水性防霉密封胶技术开发项目申请书.docx
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水性防霉密封胶技术开发项目申请书.docx
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水性防霉密封胶技术开发项目申请书
水性防霉密封胶技术开发项目申请书
一、项目概要
项目名称
水性防霉密封胶技术开发申请
项目主要容摘要
自我国改革开放以来,伴随着我国各行各业尤其是电子工业,机械工业和建筑业的高速发展,人们对各种材料的防漏密封提出了的新的要求,在这种情况下高分子密封材料出现并迅速替代了传统的密封材料,广泛的应用于各种场合,1994年我国密封胶总产量为3.30万吨,而预计到2010年,我国的密封胶总需求量将突破10.80万吨,从以上的统计数据可以看出这些庞大的需求无疑将为密封胶发展提供了重要的动力源泉和美好的市场前景.
密封胶是现场嵌填、粘结接缝常温固化的弹性密封材料,是近10年迅速发展起来的新型建材,其产业化得到国家鼓励和支持。
随着城市建筑现代化,建筑设计施工技术进步,装修档次不断提高,密封胶在建筑工程和家庭装修中的消费量迅速增长,有力地推动着密封胶产业发展。
特别是20世纪90年代以后,密封胶成为幕墙结构粘结装配用结构材料,国家在“七五”、“八五”和“九五”攻关计划中,相继列入中空玻璃密封胶、建筑用中高低模量硅酮密封胶、密封胶生产专用设备和产品标准化等项目,国家和企业逐渐加大此方面投入,形成以聚氨酯、聚硫、丙烯酸、硅酮等密封胶为主体的新兴产业。
目前我国密封胶年产量已达6万吨左右。
防霉密封胶是一种针对性较强的密封胶产品,其主要应用于厨房,卫生间,无菌操作室等对霉菌控制有要求的场所,目前我国的防霉密封胶主要都是硅酮密封胶,目前的行业标准JC/T885-2001建筑用防霉密封胶也基本上在硅酮密封胶的基础上制定。
而事实上,作为室使用的以防霉性能为主的密封胶,其更多的功能在于填缝与防霉,由于室的填缝不需要对室外环境及幕墙
项目负责人
性别
年龄
学历
职称
联系
手机
传真
守伟
男
29
硕士
高级
国外学习经历
(填报一年以上学习经历,并附相关证明材料)
起止年月
国家及单位
专业学科
项目所属
技术领域
4
1.电子信息2.生物医药3.光机电一体化4.新材料与新能源5.高新技术服务业6.环境保护9.其它
申请项目类别
1
1.科技攻关2.科技成果推广3.服务体系建设
申请资助经费
550万元
申请资助方式
公司资助
项目起止时间
2008年09月01日至2009年12月01日
成果提供形式(可多选)
5
1.论文论著2.研究报告3.新产品4.新装置5.新材料
6.新工艺、方法、新模式7.软件9.其它
项目技术来源
1
1.自有技术2.产学研合作开发技术3.国技术
4.引进技术本单位消化创新5.国外技术9.其它
项目知识产权情况
种类
数量
专利申请总数
专利授权总数
软件
数
其它
知识产权
发明专利
实用新型
发明专利
实用新型
现已取得
0
0
0
0
0
0
0
0
预期取得
0
0
0
0
0
0
0
0
其它产权具体说明:
技术水平
3
1.国际领先2.国际先进3.国领先4.国先进5.国际水平9.其它
项目现处阶段
1
1.研发阶段2.小试阶段3.中试阶段4.批量(规模)生产
项目主要优势
(可多选)
12
1.填补国空白2.国短缺产品3.国市场前景广阔
4.国际市场竞争力强5.创新性突出6.经济效益显著
7.社会效益显著9.其它
项目经济规模(万元)
效益
阶段
年总产值
年销售总额
年利润总额
年纳税总额
现已形成
0.0
0.0
