在高性能碳纤维的系统制造工程中,碳纤维的上浆工艺流程是制备高性能碳纤维不可缺少的重要环节,碳纤维上浆剂的用量虽然少,仅占碳纤维重量的***%***%(质量分数),却发挥着至关重要的作用,碳纤维上浆剂的性能好坏是影响碳纤维的性能、品质和应用性的最重要的因素之一。进入21世纪以来,国家从“十一五”到“十四五”规划中都特别重视碳纤维技术的研发和产业化,使得碳纤维国产化取得了突破性进展。2022年中国大陆碳纤维正在运行的产能约为***万吨,产量约为***万吨,产品可覆盖高强、高强中模、高模、高强高模型碳纤维(相当于T300级、T700级、T800级、T1000级、M40级、M40J级、M55J级等),碳纤维产能产量居世界第二位。
与国产碳纤维产量的快速增长相比,国产碳纤维上浆剂的产业化底子薄弱,国外(日本,美国)在碳纤维上浆剂上一直对中国进行技术封锁和控制性供应。该成果研发之初,与国产碳纤维产量的快速增长相比,碳纤维上浆剂的国产化非常低,90%以上依赖进口。因此,迫切需要国产碳纤维上浆剂的问世,以快速提升我国碳纤维的制造水平和国际竞争力。
1.碳纤维上浆剂主体树脂结构设计:突破了碳纤维上浆剂主体树脂结构设计的关键技术,自主研制了主体树脂,实现了自乳化体系亲水性可调节、浸润性可控制,分子量可设计。2.碳纤维上浆剂乳液制备技术:创新了反相乳化的乳液制备技术,保证了产品的稳定性。3.碳纤维上浆剂生产工艺技术:通过优化生产工艺条件,满足了客户的个性化需求,实现了差异化产品产业化的推广和应用。4.目前国内唯一具备民用碳纤维上浆剂千吨级产能、产量的生产线:通过考虑生产过程中的可操作性、效率高、损耗少、成本低、环保等因素,创新了生产设备的设计、定制与安装,打造了1条中试生产线,4条常规生产线,目前年产能达3000吨,年销量超1600吨。5.该成果已获授权发明专利2项,制定企业标准并发布。***年经中国纺织工业联合会科技发展部组织成果鉴定:技术水平达到国际先进水平,获评中国纺织工业联合会纺织之光科技进步奖二等奖。
李新通
北京中纺海天新材料技术有限公司研发室主任
长期从事高性能纤维助剂、氨纶纺丝油剂等方面的研究工作,在碳纤维上浆剂、碳纤维原丝油剂和氨纶纺丝油剂的研究、产业化方面取得了一系列成果。提出了碳纤维上浆剂主体树脂合成、乳液制备、工业规模化生产技术。主持“碳纤维上浆剂的研发与产业化”“聚酯型及热塑性碳纤维上浆剂的研发”等项目,参与了碳纤维上浆剂等产品的企业标准建立。获授权发明专利3件,主持的“碳纤维上浆剂的研发与产业化”项目技术创新水平被鉴定为达到国际先进。曾获2022年度中国纺织工业联合会科技进步奖二等奖。担任北京纺织工程学会第十三届理事会理事等社会兼职。
评价单位:“科创中国”绿色纺织产业科技服务团 (中国纺织工程学会)
评价时间:2023-10-30
综合评价
该项技术市场需求较大,成本优势明显,政策在鼓励期,通过可技术转让或联合研发发布新的科技成果。建议推广。
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