二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂水性化研究可行性报告.doc

二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂水性化研究可行性报告二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂水性化研究可行性报告一.选题必要性本研究项目属省科技攻关计划指南中有机硅新材料的开发与应用范围。众所周知，环氧树脂具有优良的物理机械性能和电气性能，如化学稳定性好、粘接性和电绝缘性高等特点，被广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装材料等。但由于其交联网络结构的特点，固化后质脆，耐冲击和应力开裂的能力较差，从而使其应用受到了一定的限制。而有机硅具有耐热性好、耐氧化、耐侯、低温性能好、压缩率较大等优点。其次由于环氧树脂只溶于芳香烃及酮类有机溶剂，只能用于制备各种溶剂型环氧树脂产品。随着人类对赖以生存环境认识越来越重视，从而使世界各国对环境保护立法越来越严格。加之石油资源的紧张，有机溶剂的价格不断上涨等因素，为保护环境，节约资源。以水代替有机溶剂的水性化环氧树脂日益受到人们的重视，通过各种方法制备水性环氧树脂产品成为国内外研究的重点。而有机硅改性环氧树脂已成为近年来发展起来的既能降低环氧树脂内应力，又能基本保持环氧树脂体系原有特性的一条有效途径。（一）项目所处技术领域政策随着我国国民经济的不断发展，环境的不断改善，人们的工作和生活环境得到了极大的提高，为符合某些特殊工作环境的需要，如精密加工，电子、食品、医药等行业工作面无尘，洁清的要求，现在几乎所有新开发和原有一些特殊要求的工厂车间都进行环氧地坪涂料施工，从而使整个工作面既美观又耐用。而在这些环氧地坪涂料中又几乎都使用的是溶剂型环氧地坪涂料，这与现行环保要求严重不符。所以开发性能优异的有机硅改性环氧树脂水性化产品，从而使环氧树脂地坪涂料水性化有着广阔的前景。 作为通用热固性树脂，环氧树脂以其优良的工艺性能，机械性能和物理性能，广泛的应用于机械电子、航空航天、交通、建筑等领域。通用环氧树脂在应用时要用大量的有机溶剂, 这一方面增加了成本,浪费了宝贵的石油资源;另一方面由于有机溶剂的挥发造成了环境污染,危害人类的健康,因此溶剂性环氧树脂的应用越来越受到环保和资源方面的限制。为解决这一问题,许多研究者致力于研究开发不含挥发性有机物,低VOC或不含有污染空气的环氧树脂体系。其中，具有环境友好特性的水性环氧树脂体系，便是这一领域备受关注的研究方向之一。 但对于大多数聚合物体系而言，通常水性树脂的机械性能达不到溶剂型或本体树脂的机械性能，水性环氧树脂体系也不例外，特别是在我国使用相当广泛的环氧地坪涂料。目前我国在环氧地坪涂料采用溶剂性的占绝对优势可能达到90%以上，这主要是溶剂型的环氧地坪耐磨，硬度高的原因，而水性环氧地坪在耐磨和硬度方面与溶剂性相比有一定差距，且水性环氧地坪涂料在价格方面仍偏高，这就使水性环氧地坪涂料受到了极大的限制。本项目研究开发的环氧树脂水性环氧地坪涂料的性能与溶剂性相当，在价格上可以进行竞争。随着我国对环境保护和可持续发展的日益重视，节约资源，保护环境符合我国科学发展观。而有机硅改性接枝环氧树脂水性化研究，由于体系避免了有机溶剂使用，又使我省重点发展的有机硅产业深加工，向高附加值方向开避了一个新的领域。所以本项目研究具有环境友好，资源节约，对我省经济社会发展具有现实意义。（二）相关技术领域国内外发展现状和趋势国外从上世纪七十年代起开发水性环氧体系，已经研究和开发了一些水性环氧新品种，而我国由于在这方面的研究起步较晚，所开发的品种与溶剂型相比存在一定的缺陷，价格也比较昂贵，从而使规模应用受到了极大的限制。而无论是国外还是国内对环氧树脂要么水性化，要么有机硅改性，还未见既水性化，又进行有机改性两者相结合的报道。