0.0
0.0
项目完成时预期
6000
5200.0
442
286
二、项目的目的、意义及必要性
着重说明立项的目的、意义;国外同类问题研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况)、市场需求和成果应用与产业化前景
三、国际相关技术水平、现状及发展趋势
国外同类问题研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况)、市场需求和成果应用与产业化前景
发达国家合成胶粘剂工业已进入成熟时期,80年代发达国家消费量年均增长5%,而90年代年均增长已减至3%左右。
2008年欧美经济的疲软、原材料成本前期的居高不下,以及汽车、建筑市场的持续衰退这三大因素重创了全球胶黏剂和密封剂行业。
由此,全球胶黏剂和密封剂行业的格局将发生重大变化。
全球胶黏剂和密封剂市场需求量年均增速约为3.9%。
其中,北美和西欧市场的年均增速分别为2.4%和2.3%;而新兴市场的增速较快,尤其是中国年均增速达到了13%,越南的年均增速为6%,印度和泰国的年均增速为5%。
国际大型胶黏剂和密封剂厂商纷纷抓住市场机遇将重心东移。
目前全球胶黏剂和密封剂行业已经发生了一些大型的并购交易,2009-2010年行业仍将继续发生一些大型的并购交易,以重塑行业新格局。
目前,欧盟、美国、日本等发达国家在胶粘剂及密封胶领域已拥有全球最领先的生产技术及强大的开发创新能力。
水性聚氨酯胶粘剂和水性氯丁橡胶型胶粘剂属环保型产品,近年来在欧美、日本等工业发达国家发展速度很快,并已被广泛应用于建筑、家具、制鞋等行业,而该技术在我国尚属空白。
发达国家合成胶粘剂市场上,主要为水系胶,其次是热熔型约占,而溶剂类胶粘剂仅占少量的一部分。
未来,全球合成胶粘剂的市场主要由低污染的水基胶和热熔胶占领。
也就是说环保型合成胶粘剂将是胶粘剂市场的抢手货。
目前,由于建筑业和汽车业对胶粘剂质量要求严格,施工条件苛刻,发达国家致力于开发高性能高品质的新型胶种,并取得了很大的进展。
收到了很好的经济效益。
近年来,发达国家合成胶粘剂产量的年增长率虽然较低,但他们的销售额却增长较快。
主要是他们开发了高性能合成胶粘剂带来的巨大经济效益。
高性能合成胶粘剂包括环氧胶、有机硅胶、聚氨酯胶、改性丙烯酸酯胶、厌氧胶和辐射固化胶粘剂等。
为了提高产品质量,简化操作工艺,提高施工效率,发达国家已经研制开发出一系列专用设备,这不仅给合成胶粘剂用户提供了更好的施工手段,更为胶粘剂工业的持续发展创造了重要条件。
四、国相关产品与技术发展水平、现状
国同类问题研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况)、市场需求和成果应用与产业化前景
相关产品与技术发展水平、现状;
近年来,在中国改革开放不断深入、经济快速发展的大好形势下,中国胶粘剂行业的生产规模迅速扩大,产品产量、销售额高速增长,应用领域不断扩展,胶粘剂与密封剂产品已广泛应用到电子电器、建筑建材、汽车与交通运输、机械制造、医疗卫生、航空航天、轻工和日常生活等众多领域。
中国已跨入世界胶粘剂与密封胶生产和消费大国。
中国胶粘剂市场近几年每年销售额都超过了400亿元,预计2010年我国胶粘剂总产量有望达到730万吨,销售额达570亿元。
届时我国胶粘剂及密封剂产量将居世界第1位,销售额居世界第3位。
随着从国外不断引进新产品、新技术和大量资金。
中国胶粘剂、密封胶市场前景广阔,必将成为中国化工领域发展最快的行业之一。
中国经济在“十一五”期间仍将保持持续快速增长,胶粘剂作为新型的合成材料将会在更多的领域得到应用,其增长率将会高于一般行业的增长。
