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關于山東省科技進步獎報獎的公示

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瀏覽:- 發布日期:2019-12-20 16:28:37【

山東省科技進步獎報獎公示

一、 項目名稱

新型火安全聚氨酯材料關鍵技術與應用

二、提名單位意見

我單位認真審閱了該項目推薦書及其附件材料,確認真實有效,相關欄目符合填寫要求。

按照要求,我單位及完成人所在單位均進行了公示,確認完成人排序無異議。

本項目基于分子設計理念制備了新型火安全助劑,設計開發了幾種聚氨酯火安全材料,揭示了火安全材料的阻燃作用機制,實現了新型火安全材料在涂層、彈性體材料、建筑保溫材料中的工程應用。授權發明專利20項,發表論文30余篇,形成自主創新成果并實現了產業化,項目產品銷售到國內多家企業,取得了顯著的經濟效益和社會效益。

建議推薦申報山東省科技進步二等獎。

三、項目簡介

本項目在國家自然科學基金(51206084)等項目支持下,開展了新型聚氨酯材料火災安全設計、開發與應用方面的研究,通過產學研合作,形成了成套技術和新產品。主要內容如下:

本項目在傳統材料學研究的基礎上結合化學分析、燃燒學研究的方法,研究聚合物不同燃燒模式和條件下對火反應特征,研究燃燒過程中材料凝聚相結構多尺度演變規律,研究燃燒過程中火災煙氣的排放濃度、化學組成和物理形態。基于聚合物的熱降解、燃燒化學反應,設計新型火安全聚氨酯材料體系,并實現其工程應用。本項目開發的TPU(聚酯、聚醚型)專用新型火安全助劑,完全符合歐盟RoHS指令、REACHIEC61249-2-21法規的要求。其具有添加量低、火安全性能好(通過 3.2mm1.6mm UL 94 V-0級),在材料中不析出發白,不會被水解且加工性能優異等良好性能,產品可滿足電子、電氣、電線電纜等諸多領域要求,符合目前對火安全材料無鹵化、低煙無毒、綠色環保的要求。

授權發明專利22項,發表論文40余篇,培養碩士研究生10人,形成自主創新技術成果并實現了產業化。

四、客觀評價

1. 通過了國家自然科學基金委員會工程與材料科學部(26604201-1347)結題驗收。

2. 由山東省產品質量檢驗研究院對該項目產品進行了質量檢測。

3. 項目產品通過了中國質量認證中心認證。

五、推廣應用情況

項目針對聚氨酯材料易燃以及生煙量大的問題,對其進行火災安全設計,構建新型火安全材料體系。基于TPU的組成與結構,并結合TPU的熱降解行為,設計開發了TPU專用火安全助劑。同時,實現對聚氨酯基建筑保溫材料、防火涂層材料的火災安全設計,并開發出系列產品,實現了工程應用。

本項目技術在山東泰星新材料股份有限公司、青島宣威涂層材料有限公司、淄博世紀聯合新型建筑材料有限公司和江蘇斯德瑞克化工有限公司等單位得到成功應用,已經生產出系列規格的產品,并實現了大規模生產,近三年實現直接經濟效益3.2億元,利潤4936萬元。

六、主要知識產權證明目錄

1.主要知識產權

專利1:復合膨脹型阻燃劑及其在阻燃聚丙烯和聚氨酯中的應用,ZL201310239417.9

 專利2:復合無機阻燃劑及其在阻燃EVA復合材料中的應用,ZL201310239869.7

專利3:復合膨脹型阻燃劑及其在阻燃環氧樹脂復合材料制備中的應用,ZL201310367605.X

專利4:復合阻燃劑及其在阻燃熱塑性聚氨酯彈性體材料制備中的應用,ZL201310367565.9

專利5:一種阻燃熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法,ZL201410324281.6

專利6:鈦酸酯類物質作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應用,ZL201511023142.0

專利7:鋁酸酯類物質作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應用,ZL201511022488.9

專利8:硅烷偶聯劑作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應用,ZL201511024303.8