从现有水性化环氧树脂产品使用情况来看由于单一的环氧树脂水性化或有机硅改性环氧树脂在机械性能上存在着一定的缺点，这可能是改性产品水性化或有机硅改性时，也使原有的环氧树脂的环氧基大量消耗，从而使改性后的树脂失去了原有的机械性能。本项目的研究就是要解决这一关键问题，即水性化，有机硅改性反应都尽量不使环氧树脂中环氧基减少或消失，确保改性后环氧树脂原有特性。我们研究方法是环氧树脂水性化接枝反应靠自由基转移使环氧树脂分子中的亚甲基CH2(或CH)成为活性点通过单体聚合而引入亲水性基团，有机硅改性是通过环氧树脂链上的羟基与端基氯反生形成大链能的SiO键的方式来引入有机硅，整个接枝改性过程中不仅不消耗环氧基，并且还提高了树脂固化物的高密度，使树脂既增韧，又提高其耐热，耐冲击、耐磨，硬度等各项性能。只有这样才能使有机硅改性环氧树脂水性化产品达到广泛应用前景。本项目研究就是基于上述原因既要解决环氧树脂水性化，又要用有机硅对水性化树脂进行改性，使最终产品有机硅改性环氧树脂水性乳液在应用到地坪涂料中，其地坪涂料产品在机械性能方面与溶剂型相当，在价格上具有较好的竞争力。从而使有机硅改性环氧树脂水性化产品达到规模应用，以取代溶剂型环氧树脂在地坪涂料中一统天下的格局。（三）项目技术先进性，对相关领域技术进步的推动作用目前国内外已有不少有机硅改性环氧树脂方面的文献报道，但采用的方法只解决了有机硅改性环氧树脂的一方面，未见既有环氧树脂有机硅改性，而又保持原有环氧树脂环氧基而水性化的报道。本项目采用方法是：首先自乳化法又称化学法，使环氧树脂首先水性化，即将极性基因引入环氧树脂分子骨架中，使其具有亲水性，从而可以在水中分散。采用以环氧树脂为母体，甲基丙烯酸，甲基丙烯酸甲脂及苯乙烯为接枝体系，通过自由基接枝聚合，合成了一种在分子结构图既具有环氧基团，又具有亲水基团的接枝型环氧树脂。再次是将上述具有亲水基团的接枝型环氧树脂与我省有着丰富资源重点发展的有机硅产品即二甲基二氯硅烷反应。通过二甲基二氯硅烷的端基氯与亲水型环氧树脂环氧链上的羟基反应生成大键能的SiO链的方式来引进有机硅，改性过程中不仅不消耗环氧基，并且还能提高树脂固化物的交联密度，所以既能增韧树脂，提高其耐热，耐冲击等各项性能，又能使树脂水性化，从而达到提高性能，保护环境，节约资源的目的。本项目研究就是利用上述特点，研究既水性化又具有有机硅改性的环氧树脂优良性能的环氧地坪涂料，以满足地坪涂料高硬度，高耐磨、高耐化学性的水性环氧树脂乳液，研究内容主要包括如下方面：(1)研究环氧树脂通过化学改性，环氧树脂水性化自由基接枝聚合工艺条件。(2)研究水性环氧树脂采用二甲基二氯硅烷的改性的工艺条件。(3)研究有机硅改性接枝环氧树脂水性化产品的乳液粒径分布，考察乳液稳定性。(4)研究有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液配制地坪涂料的配方工艺。并对地坪涂料性能与溶剂性环氧树脂地坪涂料进行比较。(5)通过这些探索和创新，确定生产二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂水性乳液工艺条件，并在100吨/年规模的工业设备上进行放大试验，优化该水性乳的工业生产工艺条件、参数和应用推广试验数据。传统的环氧地坪涂料固含量低，有机溶剂含量达50%，这些有机溶剂在涂料的制造及施工阶段排入大气，污染环境，危害人类健康。根据我国涂料工业的发展现状及相关工业的发展要求，21世纪我国涂料工业发展指导思想是：大力发展高性能、低污染的水性涂料品种，其中水性环氧地坪涂料逐步取代溶剂占领环氧地坪涂料市场，其基材环氧树脂水性乳液将得到极大的发展，前景广阔。 本项目二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂水性化研究符合我省的产业政策。既可以使在我省有丰富资源的有机硅产品开辟新的使用途径,又可以使在我省有着广阔市场的环氧地坪涂料从溶剂型向水性转变,从而使涂装了水性环氧地坪涂料的工厂车间、办公场所、学校更加美观环保，极大地消除了过去由于使用溶剂型环氧地坪涂料造成的空气污染，损害人民的健康，也可避免过去溶济型环氧地坪涂料施工过程中容易产生的易燃易爆不安全的危险。