研究系統
高性能聚合物與綠色化工聯合研發中心

   依托綠色催化與高端化工材料研究中心,聯合萬華化學集團有限公司共同建設。將緊跟國際先進產業發展熱點,瞄準國際化工新材料技術發展前沿,重點開發新型聚氨酯、特種工程塑料、高性能聚烯烴、高附加值有機硅和新型高效分離膜五大材料,為航天軍工、新一代信息技術、高端裝備、新能源汽車、節能環保等戰略性新興產業的發展提供關鍵基礎材料支撐。

   具體聯合研發內容包括:

 (1)新型聚氨酯材料

   ①光學鏡片用聚氨酯

   XDI(苯二亞甲基二異氰酸酯)主要用于制備高折射率(折射率為1.68)的聚氨酯鏡片,在全球范圍內僅有日本三井化學一家產業化,導致超薄、超輕鏡片價格一直處于高位。實現高端鏡片樹脂原料XDI的國產化,將打破三井化學對高端鏡片樹脂市場獨家壟斷的局面,為我國光學樹脂鏡片生產企業提供優質、穩定的國產化XDI產品及其差別化產品,對實現我國光學鏡片樹脂產業升級,以及民眾消費升級意義重大。

   ②新型固體火箭推進劑用聚氨酯固化劑

   IPDI(異佛爾酮二異氰酸酯)是國際公認的復合固體推進劑最理想的固化劑品種,目前以美國為代表的北約國家運載火箭及戰略、戰術導彈型號武器的復合固體推進劑均采用IPDI體系。由于IPDI長期被德國贏創和科思創兩家企業壟斷,且長期被“瓦森納協定”(原“巴統會”)成員國限制向中國出口,使得國內固體推進劑研制和生產單位為供應安全考慮仍選用性能較差的TDI來替代,從而限制了國產火箭發動機性能的進一步提升。

   將進一步提升氣相光化反應制IPDI系統效率和規模,并實現核心前驅體(IPDA)加氫催化劑自主國產化,推動固體火箭推進劑固化劑IPDI的國產化穩定供應。

   ③芯片打磨用聚氨酯拋光墊材料

   化學機械拋光材料(CMP)技術是芯片等集成電路制造中的關鍵環節。CMP工藝過程中的關鍵材料拋光液和拋光墊長期僅被國外少數幾家公司壟斷。此前陶氏已經宣布對華為和其他中國企業禁售拋光液和拋光墊,而一旦更多的美國、日本公司對我國禁售CMP相關材料,我國的半導體制造產業會再次陷入困境,甚至倒退。

   在拋光墊領域,突破該產品的技術瓶頸,制備出相應產品。同時對于另一種關鍵材料聚氨酯,充分發揮萬華在聚氨酯產業與原材料領域的技術專長,開發高品質的拋光墊用聚氨酯材料。

   ④新型醫用聚氨酯材料

   新型醫用聚氨酯材料主要是醫用聚氨酯敷料,主要用于加快傷口愈合,相比于傳統醫用敷料,在愈合效果、功能性、舒適性和易操作性上均有較大提升,在人口老齡化加重、糖尿病高發的大背景下,發展前景十分廣闊。將重點開發新型醫用聚氨酯敷料,突破預聚體制備、發泡、后處理等關鍵工藝,實現聚氨酯在醫療領域的新的應用。

 (2)特種工程塑料

   ①尼龍12

   尼龍12(PA12)是長碳鏈尼龍用量最大的品種,是性能優異的汽車輕量化材料,被用作各類車用流體管線和注塑件,是支撐汽車制造向綠色升級的關鍵材料;用作油氣輸送管道和海底光纜護套;在航天軍工領域用于替代金屬部件。尼龍12粉末是激光燒結3D打印的首選材料。當前尼龍12噸產品售價15~20萬元,毛利60~70%,3D打印用尼龍12粉末售價更是高達百萬元/噸。其市場前景廣闊,具有很強的不可替代性。

   集中攻關丁二烯路線的尼龍12全產業鏈制造技術,打破國外公司對尼龍12技術和市場長達50多年的壟斷,將扭轉我國尼龍12完全依賴進口的局面,解決制約我國3D打印、新能源車、航天軍工等高端制造產業升級發展的“卡脖子”問題。