專利9:一種阻燃熱塑性聚氨酯彈性體及其制備方法,ZL201510991875.7

專利10:含腈基的化合物作為阻燃劑在阻燃熱塑性塑料中的應用,ZL201610528837.2

專利11:一種磷酸鋁分子篩阻燃劑及其制備方法,ZL201410597426.X

專利12:一種本體無鹵阻燃TPU改性材料及其制備方法,ZL201510784097.4

專利13:一種替代三氧化二銻的環保阻燃劑,ZL201010239899.4

專利14:一種PP高效環保阻燃劑及其制備方法,ZL201611244229.5

專利15:一種玻纖增強PBT用無鹵阻燃劑的制備方法,ZL201410515331.9

專利16:棒狀晶型三聚氰胺氰尿酸鹽阻燃劑及其制備方法,ZL201110029371.9

專利17:一種微膠囊次磷酸鋁阻燃劑的制備方法,ZL201510786775.0

專利18:溶膠改性法制備三聚氰胺氰尿酸鹽的方法,ZL201410515675.X

專利19:一種膨脹型飾面防火涂料,ZL201610173316.X

專利20:一種多彩聚氨酯塑膠的制法和多彩聚氨酯塑膠跑道的施工工藝,ZL201510081583.X

2. 圍繞創新點發表的密切相關論文:

[1] Chuanmei Jiao, Hongzhi Wang, Xilei Chen. Preparation of modified fly ash hollow glass microspheres using ionic liquids and its flame retardancy in thermoplastic polyurethane[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2018, 3(133): 1471–1480.

[2] Chuanmei Jiao, Hongzhi Wang, Xilei Chen. Fire safety of thermoplastic polyurethane based on pyromellitic dianhydride[J]. Fire and Materials, 2018, 4(42): 454-462.

[3] Chen, Xilei. Influence of TiO2 particles and APP on combustion behavior and mechanical properties of flame-retardant thermoplastic polyurethane[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2018,132:251.

[4] Chen, Xilei. Synthesis of TPU/TiO2 nanocomposites by molten blending method[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2018,132():793.

[5] Chen, Xilei, Feng, Xiaolin, Jiao, Chuanmei. Combustion and thermal degradation properties of flame-retardant TPU based on EMIMPF6[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2017,129(2): 851-857.

[6] Chen, Xilei, Wang, Wenduo, Jiao, Chuanmei. A recycled environmental friendly flame retardant by modifying para-aramid fiber with phosphorus acid for thermoplastic polyurethane elastomer[J]. Journal of Hazardous Materials, 2017,331: 257-264.

[7] Chen, Xilei, Wang, Wenduo, Li, Shaoxiang, Jiao, Chuanmei. Fire safety improvement of para-aramid fiber in thermoplastic polyurethane elastomer[J]. Journal of Hazardous Materials, 2017,324: 789-796.

[8] Chen, Xilei, Huo, Lili, Liu, Jianbo, Jiao, Chuanmei, Li, Shaoxiang, Qian, Yi. Combustion properties and pyrolysis kinetics of flame-retardant polyurethane elastomers[J]. Journal of Thermoplastic Composites Materials, 2017,30(2): 255-272.

[9] Chen, Xilei, Wang, Wenduo, Jiao, Chuanmei. para-Aramid fiber modified by melamine polyphosphate and its flame retardancy on thermoplastic polyurethane elastomer[J]. RSC Advances, 2017,7(84):.

[10] Chen, Xilei, Ma, Cuiyong, Jiao, Chuanmei. Synergistic effects between iron-graphene and ammonium polyphosphate in flame-retardant thermoplastic polyurethane[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2016,126(2): 633-642.

[11] Chen, Xilei, Ma, Cuiyong, Jiao, Chuanmei. Synergistic effects between iron-graphene and melamine salt of pentaerythritol phosphate on flame retardant thermoplastic polyurethane[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2016,27(11): 1508-1516.

[12] Chen, Xilei, Ma, Cuiyong, Jiao, Chuanmei. Enhancement of flame-retardant performance of thermoplastic polyurethane with the incorporation of aluminum hypophosphite and iron-graphene[J]. Polymer Degradation and Stability, 2016,129: 275-285.

[13] Chen, Xilei, Li, Mei, Zhuo, Jinlong, Ma, Cuiyong, Jiao, Chuanmei. Influence of Fe2O3 on smoke suppression and thermal degradation properties in intumescent flame-retardant silicone rubber[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2016,123(1): 439-448.

[14] Chen, Xilei , Li, Mei , Zhuo, Jinlong , Ma, Cuiyong , Jiao, Chuanmei. Influence of Fe2O3on smoke suppression and thermal degradation properties in intumescent flame-retardant silicone rubber[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2016,123(1): 439-448.

