化工材料领域科技合作.doc

材料科学与工程学院化工材料领域科技合作目录产学研主要合作项目3主要技术合作方向4待转化技术成果5项目名称：低成本热熔胶5项目名称：全降解热熔胶7项目名称：聚氨酯胶粘剂9项目名称：可降解包装塑料（改性淀粉塑料）11项目名称：水性环氧涂料15项目名称：特效抗静电剂17项目名称：环氧砂浆19项目名称：混凝土减水剂20项目名称：聚氨酯砂浆22产学研主要合作项目随着化工材料行业的发展，产品更新换代的加快，化工类企业对新技术新产品的需求越来越强烈。同济大学材料学院本课题组本着与广大企业单位合作的原则，共同促进民族化工材料行业的技术进步。主要面向企业提供相关技术咨询，技术开发，产品检测，复杂物质剖析、专利咨询等多项技术服务。本技术开发促进中心，主要提供的服务有：一、 技术咨询1、 相关产品研发方案的咨询。2、 企业产品专利的撰写、申请及保护咨询。3、 相关竞争产品专利的检索、翻译及解读。4、 工业化机械选型咨询。二、 技术服务1、 复杂样品成分剖析，相关样品分析，出具技术分析报告。2、 相关化工材料企业技术培训（包括具体技术细节、最新技术动态以及产品发展方向等）。三、 技术开发1、 进行相关产品的技术攻关和开发，使产品达到企业需要的性能及成本指标。2、 为企业进行相关产品的小试及中试开发。四、 技术转让转让化工材料行业相关最新技术研发成果，并协助企业形成产业化应用。五、 共建研发中心与相关企业合作共同建立“高校企业联合技术研发中心”，作为企业的技术支持部门，为企业提供专利、技术情报、研发方案、技术开发、技术项目申报以及技术培训等全方位的技术服务。主要技术合作方向一、 胶粘剂方向复合型胶粘剂、合成橡胶型胶粘剂、树脂型胶粘剂、 厌氧胶、结构胶、热熔胶、瞬间胶、压敏胶、其他合成胶粘剂。二、 工程塑料改性方向工程塑料（PP、PE、PA等）增强、增韧、增塑、提高耐热性、耐磨性等。三、 可降解塑料方向改性淀粉、塑化淀粉等。主要目标：降低企业原材料成本，可降解环保型塑料减少白色污染。四、 化工助剂方向合成材料抗氧化剂、光稳定剂 、防静电剂、热稳定剂、防霉剂、填充剂、偶联剂、防老剂、促进剂、抗冲击剂、脱模剂、防雾剂、合成材料阻燃剂 、硫化剂 、增塑剂 、软化剂 、发泡剂及其他合成材料助剂。五、 其他相关化工材料方向化工材料类企业在实际生产过程中遇到的技术难题等。待转化技术成果项目名称：低成本热熔胶一、 项目基本情况1、 所属领域：胶粘剂，热熔胶2、 项目简介：热熔胶作为一种使用方便、对环境无污染的胶种,近年来用量越来越大。热熔胶的品种目前主要有乙烯- 醋酸乙烯型(以下简称EVA) 、聚酰胺型、聚酯型等。其中,由于EVA 热熔胶制备方法简便，适用范围广,主要用于印刷，书籍胶订包装等领域，其用量居热熔胶之首。但是，EVA材料不易降解，在书籍纸张循环使用中带来较多不便，而且EVA属石油衍生产品，产品成本随国际石油价格起伏影响较大。随着石油市场价格的不断攀升,的原材料价格也在不断上涨，目前市场上EVA树脂的价格已经攀升至20000元/吨左右。这对EVA 热熔胶的生产及推广应用带来一定不利因素。在这种情况下，尽快研制开发一种低成本高性能的热熔胶成为市场上最迫切的需求。针对这种情况，本技术开发中心依托同济大学材料学院的技术优势和研究基础，成功开发出了一种以改性淀粉为主要基料，辅以热塑性树脂、其他加工助剂进行共混挤出生产低成本的热熔胶。此种新型热熔胶在确保其各方面性能的基础上，改性淀粉组分的用量占到了4060%。由于目前市场上淀粉售价在3500元/吨左右，因而这一应用将大大缩减EVA胶粘剂企业的生产原料成本。