使用水性环氧地坪涂料既安全、简单又环保，且又节约石油资源。所以本项目是一个承上启下即可开发我省有机硅资源用途，又可使我省有广阔市场的环氧地坪涂料更加安全、环保，符合国家、我省的产业政策，是大力发展领域。本项目研究开发的环氧树脂水性化的环氧地坪涂料的性能与溶剂型相当，在价格上可以进行竞争。随着我国对环境保护和可持续发展的日益重视，节约资源，保护环境符合我国科学发展观。而有机硅改性接枝环氧树脂水性化研究，由于体系避免了有机溶剂使用，又使我省重点发展的有机硅产业在深加工，向高附加值方向开避了一个新的领域。所以本项目研究具有环境友好，资源节约，对我省经济社会发展具有现实意义。（四）项目进展项目在实验室进行了一些实验，从实验结果来看试验效果不错，初步达到了预期目标。从前期市场调研水性环氧地坪涂料用基材的有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液市场前景广阔，且在我国未见工业化生产，所以是一项很有发展高附加值项目。二.技术方案(一)项目技术关键点或创新点，项目完成时达到的技术水平1.本项目研究的主要技术关键有两个第一是化学法接枝环氧树脂水性化树脂合成。主要考察环氧树脂接枝水性化过程中，丙烯酸类单体，引发剂的使用量比例，从而使环氧树脂接枝率最大化，环氧树脂接枝后环氧基不受到影响，这一过程要解决的技术关键是使自由基聚合接枝发生在环氧树脂分子中的亚甲基CH2（或CH）链上而不使树脂环氧基开环。第二是用有机硅改性接枝环氧树脂，使改性发生环氧链上的羟基反应生成大键能的Si0链，改性过程也不消耗环氧基。从而使有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液不但具有环氧树脂性能,且实现基综合性能的优化和显著提高目的。2.项目研究的创新点是环氧树脂接枝水性化。对于环氧树脂水性化改性的方法可分两大类，即外加乳化剂和化学改性法。外加乳化剂是在加入一定量乳化剂的作用下，借助物理手段（如超声波振荡，高速搅拌或均质机乳化等）将环氧树脂以微粒状态分散于水中，形成稳定的水性乳液。这样得到的乳化体系一般难以达到理想的贮存稳定性。同时由于使用较多的乳化剂，且其大部留在固化物中，从而使固化物的机械性能，耐水性和耐溶剂性等比溶剂性差。化学改性法主要是通过环氧基的开环反应引入极性基因或通过自由基引发接技反应将极性基因引入环氧树脂链上，使环氧树脂获得水分散性。但开环反应会使改性的环氧树脂失去部门具有较大反应活性的环氧基，使改性物形成的交联结构疏松，固化物性能差。基于上述水性化的缺陷，本环节的技术关键是接枝反应采用的是将环氧树脂溶于溶剂中，再投入丙烯酸类单体及引发剂，靠自由基的转移使环氧树脂分子中的亚甲基CH2（或CH）成为活性点而引发丙烯酸类单体聚合。这种方法理论上不破环氧基，但接枝反应与丙烯酸类单体自聚是一对竞争反应，选择好引发剂，并控制引发剂和接枝丙烯酸类单体量，从而提高接枝反应中的接枝率，以达到既具良好的水性乳液，其成膜有较好性能的目的。采用二甲基二氯硅烷改性接枝环氧树脂水性乳液，本改性研究采用端基氯与环氧链上的羟基反应生成大键能的SiO链的方式来引进有机硅，改性过程避免过去常用的环氧树脂环氧基开环，使环氧树脂环氧基减少乃至消失，树脂失去其特性。本研究在引入有机硅改性过程中不仅消耗环氧基，并且还提高了树脂固化物的交联密度，所以既能增韧，又能提高其耐热，耐冲击等各项性能。3.项目完成时达到的技术水平A.项目完成后达到的目标为：(1)确定有机硅改性接枝环氧树脂水性化乳液的性能与结构，使其最佳合成工艺条件。(2)提供有机硅改性环氧树脂水性乳液样品，乳液稳定性在6个月以上，制定乳液的企业标准。(3)确定改性乳液水性环氧地坪涂料配方，其产品质量达到企业标准（待制定）。(4)建立年产100吨有机硅改性环氧地坪涂料中试生产线一套。(5)提供改性乳液样品及利用其乳液生产水性环氧地坪地坪涂料产品检测报告，提交项目研究报告。B.