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浸渍纸高效抗菌防霉关键技术及应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-11-11 17:18:40

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 马煦 | 2022-11-11 17:18:40

公共及居家环境中的有害病菌和霉菌危害人们健康,居家、办公、教学、商场、医院、幼儿园及私人空间等场所的橱柜及家具均需具有良好抗菌性,新冠疫情的全球爆发更是引起了人们对抗菌和健康生态材料的高度重视。我国浸渍纸及浸渍纸饰面板产销量世界第一,项目团队历时多年创新研发技术成果,开发出具有高效抗菌防霉功能的浸渍纸及浸渍纸饰面板新材料、新技术、新产品。项目成果达到国际先进水平,产品具有广阔的应用前景。实现指标:该成果具有自主知识产权,获授权发明专利8件、实用新型专利5件。三聚氰胺浸渍纸经中国科学院理化技术研究所抗菌材料检测中心依据JIS Z 2801-2012标准检测,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌率均>99%;木质人造板经中国林业科学研究院木材工业研究所依据LY/T 2230-2013标准检测,防霉等级达到0级(强防霉级)。

(1)研发了载银二氧化钛(Ag-TiO2)、氮掺杂二氧化钛(N-TiO2)可见光催化纳米抗菌剂制备技术,实现了纳米抗菌剂低温水热同步掺杂制备和量产,解决了抗菌防霉材料规模化制备难实现、实际环境下应用效果差的瓶颈问题。(2)研发了纳米抗菌剂稳定分散技术,利用复合改性、静电稳定和空间阻隔效应,制备了分散性良好的纳米抗菌剂浆料。通过调控抗菌剂粒径、改性剂复配比例和均质共混转速、时间等关键工艺参数,解决了抗菌剂在三聚氰胺甲醛树脂中的稳定分散问题。(3)研发了经济适用的精细化可控浸渍技术,在装饰原纸第二次浸胶面涂工段浸渍纳米抗菌剂,降低了抗菌剂用量,同时可保证抗菌效果。

目前我国浸渍纸及浸渍纸饰面板企业和家具产品生产企业1万多家,材料及配件企业6000余家,经销商5万多家,已形成庞大产业链。2020年柜橱及家具产量约8.97亿件,完成主营业务收入7117.2亿元,出口1690.9亿元。国内板式家具市场对具有环保高效抗菌防霉浸渍纸及浸渍纸饰面板材料需求旺盛,本成果具有广阔市场应用前景。

课题组由北京林业大学、山东东宇鸿翔装饰材料有限公司、中关村人居环境工程与材料研究院、北京科技大学组成。该技术成果是在国家自然科学基金、国家“十三五”重点研发计划项目、国家林业公益性行业重大专项、国家林业局引进国际先进林业技术专项等项目的资助下,研发的纳米银掺杂二氧化钛材料,解决了可见光活性催化材料的开发和应用问题,率先攻克了纳米银掺杂二氧化钛的低温水热同步掺杂制备新技术,解决了科技界“卡脖子”难题。

经济效益:以原纸、三聚氰胺树脂、人造板、纳米抗菌材料为原料生产绿色环保抗菌防霉橱柜饰面板的直接成本为65-165元/张(1220mm*2440mm,不同厚度)。受疫情影响,抗菌橱柜材料行情看涨,销量和附加值大幅提升,预计每张可新增盈利10元左右。2020年我国橱柜及家具行业规模以上企业约6300家,产量8.97亿件,累计完成主营业务收入7117.2亿元,如果其中0.5‰的橱柜和家具可用性能优良的高性能绿色环保抗菌防霉功能饰面板代替,每年将有近50万套的市场应用份额,如果橱柜及柜类家具产品售价按15000元/套计算,可创造直接经济效益75亿元,项目的推广具有重要的经济意义。

社会效益:项目的推广实施,有利于促进“以纸代木”,减少木材资源消耗,同时促进我国速生林木资源高附加值利用,延长橱柜等木制品使用寿命,缓解木材供需矛盾,保障国家木材供应的安全。同时,通过可再生的、速生的林木资源的开发利用,还可以增加林农的经济收入,促进林区的新农村建设从而带动速生丰产林资源的培育和经营。项目推广后,按照每年生产50000万平方米抗菌橱柜材料及产品估算,可以增加林农收入225亿元,解决1万人的就业问题,减少森林木材砍伐或进口1000万立方米,减少碳排放500万吨。同时,项目推广的长效抗菌橱柜材料将大量减少公共和居家环境中有机消毒剂的用量,有利于空气环境保护,防控公共卫生安全,减少水体污染。项目符合国家建立资源节约型社会和节能环保的需要,提高速生林利用率,有利于促进“碳达峰 碳中和”战略目标的实现。

双方协商。