预计此项工业技术可为EVA胶粘剂生产企业缩减原材料成本近40%，大大提高企业产品在市场上的价格优势。二、 技术说明通过特殊的淀粉改性工艺路线获得改性淀粉，再将得到的改性淀粉与热塑性树脂、增黏剂、黏度调节剂、增塑剂和抗氧剂等按比例配合后进行共混挤出，其中改性淀粉为4060%，热塑性树脂为1030%，增黏剂为2030%，黏度调节剂为510%，增塑剂010%，抗氧化剂0.51%，填料010%，从而制备出具有高性能、低成本的热熔胶。本技术成果提出的热熔胶的制造方法，是通过淀粉改性和共混挤出的加工过程后，制造出高性能低成本的热熔胶。其制造步骤具体如下：(1)将淀粉与增塑剂、酸及酸酐、润滑剂和填料等按配比混合后，加入高速搅拌机内，5080，10003000rpm的条件下进行高速搅拌，制备得到改性淀粉；(2)将制备得到的改性淀粉与热塑性树脂、增黏剂、黏度调节剂、增塑剂、抗氧化剂、填料等接比例调配，并利用机械搅拌使其混合均匀；(3)将混合好的热熔胶配方料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，设定加料口到机头温度为100200，螺杆转数40200rpm；(4)将挤出得到的产物经冷却，造粒和包装等流程，即可得热熔胶产品；三、本技术成果对企业的经济价值1. 降低企业原材料成本利用本技术方法生产出的热熔胶产品，以改性的玉米淀粉为主要基体材料，此项工业技术可为EVA胶粘剂生产企业缩减原材料成本近40%，大大提高企业产品在市场上的价格优势。2. 性能优良，适用范围广利用本技术方法生产得到的热熔胶产品，产品物相均匀，性能稳定，生产设备投资小，生产成本低。同时产品的粘接性能可以通过淀粉、热塑性树脂和增粘剂的相对加入量进行调节，得到的系列化产品可广泛运用于纸盒、书籍无线装订、无纺布制作等诸多领域。3. 生产简单，无需设备改造再投资在玉米淀粉中加入特定助剂，运用高温高搅的方法进行改性淀粉的生产方法简便易行，可以在利用原有生产设备，基本无需改造设备，适宜工业化大规模生产。4. 可降解绿色环保，符合国家产业指导方向此种产品主要成分来源于淀粉，可生物降解，有利于相关纸质包装的回收，重新打浆等。项目名称：全降解热熔胶一、 项目基本情况1、 所属领域：胶粘剂，热熔胶2、 项目简介：在热熔胶的生产中，过去一般只考虑其粘接性能，而不考虑其降解性。近年来，随着热熔胶的用量的大幅增长，其引发的问题也日益凸现。生产热熔胶的基体树脂最常用的有乙烯及其共聚物、聚烯烃、苯乙烯及其嵌段共聚物等高分子有机物，由于其结构特性，使得其不能为环境中的微生物降解或水解，因此会对环境的保护及材料循环利用带来许多不利因素，其基体材料不易降解，在书籍纸张循环使用中带来较多不便。随着环保法规的日趋健全和人们环保意识的增强，生产粘接强度好并且可降解的环保型热熔胶已成为胶粘剂行业的重要发展方向。针对这种情况，本课题组依托同济大学材料学院的技术优势和研究基础，成功开发出了一种低价高性能的全降解热熔胶。本技术开发成果是通过特殊的淀粉改性工艺路线获得改性淀粉，再将得到的改性淀粉与生物可降解的聚酯、增黏剂、黏度调节剂、增塑剂和抗氧剂等按比例配合后进行共混挤出，从而制备出粘接性优良，并且生物全降解的环保热熔胶。其中改性淀粉为4060%，生物可降解聚酯为030%，增黏剂为2030%，黏度调节剂为510%，增塑剂010%，抗氧化剂0.51%，填料010%。其原材料价格低于10000元/吨。此种可生物降解胶粘剂粘结性强，适用范围广，主要用于纸盒、书籍无线装订、无纺布制作等诸多领域。