项目主要技术指标(1)有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液技术指标：外观： 乳白色分散液带蓝光固含量： 48%2稳定性： 6个月粘度/Pa.s： 0.05-2粒径（um）： 1.0最低成膜温度（）：10用有机硅改性乳液研制的水性环氧地坪涂料产品性能指标： 涂膜外观：平整光滑 表干时间/h： 4 实干时间/h： 24 附着力（划圈法）/级： 1 铅笔硬度/H： 2 抗冲击性/kg.cm：50耐磨性(1000转，250g)/g： 0.01 粘结强度/MPa：2.5 耐酸、碱性(10%,25)：30天涂膜无变化 耐45号机油： 30天涂膜无变化耐水性（25）： 30天涂膜无变化（二）项目技术方案(1)技术路线A. 接枝环氧树脂水性乳液合成本乳液的合成是丙烯酸类单体与环氧树脂（E-51或E44）在引发剂作用下，通过改变各组分的比例。在适当的工艺条件下，靠自由基的转移使环氧树脂分子中的亚甲基CH2（或CH）成为活性点而引发丙烯酸类单体聚合，而不使环氧树脂中的环氧基开环而消耗。其环氧树脂接枝水性化反应的主反应式为：B.有机硅改性接枝环氧树脂水性化乳液用二甲基二氯硅烷来改性接枝环氧树脂，控制反应物比例和工艺条件，通过端基氯与接枝环氧链上的羟基反应生成大键能的Si-O键的方式引入有机硅，改性过程不破坏树脂的环氧基，且使改性后的树脂性能得到显著的提高。其改性后的主产物为：C.第三阶段是有机硅改性接枝环氧树脂水性化。其原理是将有机硅改性接枝环氧树脂与弱碱中和成盐加水即为有机硅改性接枝环氧树脂水性化乳液。(2)工艺流程有机硅改性接枝环氧树脂水性化乳液合成工艺流程图：(3)主要技术参数A.硅改性接枝环氧树脂水性乳液技术指标：外观： 乳白色分散液带蓝光固含量： 48%2稳定性： 6个月粘度/Pa.s： 0.05-2粒径（um）： 1.0最低成膜温度（）：10B.用有机硅改性乳液研制的水性环氧地坪涂料产品性能指标： 涂膜外观：平整光滑 表干时间/h： 4 实干时间/h： 24 附着力（划圈法）/级： 1 铅笔硬度/H： 2 抗冲击性/kg.cm：50耐磨性(1000转，250g)/g： 0.01 粘结强度/MPa：2.5 耐酸、碱性(10%,25)：30天涂膜无变化 耐45号机油： 30天涂膜无变化耐水性（25）： 30天涂膜无变化（三）项目执行过程中各阶段内容、目标2007年1月2007年6月(1)进一步对有机硅改性接枝环氧树脂水性化乳液合成和应用调研，资料查阅，合成研究方案的初步确定。(2)合成乳液的原材料，仪器设备的购置。2007年7月2007年12月(1)化学接枝环氧树脂水性化合成中环氧树脂、丙烯酸单体，引发剂用量比例反应温度等工艺的探讨，以确定最佳物料比例和工艺条件。(2)对接枝环氧树脂合成产物进行分析。(3)研究有机硅对接枝环氧树脂合成产物的比例及其工艺条件。(4)对合成的有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液进行分析，以确定其工艺条件。(5)将合成的乳液进行水性环氧地坪涂料的应用，测试使用效果。2008年1月2008年5月(1)对上述工艺条件进一步优化，最终确定有机硅改性接枝环氧树脂的最佳物料配比、工艺条件。(2)对合成的乳液进行检测和应用该乳液调制的地坪涂料试用并进行性能检测。(3)制订乳液和该乳液地坪涂料产品标准。(4)进行实验阶段小结，为放大试验做准备。2008年6月2008年9月(1)对实验室小试有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液合成进行放大试验，合成100kg样品。(2)对放大试验样品分析、检测及应用性能评价。2008年10月2008年12月(1)完善合成研究工艺参数，确定应用最佳配方工艺。(2)总结编写研究试验报告。(3)项目鉴定验收。（五）项目经费预算情况 1.