在航空航天和汽车制造领域,适用于制作电动齿轮、蓄电池盖、电子发火装置元件、飞机内部配件和外部零件、防护罩元件、宇航器外防护罩等。该产品市场由索尔维、巴斯夫主导,其中索尔维占57%的市场份额。国内产品质量整体水平与国外公司仍有较大差距。

   将重点开发聚砜(PSU)制造技术,打通溶液聚合、物料分离、固体提纯洗涤、造粒、应用改性全工艺流程,开发聚合反应器及固液分离等关键设备,产品质量达到并超过索尔维和巴斯夫的产品指标。

 (3)高性能聚烯烃

   ①α-烯烃—聚烯烃类弹性体(POE)

   聚烯烃类弹性体(POE)广泛应用于改性增韧剂、发泡材料、电线电缆工业、医疗器械、家用电器以及包装薄膜等国民经济关键领域。POE全球生产技术仅由陶氏化学、埃克森美孚、三井化学、LG化学等掌握;α-烯烃制造技术也主要掌握在壳牌、英力士等跨国公司手中。截至目前,无一家国内企业能够掌握α-烯烃—POE全产业链制造技术,直接导致中国以高碳α-烯烃为原料的聚烯烃弹性体至今全部依赖进口,下游高端制造发展和转型升级受到限制。

   将重点突破POE合成过程中催化剂、合成工艺和后处理工艺三大难题,打破POE长期无法自主生产的困局,实现中国聚烯烃产业向高端化发展的重要突破。

   ②5G透波改性聚烯烃材料

   至2025年,中国将建成世界上最大的5G网络,直接经济产出将超过3.5万亿元,间接经济产出超过6万亿元,年均复合增长率超24%。改性聚烯烃材料作为一种性价比高的透波材料,在5G天线外壳等领域将大有可为。

   将研发5G透波改性聚烯烃材料等超材料,为客户提供了高性能、轻量化的高透波5G天线外壳解决方案,助力全球5G时代的发展。

 (4)高附加值有机硅材料

   有机硅新材料是支撑半导体和消费电子产业发展的关键材料之一,5G时代的到来,中国正成为全球最大的半导体和消费电子制造国。美国对华为实施制裁,多款有机硅材料被陶氏断供,面向半导体和消费电子领域的有机硅材料必须自主可控。突破特种有机硅中间体制备技术,是发展高性能有机硅材料的关键。将建立行业领先的材料合成平台,重点研发如下5类高附加值有机硅材料:

   ①酚羟基化聚硅氧烷(主要用于制备硅共聚PC,从而应用于5G基站、手机外壳,蓝光存储,飞行器,汽车轻量化领域)。

   ②丙烯酸酯型聚硅氧烷(主要用于制备UV、湿气双固化敷型涂料,广泛用于线路板、电子元器件绝缘保护)。

   ③不对称结构聚硅氧烷(可解决现有芯片导热材料在芯片加工过程中存在粉体吃油、粘度过高等加工问题)。

   ④纳米增强填料MQ树脂(主要用于电子压敏胶和封装胶、3D打印、新能源动力电池、核电防辐射涂料、风电电机密封等领域)。

   ⑤超高分子量聚硅氧烷(用于便携电子设备,压敏胶,医用材料、绝缘子胶,超高压,特高压电网用电线电缆等领域)。


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