二、 技术说明本技术成果提出的热熔胶的制造方法，是通过淀粉改性和共混挤出的加工工艺，制造出生物全降解环保型热熔胶。其制造步骤具体如下：(1)将淀粉与增塑剂、阻隔剂、增强剂、润滑剂和填料等按配比混合后，加入高速搅拌机内，5080，10003000rpm条件下进行1小时的高速搅拌，制备得到改性淀粉；(2)将制备得到的改性淀粉与生物可降解聚酯、增黏剂、黏度调节剂、增塑剂、抗氧化剂、填料等接比例调配，并利用机械搅拌使其混合均匀；(3)将混合好的热熔胶配方料加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，设定加料口到机头温度为100180，螺杆转数40200rpm；(4)将挤出得到的产物经冷却，造粒和包装等流程，即可得热熔胶产品；三、本技术成果对企业的经济价值1. 降低企业原材料成本利用本发明方法制备出的环保型热熔胶产品，以改性的玉米淀粉为主要基体材料，大幅降低产品的成本。2. 可降解绿色环保，符合国家产业指导方向利用本发明方法生产得到的热熔胶产品为生物全降解环保型热熔胶，可运用于可降解材料及需要回收利用的材料的粘接，根据实际使用要求调节配方，可控制胶体材料的降解时间，有利于环境保护和资源的循环利用，符合国家产业指导方向。3. 性能优良，适用范围广利用本发明方法生产得到的环保型热熔胶产品，产品物相均匀，性能稳定，生产设备投资小，生产成本低。同时产品的粘接性能可以通过淀粉、生物可降解聚酯和增粘剂的相对加入量进行调节，得到的系列化产品可广泛运用于纸盒、书籍无线装订、无纺布制作等诸多领域。4. 生产简单，无需设备改造再投资在玉米淀粉中加入特定助剂，运用高温高搅的方法进行改性淀粉的生产方法简便易行，适宜工业化大规模生产。项目名称：聚氨酯胶粘剂一、 项目基本情况1、 所属领域：胶粘剂，热熔胶2、 项目简介：聚氨酯是一种含有氨基甲酸酯（-NH-CO-O-）官能团的性能优良高分子材料，尤其是高弹性、高粘结性，良好的耐低温和耐有机溶剂性能使其得到广泛的应用。聚氨酯材料可以通过选择合成单体来实现聚合物材料性能的可控性。聚氨酯胶粘剂可以在食品包装、制鞋、汽车等行业广泛使用。本项目选用合适的聚酯或聚醚多元醇，添加二异氰酸酯、扩链剂等，制备出具有较好耐热性、较高粘结强度的双组分聚氨酯胶粘剂，也可以选用端异氰酸酯基预聚物或其封闭物制备单组分聚氨酯胶粘剂。1. 在出口产品的环保方面，我们开发了水基型或无溶剂型聚氨酯胶粘剂，避免了在固化过程中溶剂型聚氨酯胶粘剂由于溶剂的挥发造成的资源浪费和环境污染，完全满足欧盟或者美国对进口产品的质量安全检测。2. 聚氨酯胶粘剂可以在食品软包装上使用，特别是在一些需要蒸煮杀菌的软包装中，添加经过改性的，可以承受较高温度和较大湿度的聚氨酯胶粘剂，在整个过程中粘结性能不会发生下降，保证了食品包装的完整性3. 聚氨酯胶粘剂在汽车行业中使用，作为汽车内饰件的胶粘剂和密封件，通过使用水性胶粘剂或者是无溶剂胶粘剂来避免在固化过程中产生的刺激性有毒气味。4. 聚氨酯较粘剂还可以作为农业用膜之间的胶粘剂使用。同时可以通过改变不同的聚合单体，选用环氧树脂或者有机硅等材料对聚氨酯胶粘剂改性，可以生产满足不同客户要求、不同规格的聚氨酯胶粘剂。二、 技术说明胶粘剂固含量：大于50%；抗张强度：大于200 kg/cm2黏度：在600-4000mpas范围内可以通过聚合单体调节pH值：7.0-8.0项目名称：可降解包装塑料（改性淀粉塑料）成果简介：我国是“白色污染”十分严重的国家。据有关资料统计，就PVC一项的消耗，到本世纪末，我国将达到人均1.7kg/年的水平。