武汉理工大学科技处开发.doc

武汉理工大学科技处开发部联系人:谢文峰(部长)联系电话-mail:1.计算机数字控制纤维缠绕机与计算机控制张力系统及高压容器工艺技术1超细粉体制备与表面处理技术32.WTC系列超细涡轮分级机33.中药材冲击摩擦超细气流粉碎装置34.医用CO2激光传输空芯光纤及其器件35.环境协调型纳米复合高性能超耐候外墙涂料绿色纳米涂料6粉煤灰综合利用技术76.利用粉煤灰作GRC机制复合轻质墙板77.新型粉煤灰加气混凝土生产技术88.粉煤灰质多孔清水砖8系列水泥生产技术与设备99.水泥混合材激发剂9系列道路材料1010.超强快硬型道路修补剂1011.环保陶瓷滤球1112.新型大功率PTC材料1213.复合材料树脂传递模技术1414.玻璃钢SMC成型工艺及产品技术151.计算机数字控制纤维缠绕机与计算机控制张力系统及高压容器工艺技术项目简介 我校复合材料缠绕装备研究所在国内率先研制出微机控制纤维缠绕机；微机控制张力系统；微机控制胶量系统；高压气瓶纤维缠绕设备与工艺一体化技术；其中：1）FRP管道FW线型CAD和MCFW-2D型缠绕机-1993年获国家实用新型专利，2）FRP化工储罐FW线型CAD和MCFW-3D-400大型缠绕机-1995年获国家建材行业科技进步三等奖，3）FW张力计算机控制系统-1999年获国家实用新型专利，4）FW-TFRP机枪架的研制-1999年获国防科工委科技二等奖，5）FW张力计算机控制系统-2001年获得国防科工委科技三等奖。技术发展现状 三轴、四轴计算机控制缠绕机，广泛应用于各行各业； 5D-FW-CNC系统用于火箭发动机壳体生产专用缠绕机控制； 其技术水平处于国内领先水平； 湿法、干法纤维缠绕张力计算机控制系统，技术水平处于国内领先；市场分析 由于FRP制品广泛应用于军工、民用等各行各业，应用前景非常好，从事该行业的企业越来越多。 FRP管道、储罐用于石油化工、交通运输、建筑环保、电工电子、农业水利等领域和行业； TFRP高压容器、火箭的发动机壳体、仪器舱、末修舱、鼻锥、喷管。 鱼雷、水雷发射管、飞机、机翼、旋翼等用于航空、航天、兵器制造及高等院校等领域和行业。该成果已在30多家企业、研究院所和高等院校得到推广应用。重点推广项目 1）复合材料空间构件的9D缠绕与铺放柔性制造系统及制品工艺；2）复合材料高压气瓶的整条生产线及制品工艺；3）复合材料环保容器专用生产设备及制品工艺；4）复合材料火箭（导弹）发射筒、各种空间构件生产设备及工艺；5）气象火箭、环形容器生产设备及制品工艺；6）其它特殊用途的缠烧产品生产设备超细粉体制备与表面处理技术2.WTC系列超细涡轮分级机 该机是一种新型高精度超细粉分级机，采用平卧式高速涡轮和特别的气封隔离设计，使其在分级粒度和精度及粒度调整等方面均明显优于传统分级机，是目前工业应用中分级粒径最小、精度最高的分级装置，可与传统的粉磨装置如：球磨机、雷蒙磨、振动磨、离心磨、冲击磨及干式搅拌磨配套生产超细粉。技术性能指标： 分级粒径：d97=250m（可任意调定）处理量：102000kg/hr型号：WTC100；WTC200；WTC315；WTC315/33.中药材冲击摩擦超细气流粉碎装置（发明专利申请号：03128399.3） 针对不同中药材的物性特征，采用高速冲击和剪切摩擦强化复合粉碎方式，有效地实现中药材的超细粉碎，克服了现有中药材超细粉碎设备粉碎效率低、热敏性和适用性差及参杂污染等缺点。 4.医用CO2激光传输空芯光纤及其器件项目简介 传输CO2激光空芯光纤的产业化对我国激光的应用领域和发展有十分重要的意义，特别是低损耗、大功率的激光传输将对我国的医疗、激光机械加工等行业的发展起着举足轻重的作用。