在今后几年,中国大陆胶粘剂和密封剂市场总的需求量预计平均将以每年10%以上的速度增长,到2009年产量可望达到376万吨,销售额460亿元(均不包括甲醛缩合物)。
国胶粘剂与密封剂需求量最大的仍是建筑建材业。
目前,我国各类房屋建筑保有量超过400亿平方米,其中城镇房屋建筑保有量约有150亿平方米。
建筑密封胶主要用于房屋新建和现有房屋的修缮,随着房屋建设的持续增长,对建筑密封胶的需求也将呈现稳步增长的态势。
根据建设部《建设事业“十一五”规划纲要》:
“十一五”期间,城镇平均每年新建住宅约为5-6亿平方米左右,农村住宅竣工量每年保持在7亿平方米左右,每年新建非住宅房屋面积约为5亿平方米。
预计全国每年新建房屋建筑市场将需要密封胶3.5亿平方米左右。
随着今后建筑规模的扩大、旧建筑维护更新面积的不断增长,建筑功能、装修档次逐渐提高,预计密封胶需求量将持续增长,2015年建筑密封胶总销量将达到18万吨,特别在建筑节能、防水、装饰装修和建筑幕墙等工程中,具有良好的发展前景。
近几年我国增长最快的是环保节能型、水性型和热熔型胶粘剂。
2007年水性型胶粘剂产量已达217.3万吨,已占中国大陆胶粘剂总量的65.55%,这个比率在今后还将会提高。
各类胶粘剂与密封胶销售量、销售额和增长率见下表。
2005年-2007年中国大陆各类胶粘剂及密封剂销售量及增长率
胶粘剂类型
胶粘剂名称
2005年
2006年
2007年
销售量(万吨)
年增长率(%)
销售量(万吨)
年增长率(%)
销售量(万吨)
年增长率(%)
销售额(亿元)
水基型胶粘剂
PVAc及共聚乳液
58.0
7.41
62.0
6.9
67.0
8.06
--
VAE乳液
11.5
11.65
14.6
26.96
16.6
13.7
--
聚丙烯酸酯类
97.0
14.12
114
17.53
132
15.79
--
聚氨酯类
1.6
--
1.6
0
1.7
6.25
--
合计
168.1
12.07
192.2
14.34
217.3
13.06
182.43
溶剂型胶粘剂
聚丙烯酸酯类
9.8
6.52
10.3
5.1
11.9
15.53
--
氯丁橡胶类
16.0
-3.03
16.7
4.38
18.2
8.98
--
SBS树脂类
4.4
-2.22
4.7
6.82
5.2
10.64
--
合计
30.2
-0.66
31.7
4.97
35.3
11.36
53.47
热熔型胶粘剂
EVA树脂类
6.3
8.62
7.2
14.29
7.6
5.56
--
合成橡胶基类
7.4
17.46
8.6
16.22
9.8
13.95
--
其它类
2.6
33.33
3.5
34.62
4.35
24.29
--
合计
16.3
18.05
19.3
18.4
21.75
12.69
38.88
反应型胶粘剂
聚氨酯类
23.2
13.17
26.4
13.79
29.2
10.61
--
环氧树脂类
5.6
12.0
7.8
39.29
8.3
6.41
--
氰基丙烯酸酯类
0.55
22.22
0.82
49.09
1.12
36.59
--
改性丙烯酸酯类
0.45
32.35
0.62
37.78
0.76
22.58
--
厌氧胶
0.14
27.27
0.16
14.29
0.2
25.0
--
合计
29.94
13.41
35.8
19.57
39.58
10.56
99.32
其他类型
有机硅类
12.1
34.44
13.8
14.05
16.2
17.4
--
聚硫橡胶类
0.9
28.57
1.2
33.33
1.4
16.67
--
合计