如果再加上其它聚合物材料的应用，其数量将十分惊人。而目前对于废弃的塑料制品除少量重新回收利用外，多采取焚烧、填埋、倒入海中等方法处理。由于这类塑料制品在自然界中的分解十分缓慢（约需200年），势必将造成严重的污染和对生态环境不可估量的破坏。为此，人们采用了各种方法来解决这一问题，如以纸制品代替塑料制品等。但由于纸制品成本高，同时，造纸需要大量木材，大规模使用将严重破坏森林资源等原因，使其利用受到限制。因此，开发可以替代传统塑料的可降解性塑料及产品，解决“白色污染”问题，从而保持生态环境的经济的可持续发展就成为当务之急。在各种可降解性塑料中以淀粉添加型最为常用，究其原因，主要是在于各种淀粉来源广泛，价格便宜。同时，美国发展淀粉塑料不仅是为了解决塑料严重污染, 而且也希望能减少对进口石油的依赖, 开辟玉米淀粉的应用途径。据专家预测，在2010年前，世界生物降解塑料（可降解塑料）市场需求将每年增加30%，到2010年可降解塑料的市场规模将增加到130万吨，生产能力将达到100万吨，作为生物降解塑料中成本最低，最具产业化优势的淀粉基可降解塑料市场前景十分广阔。 本课题组，经过长达数年对可降解材料的研究，成功研制开发出了一系列淀粉基可降解聚合物材料。其主要特点有二：一、可降解环保，符合国家产业导向。二、成本低廉、易于推广，在某些领域可完全替代传统塑料。本项目特点：(1) 合理定位根据可降解塑料的特性，市场需求，合理选材，物尽其用，如PHA综合性能好，但价格过高，可首先考虑用作医用材料及与其它可降解塑料共混，改进或提高某些性能；APC阻气性好，可先从肉类、果蔬保鲜包装入门；PLA价格较低，可考虑开发薄膜、容器等包装材料及医疗卫生用无纺布、纺织品等；PVA可重点开发透明包装薄膜，阻透性材料，水溶性包装等，淀粉/PVA价格较接近普通塑料，可开发垃圾袋、超市购物袋、农用种子袋等；商品化社会中，产品价格起绝对杠杆作用，因此产品开发必须充分考虑具市场承受能力，当前在可降解塑料价格过高的情况下，可先从高附加值包装材料、医用材料、土木资材、工业包装入手，然后逐步扩大量大面广的包装材料及农用资材的应用。(2) 提高性能通过不同品种的可降解塑料共聚、共混、合金化改性，如淀粉与PCL、PBS、PEC、PLA共混制得的薄膜，可明显改进机械物理性能和阻气性能，吸湿性，耐热性、弹性率等；PLA与其它脂肪族聚酯共混可制得刚性、韧性兼优、易加工的薄膜。在易回收利用的工业包装领域，可与适量普通塑料共混改性，提高机械物理性能等；无机粉体材料、纳米材料填充改性，提高刚性、力学性能等；通过改进加工技术、结晶化速度提高强度、耐热性等。(3) 降低成本与天然材料（淀粉、纤维素等）共混；与无机粉体材料（碳酸钙、滑石粉等）共混；引进易生物降解基团或中低分子量聚合物进行嵌段共聚；在易回收的工业包装材料，可与适量普通塑料共混；从工艺过程挖潜，提高收率，降低废品率，加强边角料在线回收利用。项目产业链：农产品农产品加工淀 粉淀粉基塑料加工制成品机 械商业流通（服务）用 户废 弃回 收加工其它实用产品焚烧(回收能量)堆肥（回归自然）近期国内淀粉基生物可降解材料的主要适用范围：(1) 包装市场新型绿色包装市场潜力巨大，急待开发各种新产品以适应市场需求，如家电中的缓冲防震包装、服装、鞋类包装、化妆品、保健饮品等包装制品，根据中国塑料杂志披露，2003年全国常规塑料的市场消费量为3000万吨，年均增长率为5%，其中大约25%即750万吨被用于一次性塑料用品及包装用品，其中农用地膜超百万吨，包装用塑料制品300万吨。