这种传输材料可代替现光关节式的传递方式，可将激光能量送到狭小的区域进行操作，使用方便、操作灵活。在产品使用功能及产品价格上具有级强的竞争力。CO2传输材料的产业化与激光器件的制作，无论是在医疗、化学工业、加工工业还是军事上具有重要的作用，应用前景广泛，其社会效益和经济效益不可估量。研究成果于2003年元月通过武汉市科技局组织的项目鉴定，主要技术指标为：传输损耗：1.32dB/m光纤长度：2.5米弯曲损耗：1.45dB/m（50厘米）传输功率：55W稳定传输时间：大于35min采用研制出的组合式耦合器、复合薄膜空芯光纤组装了空芯光纤传输CO2激光器件，其综合性能指标达到实际应用要求。产品用途 利用传输CO2激光空芯光纤，可进行以下产品的开发：1、传输CO2激光用空芯光纤2、医用CO2激光手术刀3、医和CO2激光治疗仪4、医用活检激光光纤止血器5、手持式光纤耦合激光加工器经济效益和社会效益分析 目前国内的CO2激光器销售量已达到数万台。国际上传输CO2激光的AgCl/AgBr晶体光纤的报价为2000-3000美元/米；如果国内按每米5000元人民币/米，按每台激光器约需要2米计算，建立一条年生产能力为2000米的生产线，产值可达1亿元人民币。同时由于光纤传输的激光器面市将进一步普及CO2激光器件的应用，对这种光纤的需求会不断的增加，其生产成本会进一步下降，市场会更广阔。实施条件（2000米空芯光纤的生产规模） 1原料及水电（1）主要原料：石英玻璃毛细管（进口）、其它试剂。（2）水源条件：生产部分用水采用市内供水站提供的优质水，其它部分用水（高纯水）自行加工（3）电、气供应：生产设备装机容量100KW，主要用气为氮气和氩气。2总投资：500万元3厂房：200M24劳动定员：25人5环境保护：对环境无污染、无尘无毒6主要设备：基管清洗设备、干燥设备、蒸馏水制备设备、溶液法涂层设备、成品内表面清洗设备、薄膜厚度检测设备。效益分析 1、年产量：2000米2、年生产成本估算：450万元3、年销售收入：20005000=1000万元4、年综合成本：600万元5、年利润：400万元合作方式 技术转让或联合办厂5.环境协调型纳米复合高性能超耐候外墙涂料绿色纳米涂料 主要技术特点 1）通过表面改性后的纳米二氧化硅粒子具有两亲性，既能均匀分散在水性涂料中又能在高分子基上均匀分散并形成良好界面；2）以纳米二氧化硅粒子为核，聚丙烯酸酯为壳的核壳乳液的成功合成，充分保证了纳米二氧化硅粒子的添加量；3）纳米二氧化硅粒子在涂料中的应用，可在不增加涂料的最低成膜温度的同时提高涂膜的粘流温度，从而提高了涂料的抗沾污性能；4）纳米二氧化硅粒子在涂料中的应用，可以不降低涂料涂膜韧性的同时提高涂膜的强度，从而提高涂膜的耐磨和抗冲击性能；5）经特殊处理的纳米结构材料作为助剂添加到涂料中可极大提高涂料的耐洗刷性能。6）涂膜具有良好的排水透气性能，可对墙体形成良好的保护。市场和应用需求分析 我国全年有160500万吨（按1030%计）外墙建筑涂料潜在市场需求，而实际产品仅40多万吨。随着国民经济的快速发展和建筑外墙涂料需求的较快增长，将形成一个十分巨大的市场。160万吨外墙涂料市场将形成320400亿元人民币的总产值以及4860亿的利润。本项目开发的环境协调型高性能超耐候外墙涂料，其各方面性能已达到或超过涂料市场上的同类产品。表1为各种高档外墙涂料与本项目开发的外墙涂料的性能对比。表中各种高档外墙涂料的性能数据为实测值，仅供与本项目开发的外墙涂料性能对比参考。