   ②特種聚碳酸酯

   特種聚碳酸酯(PC)包括低溫抗沖、高耐熱、高硬度、高折射率、低雙折射等多個產品種類,是消費電子、通信設備、汽車、光學器件、醫療等領域中不可或缺的關鍵性材料。其中低溫抗沖PC具廣泛用于5G設備外殼、新能源汽車充電設施、光伏設備連接器等領域;高耐熱PC是汽車LED車燈中透鏡、燈圈的主要使用材料。特種PC的生產被沙比克、科思創、三菱、帝人等國外企業所壟斷。我國急需攻克特種PC制備技術,打破國外公司的壟斷,填補國內空白,提升國內在通信、汽車制造等方面的競爭優勢。通過打通低溫抗沖、高耐熱PC工藝路線,開發萬噸級特種PC制造技術,躋身成為具有國際競爭力的高性能特種PC供應商。

   ③砜聚合物系列樹脂

   砜聚合物系列樹脂主要包括聚砜(PSU)、聚醚砜和聚苯砜等,被廣泛應用于家居及食品、工業及水處理、醫療器械、交通運輸等領域,其中在航空航天和汽車制造領域,適用于制作電動齒輪、蓄電池蓋、電子發火裝置元件、飛機內部配件和外部零件、防護罩元件、宇航器外防護罩等。該產品市場由索爾維、巴斯夫主導,其中索爾維占57%的市場份額。國內產品質量整體水平與國外公司仍有較大差距。

   將重點開發聚砜(PSU)制造技術,打通溶液聚合、物料分離、固體提純洗滌、造粒、應用改性全工藝流程,開發聚合反應器及固液分離等關鍵設備,產品質量達到并超過索爾維和巴斯夫的產品指標。

 (3)高性能聚烯烴

   ①α-烯烴—聚烯烴類彈性體(POE)

   聚烯烴類彈性體(POE)廣泛應用于改性增韌劑、發泡材料、電線電纜工業、醫療器械、家用電器以及包裝薄膜等國民經濟關鍵領域。POE全球生產技術僅由陶氏化學、??松梨?、三井化學、LG化學等掌握;α-烯烴制造技術也主要掌握在殼牌、英力士等跨國公司手中。截至目前,無一家國內企業能夠掌握α-烯烴—POE全產業鏈制造技術,直接導致中國以高碳α-烯烴為原料的聚烯烴彈性體至今全部依賴進口,下游高端制造發展和轉型升級受到限制。

   將重點突破POE合成過程中催化劑、合成工藝和后處理工藝三大難題,打破POE長期無法自主生產的困局,實現中國聚烯烴產業向高端化發展的重要突破。

   ②5G透波改性聚烯烴材料

   至2025年,中國將建成世界上最大的5G網絡,直接經濟產出將超過3.5萬億元,間接經濟產出超過6萬億元,年均復合增長率超24%。改性聚烯烴材料作為一種性價比高的透波材料,在5G天線外殼等領域將大有可為。

   將研發5G透波改性聚烯烴材料等超材料,為客戶提供了高性能、輕量化的高透波5G天線外殼解決方案,助力全球5G時代的發展。

 (4)高附加值有機硅材料

   有機硅新材料是支撐半導體和消費電子產業發展的關鍵材料之一,5G時代的到來,中國正成為全球最大的半導體和消費電子制造國。美國對華為實施制裁,多款有機硅材料被陶氏斷供,面向半導體和消費電子領域的有機硅材料必須自主可控。突破特種有機硅中間體制備技術,是發展高性能有機硅材料的關鍵。將建立行業領先的材料合成平臺,重點研發如下5類高附加值有機硅材料:

   ①酚羥基化聚硅氧烷(主要用于制備硅共聚PC,從而應用于5G基站、手機外殼,藍光存儲,飛行器,汽車輕量化領域)。

   ②丙烯酸酯型聚硅氧烷(主要用于制備UV、濕氣雙固化敷型涂料,廣泛用于線路板、電子元器件絕緣保護)。

   ③不對稱結構聚硅氧烷(可解決現有芯片導熱材料在芯片加工過程中存在粉體吃油、粘度過高等加工問題)。

   ④納米增強填料MQ樹脂(主要用于電子壓敏膠和封裝膠、3D打印、新能源動力電池、核電防輻射涂料、風電電機密封等領域)。

   ⑤超高分子量聚硅氧烷(用于便攜電子設備,壓敏膠,醫用材料、絕緣子膠,超高壓,特高壓電網用電線電纜等領域)。


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