根据工业统计，2003年全球塑料产品使用量大约为2亿吨，一次性塑料用品及包装用品年消耗量约5000万吨，如改用生物降解材料制作以上包装物，市场前景将无可限量。(2) 一次性餐具市场前景1997年全国一次性餐具制品达100亿只，至1999年上升至120亿只，2000年需求量上升到160亿只，随着一次性塑料餐具退出市场后，淀粉基生物分解餐具将是最好的替代品。纸类制品、植物纤维类制品以及“光-生物全降解类制品”由于其价格高和不易降解而难以推广使用。因此淀粉基生物全降解餐具只要质量符合GB18006.1-1999技术要求，价格适中，其市场占有率不言而喻。(3) 膜及膜类制品市场农业用膜、工业包装用膜，超市购物袋，医疗卫生用膜制品，品种多，用量大，但基本难以回收利用，是“白色污染”的重要来源，急需可生物全分解的替代品。研制的生物分解膜及膜制品以其良好的性能取代塑料制品将有可观的市场前景。(4) 玩具市场我国现有少年、儿童2034万人，全国的玩具销售总额为3000多亿元，其中美国玩具60%的产品，香港市场的40%的产品来自我国大陆。美、德、日等国家已下令禁止使用对环境造成污染且在高温下分解出对人体有害物质的树脂作为儿童玩具材料。我国卫生部于2000年发出通知，对在食品包装中混装直接接触食品的非食用物品提出了严格的要求，而淀粉玩具将以无毒无害、价格低廉的优势占领市场而被称为“环保玩具”和“绿色玩具”。项目名称：水性环氧涂料成果简介：在涂料领域，环氧树脂涂料向高固含量、无溶剂化和水溶性化方向发展。目前，国外纯环氧涂料生产呈现下降趋势，仅占2.6，而环氧聚酯粉末涂料已上升到 50左右。此外，大量使用的还有环氧丙烯酸粉末涂料。从总的发展趋势看，今后环氧涂料发展方向是超薄膜化及100以下低温固化和高温快速固化等新型品种。环氧树脂水性化是指将环氧树脂以微粒、液滴或胶体形式分散在水中而配得稳定的分散体系。不含挥发性有机溶剂或含量很低，不燃，储存、运输和使用过程中的安全性很高，而且固化后形成的涂膜很容易去除放射性污染，而且水性环氧良好的复涂性可以方便核电站的多次装修。国外自20世纪50年代就开始了环氧树脂的水性化研究，其中将环氧树脂制成乳液是最常用的研究途径。水性环氧树脂配合固化剂最为广泛的用途是用作涂料。与传统环氧涂料相比，由于使用水取代了有机溶剂作为稀释剂，不仅在涂料的生产和施工中不会发生由于有机溶剂的挥发造成的中毒和燃烧爆炸等情况，而且可以大幅度降低涂料的成本。在施工方面，水性环氧涂料具有较好的重涂性，能够在较长的时间内仍保持较好的附着力，这是溶剂型环氧树脂不能比拟的；在施工后期，涂覆水性环氧树脂的清洗工作比较简单，使用过的容器和刷子只要用水和肥皂就可以清洗干净，与溶剂型环氧树脂相比既经济又方便环保。本产品使用水性环氧树脂，通过选择不同的固化剂，改变环氧/胺的比率不，可以制备出不同光泽、固化速度和使用期、具有较好附着力、耐溶剂性、耐酸碱性的水性环氧涂料。技术指标：附着力（级）：1级，按照GB9286-79测试；冲击强度（kgcm）：50，按照GB1732-79测试；耐磨性（1000g200次磨耗量）：65，按照GB1768-79测试。应用领域：环氧涂料最大的用途就是作为保护涂料，可以广泛地应用于屋顶防漏涂层、高架桥路面加固，各种场所包括地下室、仓库、隧道、飞机场、船体等的墙面地坪的涂料涂覆。预期经济效益：使用水性环氧涂料，相比于溶剂型环氧涂料有着环保经济的优点，能够在更广的范围内使用。在延安东路隧道中使用的水性环氧涂料，经过8年的时间仍保持较好的表面性能，可以大幅度降低由于涂料表面性能下降而重复涂刷造成的经济损失。