[15] Chen, Xilei, Wang, Wenduo, Jiao, Chuanmei. In situ synthesis of flame retardant organic-inorganic hybrids by a molten blending method based on thermoplastic polyurethane elastomer and polybutyl titanate[J]. RSC Advances, 2016,6(95):92276-92284.

[16] Chen, Xilei, Ma, Cuiyong, Jiao, Chuanmei. Synergistic effects between [Emim]PF6 and aluminum hypophosphite on flame retardant thermoplastic polyurethane[J]. RSC Advances, 2016,6(71):67409-67417.

[17] Chen, Xilei, Liu, Lei, Jiao, Chuanmei, Qian, Yi, Li, Shaoxiang. Influence of ferrite yellow on combustion and smoke suppression properties in intumescent flame-retardant epoxy composites[J]. High Performance Polymers, 2015, 27(4): 412-425.

[18] Chen, Xilei, Jiang, Yufeng, Liu, Jianbo, Jiao, Chuanmei, Qian, Yi, Li, Shaoxiang. Smoke suppression properties of fumed silica on flame-retardant thermoplastic polyurethane based on ammonium polyphosphate[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2015,120(3): 1493-1501.

[19] Chen, Xilei, Song, Wenkui, Liu, Jianbo, Jiao, Chuanmei, Qian, Yi. Synergistic flame-retardant effects between aluminum hypophosphite and expandable graphite in silicone rubber composites[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2015, 120(3):1819-1826.

[20] Chen, Xilei, Liu, Lei, Zhuo, Jinlong, Jiao, Chuanmei, Qian, Yi. Influence of organic-modified iron-montmorillonite on smoke-suppression properties and combustion behavior of intumescent flame-retardant epoxy composites[J]. High Performance Polymers, 2015, 27(2): 233-246.

[21] Chen, Xilei, Liu, Lei, Jiao, Chuanmei. Influence of Iron Oxide Brown on Smoke-Suppression Properties and Combustion Behavior of Intumescent Flame-Retardant Epoxy Composites[J]. Advances in Polymer Technology, 2015, 34(4):.

[22] Chen, Xilei, Liu, Lei, Zhuo, Jinlong, Jiao, Chuanmei. Influence of iron oxide green on smoke suppression properties and combustion behavior of intumescent flame retardant epoxy composites[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2015,119(1):625-633.

[23] Chen, Xilei, Zhuo, Jinlong, Song, Wenkui, Jiao, Chuanmei, Qian, Yi, Li, Shaoxiang. Flame retardant effects of organic inorganic hybrid intumescent flame retardant based on expandable graphite in silicone rubber composites[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2014,25(12):1530-1537.

[24] Chen, Xilei, Jiang, Yufeng, Jiao, Chuanmei. Synergistic effects between hollow glass microsphere and ammonium polyphosphate on flame-retardant thermoplastic polyurethane[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2014,117(2):857-866.

[25] Chen, Xilei, Jiang, Yufeng, Jiao, Chuanmei. Smoke suppression properties of ferrite yellow on flame retardant thermoplastic polyurethane based on ammonium polyphosphate[J]. Journal of Hazadous Materils, 2014, 266:114-121.

[26] Chen, Xilei, Jiao, Chuanmei, Li, Shaoxiang, Hu, Yuan. Preparation and properties of a single molecule intumescent flame retardant[J]. Fire Safety Journal, 2013,58: 208-212.

[27] Chen, Xilei, Huo, Lili, Jiao, Chuanmei, Li, Shaoxiang. TG-FTIR characterization of volatile compounds from flame retardant polyurethane foams materials[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2013,100:186-191.

[28] Chen, Xilei, Jiao, Chuanmei, Li, Shaoxiang, Sun, Jie. Flame retardant epoxy resins from bisphenol-A epoxy cured with hyperbranched polyphosphate ester[J]. Journal of Polymer Research, 2011, 18(6):2229-2237.

[29] Chen, Xilei, Jiao, Chuanmei, Zhang, Jun. Microencapsulation of ammonium polyphosphate with hydroxyl silicone oil and its flame retardance in thermoplastic polyurethane[J]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2011,104(3):1037-1043.

[30] Chen, Xilei, Jiao, Chuanmei. Flammability and thermal degradation of epoxy acrylate modified with phosphorus-containing compounds[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2010,21(7):490-495.