经费预算本项目研究所需总投资预算为25万元，其中自筹5.0万元，申请课题资助20.0万元，其经费来源及预算列入表1，和表2，表1 资金来源及筹措单位:万元序号来 源金额序号来 源金额1申请课题拨款20.05主管部门资助2申请单位自筹5.06银行贷款及其他3合作申请自筹74成果应用单位资助合计25.0 表2 总经费支出预算表单位：万元科 目预算金额一、固定资产10.01、仪器购置10.0二、研究试验费7.81、材料样品费2.02、试验费2.53、燃料动力试验材料费1.04、外协检测及加工1.85、其他0.5三、间接费7.21、放大试验费4.52、调研费0.53、鉴定费1.04、资料费0.45、管理费或其他0.8合计25.02.新增投资本项目研究预算全部为新增投资和试验费，其经费使用明细预算如下：A.固定资产本项目研究预计固定资产投资为10万元，主要用于仪器购置，其明细列入表3表3 仪器购置一览表 单位：万元序号设备仪器名称规格或型号数量金额产地14820型旋转不锈钢反应釜12.5L12.8国产2LJK-3型微粒度测定仪0.01-30um15.0国产3旋转式反应器1L10.8国产4NDJ数字粘度计101105Pa.s10.6国产5真空泵X-7010.8国产合计10.0B.试验费用表4 试验材料明细表序号材料名称购置数量单价（元/单位数量）材料费（万元）1有机单体1000202.02各种试剂400150.63引发剂80500.44实验费2.55外协检测加工费1.86小试放大试验4.57电器、五金工具0.2玻璃仪器等易耗品0.4调研、鉴定、资料费1.9管理费及其他0.7合计15.0三.项目实施条件1.现有技术和工作基础某省科学院应化所在过去的研究中先后进行过有机印染助剂的研究，有机硅改性丙烯酸酯水性涂料的研究，改性硅微乳的研制等，在有机硅改性树脂方面有相当的积累，有机硅利用也是本所重点研究和发展的学科。另外，某省科学院应用化学研究所为某省科院天工科技有限公司产品发展需要，适应防腐防火环保等功能一体化特种涂料的制备要求，已进行过有机硅改性氟树脂乳液聚合的相关研究工作，为使建筑涂料性能更优异，先后进行了SiO2杂化水性聚氨酯合成及在外墙中应用和环氧树脂改性环氧地坪涂料的研究探索，取得了一定的效果，积累了在此方面的丰富经验，为将进行的有机硅改性接枝环氧树脂水性化研究打下了扎实的基础，为使本研究解决环氧接枝，有机硅结构改性提供了成功的保证，以便更加优化环氧树脂接枝，有机硅改性工艺及组成参数，使项目开展提供有利条件。2.已具备的实施条件本项目研究开发所需的研究人员组织由某省科学院应用化学研究所落实并已投入万元资金进行预研。项目开发所需的检测某省科学院应用化学研究所可解决，某省科院天工科技有限公司有500升的不锈钢聚合釜装置（含冷凝器）一套，乳化分散器一套，加热和真空系统各一套，供水5吨/日，电（装机容量）约50KV，生产场地面积约500m2及办公等设施，具备放大和应用试验所需的设备和实施条件。从而为项目的试验和实施，全面完成目标任务提供从技术、人员、资金的保证。3.项目申请单位人才资源某省科学院应用化学研究所是我省从事化学化工应用开发的专业研究所，所有在职职工43人，专业技术人员41人，其中研究员12人，副研究员18人，中级职称技术人员21人，4人享受国家政府津贴，专业技术人员结构比例合理。讫今承担过国家“六五”“七五”“八五”攻关项目和省部级攻关项目86项，获科技成果78项，其中国家科技进步二等奖，中科院科技进步一等奖1项，省部级科技进步二等奖3项，三等奖4项，国家发明专利5项。数十项成果已转化为生产力。具有较强的科研开发实力，学科和专业在省内、国内均具有一定的影响。某省科院天工科技有限公司是某省科学院应用化学研究所资金入股。结合民营资本组成的科技开发型有限责任公司，也是某省科学院应用化学研究所以探索本所科技成果前期转化和中试基地新模式为目的组建的股份制企业。现有员工21人，大专以上人员10人。公司专职的生产技术管理科技开发人员5人全部为某省科学院应用化学研究所职工。华东理工大学材料科学与工程学院博导陈建定教授为公司的技术顾问。主要生产经营特种涂料和特种胶粘剂及其树脂和助剂等化工产品的开发。公司自2003年10月注册成立以来，在xx董事长的带领下，已建成水性，油性涂料生产线各一条。并于2004年4月通过ISO9000质量保证体系认证。