表1 国内市场几种外墙涂料性能比较 品牌性能迪诺瓦（德国）立邦（日本）ICI（英国）自开发外墙涂料耐人工老化/（h）500300350800变色性2级2级2级2级粉化0级0级0级0级抗污染性能7%5%5%30003000300010000对环境污染水性涂料水性涂料水性涂料水性涂料使用寿命58年左右35年左右5年左右810年左右本项目开发的环境协调型高性能超耐候外墙涂料的生产成本约每公斤25元左右,涂料出厂价按每公斤40元计（立邦、迪诺瓦和ICI的出厂价不低于每公斤50元），投资约2500万元建一个年产量为5000吨的外墙涂料的企业，两年内将形成2亿元年产值，3000万元年利润率，提供300400个就业机会。投资及其效益分析 1、建设规模5000吨/年2、设备投资2000万元3、销售收入4.0万元/吨5000吨/年=2亿元/年4、成 本2.0万元/吨5000吨/年=1亿元/年 粉煤灰综合利用技术6.利用粉煤灰作GRC机制复合轻质墙板 项目简介 利用粉煤灰生产GRC复合轻质墙板，不仅利用了部分粉煤灰，减轻了环境污染，而且用部分粉煤灰代替水泥，降低了生产成本，提高了墙材的性能。该墙板具有高强、防火、隔音、隔热和可加工性能。生产工艺实行免烧免蒸，因此不需要蒸养设备，设备投资较小。由于该墙板质轻，尺寸规格较大，长短可任意切割，极适宜高层建筑非承重内隔墙的使用，同时安装方便，施工速度快，具有减轻建筑物自重，增加使用面积等优点，具有广阔的应用前景。主要设备投资 挤压成型机（70万元），含叠层搅拌机、墙板切割机、起板器、运料车等。经济效益和社会效益分析 生产GRC轻质墙板的主要原材料为：低碱水泥、粉煤灰、膨胀珍珠岩、增强玻纤。直接成本约21元/M2。间接成本（含水电、税金、设备、折旧、人工工资、销售费用、场地租金、生产管理费等）为16元/M2，即生产成本约为37元/M2销售价格为48元/M2，如果年产量10万M2，则每年生产线年利润可达110万元。7.新型粉煤灰加气混凝土生产技术 项目简介 武汉理工大学和东莞新一代建材实业有限公司在充分调研并吸收国内地面翻转技术、德国切割和传送技术以及计算控制技术等基础上，研制成功了新型粉煤灰加气混凝土生产线成套新技术、新装备。在东莞新一代建材实业有限公司顺利地完成了不需添置行车和相应的承重工业厂房而进行的不停产技术改造。经过一年多的试运行，新技术和新装备情况良好。在此基础上，通过对技改的设备和工艺运行的跟踪及不断总结，又研发了好几个更优越的机型和工艺路线及相关技术，形成了SBMT型系列的新型加气混凝土生产线成套装备和技术。主要装备包括：切割装备（吸收德国伊通技术），传送装备（吸收德国维汉技术，不用行车），翻转装备（吸收国内地面翻转技术，自创独特的空翻技术，不用行车，平稳、可靠），切前预养装备，釜前预养装备，自控半自控装备等。主要工艺技术包括：磨前细化技术，原料活化技术，切前养护技术，釜前预养技术，翻转技术，切割技术，传送技术，自控或半自控技术等。8.粉煤灰质多孔清水砖项目简介 煤灰质多孔清水砖是我校研究和开发的一种新型清水墙体材料，符合民用建筑节能热工设计规范、民用建筑热工设计规程的要求，其保温隔热性能达到建筑节能50%以上。下面是两种流行欧美国及台湾的砖型： 拉槽3孔矩形砖，240240115，孔洞率52.0%，砖的当量导热系数：0.68W/mK，用于非承重隔热，吸音，饰面功能。还有矩形4孔砖，性能相近。 中孔滚花蜂窝砖，29024090（、等），孔洞率45%55%，0.47W/mK，具有良好的抗震、力学、热工性能，用于外墙、饰面清面砖。市场前景 本项目是在国家全面禁止实心黏土砖的背景下研究的环保型陶瓷新材料，可利用当地粉煤灰、煤矸石、废渣、尾矿等固体废弃物生产，是符合当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录（第一批）（国经贸资源2000159号）（国家经留委、国家税务总局2000年2月23日发布）和当前优先发展的高技术产 业化重点领域指南（计度技20012392号）（国家计秀、科技部2001年11月14日发布）等文件规定的节能利废新产品。