3月1日,中国石油和化学工业联合会组织召开了由我校杨万泰院士主持完成的“万吨级烯马树脂木材胶黏剂产业化关键技术”科技成果鉴定会。此次成果鉴定委员会由中国科学院长春应用化学研究所陈学思院士担任主任,国家林业和草原局产业发展规划院生态产业一处处长、国家无醛人造板创新联盟秘书长张忠涛,中国中化化工事业部科创中心总经理丁克鸿,中化学科学技术研究有限公司副总经理张小明,中国林业科学院木材工业研究所研究员、家居绿色供应链国家创新联盟秘书长黄安民,北京大学教授李子臣,中国科学院化学研究所研究员董侠担任委员。北京化工大学材料科学与工程学院院长徐福建出席并致欢迎辞,科学技术发展研究院常务副院长郭新东和北京化工大学、新元化学(山东)股份有限公司、清华大学等单位的成果完成人参加了会议。
鉴定会会场
我国是全球人造板生产、消费第一大国,年产量占全球的50%以上。胶黏剂是人造板生产中的重要原料,2022年中国人造板用胶黏剂产值750多亿元,其中脲醛树脂(含改性)用量占比超过91%。然而,使用脲醛树脂的人造板在生产、运输和使用过程中均存在甲醛释放的问题,严重威胁人类健康。为从根本上解决人造板甲醛污染难题,无醛胶黏剂成为近年的研发热点。虽然近年来无醛胶黏剂的消费量呈快速增长,但使用量仍远小于脲醛树脂,仅占其用量的2.8%。无醛胶黏剂难以大规模产业化应用的原因主要在于:(1)成本高,部分产品胶合性能差;(2)用胶工艺复杂,与现有人造板制备造工艺不匹配。企业更换胶种需要更新生产设备和工艺,前期投入大;(3)胶的产能难以与庞大的市场需求量匹配。
此外,目前全球烯烃产业链年副产1亿多吨C4~C9等馏分,其中含有大量烯烃组分(5000 万吨以上);在初级汽油/液化气和煤焦油馏分中也含有巨量的混合烯烃。这些混合烯烃由于分离难度大、成本高,利用效率很低,除少量用作石油树脂原料外,大部分用作低值燃料直接烧掉,造成极大的资源浪费。如果能将这部分混合烯烃资源变废为宝,既能解决无醛胶黏剂的成本问题,又能实现混合烯烃资源的高值化利用,对目前国家减油增化战略,新能源替代化石能源后的转油成化,以及“双碳”目标的实现具有重大意义。
基于上述背景,项目团队以烯烃和/或石化工业废弃混合烯烃资源为原料,通过自主开发的自稳定沉淀(2SP)聚合实现马来酸酐与烯烃和/或混合烯烃馏分中的大多数烯烃/二烯烃或芳香烯烃原位高效交替共聚,在不分离纯化的条件下将其转化为低成本马来酸酐共聚物微球,而剩余组分与聚合物分离后烯烃含量显著降低,可作为更高品质的原料使用。进一步通过气固反应实现马来酸酐共聚物微球的氨化,制备出烯烃/混合烯烃-马来酰胺酸共聚物(简称“烯马树脂”)胶黏剂。在此基础上,研究团队突破了烯马树脂制备关键工程化技术,设计并建成了万吨级工业生产装置。烯马树脂胶黏剂具有水溶性、无甲醛、原料来源广泛、用胶成本低于脲醛树脂、用胶工艺与脲醛树脂基本相同且胶合性能优异的特点,展现出替代传统脲醛树脂的巨大潜力。
鉴定会合影
与会专家在听取项目组成果汇报、审阅相关技术资料、经过质询和讨论后,一致认为烯马树脂木材胶黏剂产品为国际首创,该成果整体技术居于国际领先水平,同意通过鉴定,建议进一步加大成果的推广应用。