目前已生产系列建筑乳胶漆30余吨，完成产值近30万元。为了研发高性能外墙涂料。公司与某省科学院共同开发的SiO2杂化水性聚氨脂乳液已完成小试研究，正组织中试扩大并进行外墙高性能弹性乳胶漆的应用开发。公司有生产场地1000余平方米。产品研究开发实验室20平方米。产品检验室20平方米和相关涂料检测仪器价值8万余元。具有较强的产品技术开发优势。主要项目负责人情况：xxxx，男，1962年9月生，副研究员，现任某省科学院建筑及特种涂料研究室主任。1984年7月毕业于某大学化学系有机化学专业，于同年7月分配到某省科学院生物资源研究所，主要从事制浆造纸及纸用添加化学品研究工作，先后参与国家“六五”“七五”田菁胶在纸袋纸中的应用、改性田菁胶在印刷中的应用国家重大攻关课题的研究实验工作，并取得了很好的效果，此项目获国家科技进步二等奖，中科院自然科学一等奖。1994年调入某省科学院应化所一直从事机化学的合成研究，在此期间，先后承担了鄱阳湖意大利杨树制浆造纸试验研究、废涤纶制取增塑剂DOTP的研究、主持谷壳龙生产优质白炭黑研究、SiO2杂化水性聚氧酯乳液合成及在外墙乳胶漆中的应用。主攻精细化工和水性涂料的开发与研究，特别是在水性涂料研究中有独到之处，开发成功了SiO2杂化水性聚氨酯乳液合成及在外墙乳胶漆中的应用。并成功开发且商品化的各种特种涂料。作为从事水性涂料研究者，本项目即为解决现有水性环氧地坪涂料中的某些缺陷而设计的有机硅改性环氧树脂水性乳液研究，作为项目的负责人，有能力和课题组同事完成这一项目，使研究达到满意的预期效果。xxxx，男，1958年3月生，高级工程师，某省科学院应用化学研究所副所长。1982年元月华东化工学院高分子化工专业毕业分配至省国防科工办某经纬化工厂工作，1995年获高级工程师职称，1984年完成原航天部：端羧基丁二烯-丙烯腈液体共聚物合成研究课题获部科技进步三等奖，1985年在承担工厂FG-41，FG-42军品型号固体推进剂研制任务外，还作为骨干成员参加聚丙烯酸脂乳液聚合及内外墙涂料研制,研究开发的聚氨脂衬里材料成功用于军品抗烧蚀衬层。1987年主持开发聚氨酯防水胶，获国家科委完成成果证书，1988年5月起任开发科长，主持N，N-二甲基苯胺的小试合成，并作为第二负责人进行了100吨规模扩试。19901994年，主持了单组份湿固化聚氨脂防水涂料和利用丙酮丙烯腈为原料合成双丙酮丙烯酰胺，利用乙炔气合成丁炔二醇及其他炔醇类化合物的前期研究开发。1995年主持综合利用电渣粉煤灰制造纤维增强硅酸钙板项目。1998年通过省经贸委验收获优秀新产品三等奖。1998年任副厂长、总工程师，主持湾里民品线工作，2002年9月，调某省科学院应用化学研究所工作，任副所长，2003年开展紫外光固化涂料开发前期工作，并致力筹建某省科院天工科技有限公司工作，组织完成了内外墙环保乳胶漆的开发与生产。2003年11月应xx董事长要求主持了某省科学院应用化学研究所与某省科学院天工科技有限公司达成协议开发SiO2杂化聚氨脂合成及其在外墙涂料中的应用研究课题，于2004年5 月完成小试研究，6月23日通过省科技厅组织的专家鉴定。在有机合成和聚合反应领域有较坚实的理论基础和丰富的实践经验。某省科学院应用化学研究所是我省专门从事化学及其产品开发的专业研究机构，在化学合成交分子聚合研究及制备技术等方面有较强的优势，本课题配备的科研人员在有机合成、高分子材料的聚合与制备，涂料研究与开发等方面积累了很强的知识和经验。同时具备本课题研究所需的主要设备条件和基本的分析检测仪器。专用仪器根据课题研究的使用频率采用购置或外协检测.本项目研究拟定的中试开发基地，某省科院天工科技有限公司是我所为促进成果转化入股建设的一个成果应用转化开发基地，目前具有生产场地1000余平方面，涂料生产线两条，并正在组织实施纳米SiO2杂化水性聚氨酯乳液合成年产200吨的中试，同时，在项目研究初期，公司将在人力，物力上为本项目研究积极提供支持，有利于本项目的研究进程，在本项目研制成功时，具备投入实施的条件。4.