[31] Chen, Xilei, Jiao, Chuanmei. Thermal degradation characteristics of a novel flame retardant coating using TG-IR technique[J]. Polymer Degradation and Stability, 2008, 93(12):2222-2225.

[32] Chen, Xilei,Ma, Cuiyong,Jiao, Chuanmei. Synergistic effects between iron– graphene and melamine salt of pentaerythritol phosphate on flame retardant thermoplastic polyurethane[J]. Polymers for Advanced Technologies, 2016, 27(11):1508-1516.

 

七、主要完成人情況

1. 陳希磊,排名第一,教授,工作單位和完成單位為青島科技大學,負責制定項目總體思路和技術路線,主持研究了聚氨酯、環氧樹脂的熱降解行為和火災安全性能參數,并對其進行火災安全設計和研發。對第1項、第2項、第3項科技創新做出了創造性貢獻。

2. 李少香,排名第二,教授,工作單位和完成單位為青島科技大學,主要負責火安全涂層材料的設計、開發與應用等工作。對第23項科技創新內容做出重要貢獻。

3. 肖學文,排名第三,副總經理,總工程師,工作單位和完成單位為山東泰星新材料股份有限公司,在本項目中主要負責TPU專用火安全助劑的研發及推廣工作。對第124項科技內容作出重要貢獻。

4. 焦傳梅,排名第四,副教授,工作單位為青島科技大學,主要負責火安全材料體系優化設計與研發工作,對第12項科技創新做出了創造性貢獻。

5. 李光俊,排名第五,總經理,工作單位青島宣威涂層材料有限公司,參與了本項目中火安全涂層材料設計研發、現場生產、組織實施等工作。對第創新點13項作出重要貢獻。

6. 曲文娟,排名第六,博士,工作單位青島科技大學,參與了本項目中火安全材料的實驗、研發與應用等工作,對創新點14項做出了突出貢獻。

7. 劉猛,排名第七,博士,工作單位青島科技大學,參與了本項目中火安全材料的實驗、研發與應用等工作,對創新點14項做出了突出貢獻。

8. 路玲,排名第八,總經理,工作單位淄博世紀聯合新型建筑材料有限公司,參與了本項目中火安全聚氨酯基保溫材料的研發與應用工作,創新點1做出了突出貢獻

八、主要完成單位及創新推廣貢獻

1. 青島科技大學:對聚氨酯材料進行火災安全設計、開發了TPU專用火安全助劑,新型火安全涂層材料和建筑保溫材料體系。

2. 山東泰星新材料股份有限公司:研發了TPU專用火安全助劑生產工藝技術,完成新產品的推廣應用。

3. 青島宣威涂層材料有限公司

研發了火安全涂層材料的配方體系和生產工藝技術,完成新產品的推廣應用。

4. 淄博世紀聯合新型建筑材料有限公司

研發了火安全建筑保溫材料制備的關鍵技術,完成新產品的推廣應用。

九、完成人合作關系說明

青島科技大學與山東泰星新材料股份有限公司、青島宣威涂層材料有限公司和淄博世紀聯合新型建筑材料有限公司等有著長期的合作關系。青島科技大學李少香團隊是依托于山東泰星新材料股份有限公司“泉城雙創”高層次創新團隊,從事新型火安全材料設計、研發與產業化。青島宣威涂層材料有限公司是依托于青島科技大學創立的產業孵化基地,雙方在長期合作基礎上,進行了火安全涂層材料創新研發。淄博世紀聯合新型建筑材料有限公司是本項目火安全建筑保溫材料產業化基地。

完成人中陳希磊、李少香、焦傳梅、曲文娟、劉猛為青島科技大學的一個科研團隊成員。

肖學文,山東泰星新材料股份有限公司總工程師,協助李少香老師“泉城雙創”高層次創新團隊的工作,在本項目中主要負責TPU專用火安全助劑的研發及推廣工作。

完成人李光俊,青島宣威涂層材料有限公司總經理,參與了本項目中火安全涂層材料設計研發、現場生產、組織實施等工作。(ZL201610173316.X,一種膨脹型飾面防火涂料,李少香、李春旭、紀娜娜、李光俊)

路玲,淄博世紀聯合新型建筑材料有限公司總經理,對火安全聚氨酯基保溫材料的研發與應用工作做出貢獻。(ZL201510081583.X,一種多彩聚氨酯塑膠的制法和多彩聚氨酯塑膠跑道的施工工藝,路玲、張珍、李帥)

 

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