插层化学实验室(林彦军)

发布时间:2019-12-11

    项目团队基本情况

  

1.    项目团队主要研发领域

插层化学实验室主要围绕超分子插层结构功能材料的结构设计、插层组装方法及性能研究开展应用基础研究、工程化研究和产业化建设工作。

2.    项目团队已拥有的实验室成果情况及开展相关领域科技成果中试、产业化研**况

超分子插层结构功能材料是近年来新兴的一类功能材料,通过对其组成结构进行科学设计,赋予其新的性能或使其性能得到提升。经多年研究,课题组发展了超分子插层结构无铅PVC热稳定剂、无卤高效抑烟剂、选择性红外吸收材料、紫外阻隔材料、轮胎气密材料等多种先进功能材料,广泛应用于PVC制品、阻燃橡塑材料、保温农膜、耐紫外老化沥青和阻气轮胎等多种产品和领域,表现出来了良好的应用性能。

近年来,课题组针对传统共沉淀工艺生产超分子插层结构功能材料副产大量无机盐、产生大量洗涤废水的缺点,创制了100%原子经济反应的清洁生产工艺路线,以我国优势无机矿产资源水镁石为原料,突破了原料离解、成核、晶化、插层等相关过程的活性位控制技术、高压高剪切晶化等关键技术等系列关键技术,一步反应制备超分子插层结构功能材料。反应原料中的原子全部进入产物,属于100%原子经济反应,产品不需洗涤即可进行干燥处理,单位能耗和用水量大幅度降低。

课题组通过系列工程化和产业化研究,突破了成核/晶化隔离、非平衡晶化、等电点原位改性、清洁生产工艺等20余项关键制备技术,创制了旋转液膜反应器、高压高剪切晶化釜等关键生产装置,先后在北京化工大学、江苏江阴、北京昌平和山东临沂建成了1100/年通用技术中试平台、61000/年产业化示范装置,使无铅PVC热稳定剂等一系列具有高附加值的超分子插层结构功能材料进入市场并逐步得到广泛应用,相关产品受到了江苏联盟化学、湖南犇星、济南泰星等国内数十家企业的普遍认可。其中紫外阻隔材料用于耐紫外老化沥青的制备,使沥青的使用寿命延长3倍以上,解决了沥青耐紫外老化能力弱的世界性难题。采用超分子插层结构紫外阻隔材料制备的耐紫外老化沥青在长深高速、丽攀高速、丹锡高速和中亚轮胎试验场等项目建设中获得实际应用,共铺设示范路段26余公里。此外,超分子插层结构抑烟剂添加到高分子材料中能够吸附高分子材料燃烧时释放出的酸性小分子气体,对EVAPEPPPVC等树脂具有很好的抑烟效果,在1~5phr的添加量情况下即可使燃烧产生的烟密度大幅度降低,同时不影响其阻燃性能,显著优于氢氧化铝、氢氧化镁,与钼系抑烟剂相当,但价格优势明显。

相关成果获得国家技术发明二等奖1项、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖2项、科技进步一等奖1项,北京市科学技术二等奖1项。

3.    项目团队在相关领域拥有的知识产权(含正在申请)情况

    课题组在插层化学领域共申请国际发明专利9件、国家发明专利60余件,获得美国发明专利授权3件、国家发明专利授权37件,相关专利覆盖了产品结构、关键制备技术、关键生产装置和产品应用等多个方面,构筑了较为完整的自主知识产权体系。