项目组人员专业结构、职称结构主要研究人员分工表5姓名年龄职务职称所在单位在课题中的分工xx43副研、室主任某省科学院应化所项目方案总设计合成研究xx47高工、总经理某省科院天工公司合成研究xx41研究员、所长某省科学院应化所工艺设计xx39助研某省科学院应化所合成试验xx49研究员、副所长某省科学院应化所扩大试验xx28硕士、研习某省科院天工公司扩大试验xx27硕士、研习某省科学院应化所应用测试xx55正研、室主任某省科学院应化所技术指导xx41副研某省科院天工公司应用试验5.项目新增投资筹集情况本项目研究预算全部为新增投资，其经费使用明细预算如下表6表6 项目投资与资金筹措表序号项 目金 额（万元）1投资总额25.0固定资产投资10.02资金筹措自筹资金5.0其中：已完成投资3.0 新增投资2.0申请科技三项经费20.0借（贷）款(1) 固定资产本项目研究预计固定资产投资为10万元，主要用于仪器购置，其明细列入表7表7 仪器购置一览表 单位：万元序号设备仪器名称规格或型号数量金额产地14820型旋转不锈钢反应釜12.5L12.8国产2LJK-3型微粒度测定仪0.01-30um15.0国产3旋转式反应器1L10.8国产4NDJ数字粘度计101105Pa.s10.6国产5真空泵X-7010.8国产合计10.0(2)申请经费的主要用途本试验研究申请的资助经费50%用于设备仪器的购置，50%用于试验材料和试验研究费用，详细用途列入表8表8 申请资助经费用途表 单位：万元科 目金 额备 注1、仪器设备费10.01.1设备购置4.41.2检测仪器购置5.62、研究试验费7.82.1 材料样品费3.02.2 试验费2.52.3 外协检测加工费1.82.4 其他0.53、间接费7.23.1 小试放大试验费4.53.2 调研、鉴定、资料费1.93.3 管理费及其他0.8合计25.0本项目已经作为某省科学院应用化学研究所重点开发项目，受到高度重视，2006年7月已从所部拨付3万元用于项目前期调研启动，并对原涂料实验室进行了整修和改造。某省科院天工科技有限公司作为合作单位之一，为本项目拨付2万元进行预研究。 （3）分年度用款计划本项目是研究计划2年完成，自2007年1月至2008年12月。经费使用主要集中接枝聚合和有机硅改性研究，经费使用列表如下：表9 经费年度使用计划表 单位：万元 序号科 目预算数2007年使用计划2008年使用计划备注1合计25.015.89.25.0(自筹)2仪器购置10.010.03研究试验费7.84.53.33.1材料及样品费3.02.01.03.2试验费2.51.51.03.3外协检测及加工费1.80.81.03.4其他0.50.20.34间接费7.21.35.94.1小试放大试验费4.54.54.2调研资料鉴定费1.90.91.04.3管理费及其他0.80.40.4四.项目预期经济效益(一)市场预测随着我国经济社会的不断发展，人们对节约资源，环境保护要求越来越高，许多国家相继颁发了有关控制挥发性有机化合物（VOC）的法令。环保法规不断强化，资源越来越紧张，市场上迫切需要无公害涂料及涂装技术，而水性涂料，粉末涂料和高固体分涂料这些所谓的环保型涂料在国外已经成为发展趋势。在国际方面，水性涂料是目前产量和需要量均占首位的新型涂料，这是因为其符合环保要求，具有VOC含量低、毒性小、无火灾危险性，涂装简便，安全卫生的特点。作为用来配制涂料的基材树脂的水性化是水性涂料性能好坏的关键。目前在我国随着人们生活的提高，生产力的发展，对生活和工作环境的美化及某些特殊行业（如医药、食品等）需要。现在大量的工厂车间、办公场所都对地面进行了环氧地坪涂料的涂装，使工作环境优美。但在这些环氧地坪涂料中几乎都是溶剂型，只有少量的水性环氧。所以性能优异的水性环氧树脂乳液必将有巨大的发展，也将为改变我国在地坪涂料基材方面由溶剂型到水性化转变做出一定的贡献。因此有机硅改性环氧树脂水性乳液具有非常巨大的市场前景。(二)预期盈利水平项目产品成本分析、产品单位售价与盈利预测目前由水性环氧乳液生产的环氧地坪涂料其销售价一般在40元/kg，本项目研究的产品，根据理论设计分析环氧树脂自由基接枝聚合水性化和有机硅改性，其乳液成本预计在25元/kg左右，其具体单位生产成本估算见表10。