可广泛用于可高档建筑和园林景观设计。投资及效益 本项目投资为1000万元。年利润300万元左右。技术转让及服务方式 采取全套技术转让形式，包括配方设计、工艺设计、建厂服务和人员培训等。 系列水泥生产技术与设备9.水泥混合材激发剂 项目简介 水泥混合材激发剂，是一种由多种矿物及活性材料，经特殊加工而制成的对水泥混合材活性起激发作用的新产品。它是无污染的无机材料，其主要特点是：在有效激发混合材活性的基础上，既能达到提高“高掺量混合材水泥”各龄期强度的要求，又能达到有效改善水泥的安定性、缩短凝结时间、增加水泥产量、节能降耗、降低水泥生产成本、增加企业效益的目的。该项目已通过省级新技术鉴定，并被国家科技部列为国家火炬计划重点推广项目。现有水泥生产企业和水泥粉磨站，无需进行工艺及设备改造即可实施该项技术，使用35天就可见到明显效果。使用方法及主要经济技术指标 （1）正确选择激发剂在水泥粉磨前由微机按12%的比例在磨头前均匀加入。（2）能有效激发混合材活性，提高水泥各龄期强度10%以上，尤其是熟料游离钙偏高的企业。（3）混合材的掺加量在原有基础上一般增加10%20%，并且生产的32.5R、42.5R等级水泥长期性能稳定。（4）可以缩短水泥凝结时间1小时左右。并且可以缩短初凝和终凝的间隔时间，有利于快速施工和缩短脱模时间。（5）有效地消解熟料中的游离氧化钙，改善水泥的安定性，加快水泥库的周转。（6）适当地增加石膏的掺加量。 系列道路材料10.超强快硬型道路修补剂 道路修补剂是一种聚合物型快速修补材料，与石材、纤维、混凝土及砖木结构有极好的粘结性，适用于混凝土路面修补、机场跑道修补、洞穴修补、地下室防渗和屋面防水、防腐性地面处理、砖石粘结、螺栓锚固、模塑及浮雕制品。其主要指标如下：1、操作时间15分钟（1030）；2、凝结时间2070分钟（可调节）；3、抗压强度6090MPa；11.环保陶瓷滤球项目简介 本项目采用煤矸石、粉煤灰，矿渣等固体废弃物经科学试验研制了环保陶瓷滤球。其比表面积达1104cm2/g，渗透速率达5cm/s。适用于城市和工业废水处理净化，轧钢废水的油水分离，高温气体及有机废气净化，垃圾渗沥液深度处理等。如进行生物挂膜处理，则还可处理更多的水中有机物及氨氮污染。与活性炭、纤维、塑料相比，陶瓷滤料具有化学稳定性好，强度高，吸附能力强，易冲洗，可部分回收再生的特点。挂膜能力也较强。其用途正在不断扩大。武汉理工大学利用其材料学科的强大优势，对陶瓷滤料进行更加深入的研究，实现了利用全料进行空隙率及孔径分布较大范围调配的目的。使其适用的领域更宽。对轧钢废水的油水分离实践证明，其性能达到国际先进水平，为我国环保企业提供了一种新的高技术滤料。我们研制的高技术含量的环保陶瓷滤球在化工、冶金、水处理、食品、饮料等行业都具有广阔的应用前景。投资概算 建设一个具有国内先进水平的年产1000吨环保陶瓷滤料工厂，建设周期约8个月，建设总投资约600700万元。包括仪器设备购置350万元，建筑工程1500万元，其他100200万元（如现有厂房和水电设施，则投资更为节省）。所需原材料供应及外部配套条件 本项目原材料将充分利用当地已有的煤矸石、矿渣、粉煤灰等固体废弃物，并为此进行专门的配方和工艺设计。需建厂所需的水、电、燃料等基本保障条件。 经济效益分析 按目前市场5000元/t的均价计算。本项目年销售收入500万元。免征5年所得税，年均利润达200万元左右。投资回收期4年。