环氧涂料新产品：1. 环氧树脂防静电涂料2. 防霉环保环氧树脂3. 环氧树脂涂层钢筋涂料4. 单组分改性环氧树脂防锈涂料项目名称：特效抗静电剂一、 项目基本情况1. 所属领域：抗静电剂，母料2. 项目简介：聚烯烃制品在生产和使用过程中极易因摩擦而产生静电，给生产和使用带来极大不便.如一般塑料包装膜因为静电吸附而不易机械灌装.特效抗静电剂是具有特殊结构的极性聚合物型高效抗静电剂，其极性基团的强离子特性导致了表面膜结合湿气的高导电性。在低湿度环境下（湿度30%）也有优良抗静电效果。 由于特效抗静电剂绝佳抗静电效果，只需用在表层。加入量1%左右可使塑料制品的表面电阻降到109。在节约成本的同时也扩大了聚烯烃薄膜的应用范围。不必加入产品芯层，然后等待迁移到表层，再形成极性导电层。从而缩短抗静电效果响应时间。标准环境下（25，湿度65%），一周内可达抗静电效果峰值。二、 技术指标独特的阴离子抗静电剂，与树脂相容性适宜，加入量1%左右可使塑料制品的表面电阻降到109，抗静电高效、持久。 对制品的光学性能无影响，加入量小就可获得极高的抗静电性能，不会增加薄膜制品的雾度（或者浊度，特别适用于BOPP，IPP，IPE等聚烯烃薄膜的生产。热稳定性好，在聚烯烃类制品的典型加工温度下热失重较小，不影响制品的加工性。无毒无味，极佳的生物降解性，可用于接触食品的包装材料中。三、应用领域：特效抗静电剂特别为高透明聚烯烃膜如BOPP抗静电功能设计的，因为它添加量低：薄膜制品中用量为：0.3%1.0% 就能获得极佳的抗静电能力，因此对产品雾度和透明性的影响很小。对于高玻璃化聚合物如PVC，PS，ABS等也有很好的抗静电效果。四、技术成熟度：（必填）：技术成熟度高，可迅速实现规模化生产。项目名称：环氧砂浆一、 项目基本情况1. 所属领域：建筑砂浆，环氧砂浆2. 项目简介：环氧砂浆是通过环氧粉末配合石英砂，添加一定量增塑剂，在一定稳定下搅拌而成，具有强度高、固化快、耐磨和粘结性能高等优点在一些工业建筑的新建和扩建工程中得到广泛的应用。将环氧砂浆注入混凝土处理好的钻孔中，可以完成的地脚螺栓和钢筋的设计和施工，工件具有高粘结性能、抗拔性能、抗疲劳性能，而且可以大幅度地降低施工时间、产品质量优异、节约成本，在一些工业建筑的扩建和改建工程、地坪涂装系统中具有良好的应用前景。本项目在制备环氧砂浆中选合适固化剂和砂浆比例，得到固化时间合适、强度与黏结性能优良的聚合物砂浆，满足不同建筑工程中固化速度和黏结强度的不同要求。二、 技术指标环氧砂浆黏结强度（MPa）：2；邵氏硬度：80；耐磨性（750g/500r，失重,g）：0.02；抗压强度（MPa）：70；抗弯强度（MPa）：30；项目名称：混凝土减水剂一、 项目基本情况1、 所属领域：混凝土外添加剂，减水剂2、 项目简介：减水剂是一种重要的混凝土外添加剂，能够最大限度地降低混凝土的水灰比，提高混凝土的强度和耐久性，减水效果超过10%的称为高效减水剂。我国近10年来正处于大规模建设时期，仅在公路建设方面就累计完成投资19505亿元。在这些大规模的建设中，工程质量的特殊要求和聚羧酸高效减水剂的优异性能，使得聚羧酸类高效减水剂已在工程中得到广泛的应用，但目前国内市场上主要依赖进口产品。“十一五”期间国家计划新增高速公路2.4万公里，沿海港口泊位129个等重大项目，需要大量的高性能减水剂来确保工程质量，这为我国聚羧酸类高效减水剂的发展提供了重要的机遇。聚羧酸（盐）减水剂的分子是通过“分子设计”人为形成的“梳状”或“树枝状”结构，及在分子主链上接有许多个有一定长度和刚度的支链（侧链）。在