表10：改性接枝乳液单位生产成本结算表（每吨）序号项目单价（元/kg）单耗（kg）单位产品成本（元/吨）1原材料及外协件1.1环氧树脂2730081001.2甲基丙烯酸205010001.3甲基丙烯酸甲脂1710517851.4苯乙烯13506501.5引发剂40208001.6有机硅8302401.7中和剂2010020001.8其他4850小计194252燃料动力2.1电0.85150012752.2水4015600小计18753.工资及褔利费25564.制造费900合计24756按年产100吨/年中试有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液，其乳液销售价为35元/kg计算其经济效益如表11：表11 经济效益分析表项目金额（万元）备注销售收入生产成本销售费用税收纯利润350.00247.5617.5021.0063.94按5%计算按6%计算由表11可知，该产品具有良好的经济价值，规模达产后，年创税利可达84.94万元。且其性能远远优于现有的水性乳液。由此可见项目的开发成功可获较好的经济效益。 (三)预期产业化前景本项目研究开发的产品与现有的环氧地坪涂料基材相比，具有如下优势。(1)采用有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液是以水为分散介质，具有环保，节约资源，符合我国循环经济。节约型社会发展方向。(2)所合成的水性环氧树脂乳液，不但保持环氧树脂原有特性，还使其耐热性、耐磨、耐化学性、抗冲击力有显著的提高。(3)有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液扩大了原有树脂的使用领域，可在如医药、食品、卫生、办公场所等环保要求较高的地坪涂料中作为首选基材。(4)由于乳液以水作为分散介质，从而使产品更加安全，操作更为简单方便，施工条件更宽松。(5)产品成本可控制与现行产品相当，其销售有更强的性价比优势。由此可见，项目产品的开发成功，具有很强的竞争优势。本项目产品的市场策略将是一个积极稳定，渐进的过程，首先利用放大试验所生产的产品在水性环氧地坪涂料中进行配方试用，待取得完善的应用效果及相关技术成果后，作为性能可靠，稳定的乳液向环氧地坪涂料中作为基材进行大力推广使用，并在其它涂料应用方面进行试用。某省科院天工科技有限公司是研究开发、生产、销售建筑涂料、耐磨材料，各种特种涂料为主要经营方向的科研与民营资本联合体。目前公司有涂料生产线两条，生产场地千余平方米，有产业化的主要基础条件保证，能为本项目产品的产业化提供有力的资金等各方面条件保证。同时，本项目虽然是以开发水性环氧地坪涂料用基材的有机硅改性接枝环氧树脂水性乳液为目的而进行的，一旦项目研究开发成功，使我省有机硅的利用开发新的途径，形成丰富的环氧树脂各类有机硅改性系列产品。从而使产品形成梯度系统开发的效应。(四)项目实施风险分析1.技术风险本项目研究中可能存在的风险是：由本合成是靠自由基转移使环氧树脂分子中的亚甲基CH2成为活性点而引发丙烯酸类单体聚合。这种方法虽然理论上不破坏环氧基但接枝反应与丙烯酸类单体的自聚是一对竞争反应，使接枝率受到一定的影响，引入亲水性单体有限，使乳液稳定性差。因此，我们在接枝的同时，再选用一种能自交联功能的开环试剂对环氧树脂的环氧基进行适量的开环，以提高乳液的稳定性。2.市场风险涂料基材水性化是国内外发展的趋势、研究和开发的重点。因此，只要项目研究开发的产品性能达到预期的目的，同时形成完善的生产管理，质量控制体系，保证产品质量性能的稳定，就不会存在市场风险。但由于产品应用领域的习惯性和施工操作的可变性，可能会有以下方面的市场风险。(1)长期以来我国在环氧地坪涂料方面几乎都使用溶剂型环氧地坪涂料，在环境保护还没有强制执行以前要改变这种惯性，就需要一定时间的实际应用试验，市场推广，需要有一定的资金支撑市场开发推广。(2)好的产品必须有好的施工手段和工艺来保证，对涂料产品来说