合作方式 技术服务和转让，包括提供建厂方案，全套工程设计，实验室建设方案，人员培训等12.新型大功率PTC材料项目简介 “新型大功率PTC材料”项目于1999年11月通过了湖北省科学技术委员会组织的鉴定，鉴定认为，本项目所研究的材料和元件处于国际先进水平。采用V2O3系大功率PTC元件作为大电流过流保护元件的技术可行，填补了此元件在国内的空白，具有良好的推广应用价值。本项目已申请国家专利。表1 本项目研制的材料和元件与国内外同类材料和元件的性能对比 性 能本项目成果国内国外常温电阻率（.cm）0.8010-3 (512) 10-3 (13)10-3 转换温度（）10060100-20150升阻比（倍）380601005400电阻温度系数（%/）6344额定电流密度（A/mm2）1/1响应时间（s）1/0.510高温特性NTCNTCNTC表2 本项目研制的限流元件与目前使用的元器件应用情况对比 应用情况V2O3系PTC限流元件熔断器、断路器、真空开关等限流元件元器件设备简单复杂体积小大触点无有电弧无有使用寿命长短修复时间短较长开关速度快适中成本低较高产品市场前景分析 V2O3系PTC陶瓷电阻元件作为大电流过流保护元件，目前国外仅美国有产品出现，而在日本等国家还处于研制和试用阶段。国内这方面的产品处于空白。目前国内应用在大功率条件下的大电流过流保护元件，主要是一些熔断器、断路器和真空开关等器件。而这些器件在制备和应用过程中存在着更换频繁、设备复杂、造价昂贵、产生电弧和恢复时间长等缺陷。用V2O3系PTC陶瓷电阻元件替代以上器件应用在大电流条件下，作为无触点过流保护元件，具有造价低、体积小、设备简并、耐压高、通流能力强、无电弧、使用寿命长和开关迅速等特性。使用在大电流过流保护方面元器件，每年国内市场上需要几千万只熔断器、断路器和真空开关等元器件。元器件价格每只高达几十到几百元以上，若用V2O3系新型PTC陶瓷电阻元件替代1/3以上上述元器件，估计市场上也需要近千万只这样的PTC陶瓷电阻元件，而这种PTC陶瓷电阻元件每只成本仅为20元左右。这说明V2O3系PTC陶瓷电阻元件市场前途很好，并能为国家节省大量的资金。V2O3系PTC陶瓷电阻元件的研制与开发将取得很好的经济效益。 建设方案、规模、投资回收期 若投资100万元建设年产2万件（套）新型大功率PTC元件的生产线。每件（套）元件售价约40元，生产成本约27.5元；年新增产值约80万元，新增利税25万元，其中税收1万元，利润24万元。20个月收回投资。投资预算 （1）生产规模：50万片PTC电子元件（2）原料：V2O3、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ag料浆等化工及化学原料（3）主要设备：球磨机、压力成型机、干燥设备、气氛保护电炉等（4）能源材料耗量：材料耗量2500Kg，装机容量150KW（5）厂房面积：300m2（6）人员编制：50人（7）总投资：550万元（8）固定资产投资：450万元（9）流动资金：100万元所需原材料供应及外部配套条件 本项目所用V2O3、Al2O3、Cr2O3、Fe2O3、Ag料浆等化工及化学原料均为普通原料，市场供应充足，外部配套与其它PTC元件的生产相似，条件很易满足。经济效益分析 采用V2O3系大功率PTC元件作为大电流过流保护元件以代替现行使用的真空开关、熔断器、断路器等器件，不仅价格低廉，而且具有使用寿命长、损坏率低、开关时间短、附着设施简单、使用安全可靠等优点。因而，本项目研究成果的推广应用将产生良好的社会效益和经济效益。13.复合材料树脂传递模技术项目介绍 复合材料树脂传递模技术（简称RTM）是80年代以来国际复合材料工业迅速发展起