13.0
34.02
15.0
15.38
17.8
17.33
45.50
共计
257.54
11.97
294.0
14.17
331.53
12.76
420.0
目前在我国建筑市场上使用最多的密封胶包括氯丁胶,丙烯酸酯密封胶,硅酮类密封胶,这几种密封胶各有其特性和应用特点,其中氯丁胶和硅酮密封胶都属于溶剂性,多用于室外。
氯丁胶中含有大量有毒有害有机溶剂,在我国推行环保法规的力度不断加大的背景下,氯丁胶粘剂的需用量将逐年下降。
硅酮密封胶主要用于铝合金玻璃幕墙,铝合金玻璃幕墙用结构密封胶主要是硅酮密封胶,在幕墙中起重要的结构作用,对其力学性能有较高的要求。
而丙烯酸密封胶作为一类水性环保的产品,其天然特性赋予其可以使用在大量需要填缝密封而又要求低voc排放的室环境。
据统计在国外此类密封胶在国外的市场占有率为30%左右。
这类胶黏剂以水代替有机溶剂,水具有取之不尽、用之不竭的资源优势和价格十分低廉的忧点,还具有不燃不爆、没有气味、对人体无害和安全卫生的特点,相对于有机溶剂型的胶黏剂来说,在绿色环保和卫生安全方面,大前进了一步。
丙烯酸酯类密封胶作为水性环保产品,具有其独特性能:
1、VOC低。
丙烯酸酯类水性密封胶的水性环保配方体系,保证了超低的VOC排放量。
可以使用在大量在需要填缝密封而又要求低VOC排放的室环境。
2、耐久性强。
丙烯酸酯乳液型密封胶是以丙烯酸酯系橡胶为基础聚合物的高分子密封胶体系,其与聚氨酯、硅酮型密封胶相类似是一类粘接弹性密封胶。
其具备了丙烯酸系橡胶的耐热、耐油、耐候、耐臭氧等方面的优点。
3、透气性好。
以丙烯酸酯乳液为胶体基础材料,胶体具有密集的毛细孔,使胶体具有了良好的透气性,确封件的干爽洁净。
在我国,胶粘剂生产技术也取得长足进步,辐射法、紫外光固化法和互穿网络法等新生产工艺的应用,对改进产品性能,提高产品质量起到了十分重要的推动作用。
胶粘剂生产设备也有了很大改进和更新,聚合反应釜日趋大型化、连续化和自动化。
如巴斯夫染化厂的乳液聚合釜容积已达到36立方米,并全部采用计算机控制;我国自己设计制造的7立方米乳液聚合螺旋半圆管夹套反应釜使用效果良好;涂布机和裁切机已达到国际中等水平,幅宽可达1.3~2.0米,涂布速度可达120~150米/分;静电消除技术(导静电离筒)、力自控装置、高灵敏度传感器、调频调速系统等各种自控设施也已逐渐开发出来,并投入生产运行。
本项目技术
丙烯酸酯乳液型密封胶是以丙烯酸酯系橡胶为基础聚合物的高分子密封胶体系,其与聚氨酯、硅酮型密封胶相类似是一类粘接弹性密封胶。
其具备了丙烯酸系橡胶的耐热、耐油、耐候、耐臭氧等方面的优点,但其也具有一些明显的缺点,主要是以下方面:
混合物储存稳定型较差,耐水性差,力学强度不够高,这些缺点严重影响了这种水性密封胶在许多场合的应用。
对于建筑用密封胶,耐候性差和力学强度差更是长期将这种环保型胶种排除在市场之外。
要弥补以上弱点,聚合物分子设计起到关键作用,通过引入新型的功能聚合物单体、调整各种单体在聚合物中的比例、调节聚合物分子链长度,制取性能优良的聚合物乳液,并以此乳液作为水性密封胶的基础聚合物,从而使密封胶的稳定型、耐水性、附着力等性能有一个质的变化。
通过种子乳液聚合,达到增大粒径和控制粒子分布的目的,最终可以得到具有核/壳结构的聚合物乳胶粒子,并可以进一步形成互穿聚合物网络粒子(LIPN)。
相比普通的具有均相结构的聚合物乳液而言,核/壳型聚合物乳液在流变性、最低成膜温度、玻璃化转变温度、抗强度、抗冲性能、粘接强度、耐水性、加工性等方面都有显著的优越性。
项目研发人员情况
项目负责人
序号
性别
出生
年月
学历
学位
技术
职称
从事专业
所在单位
1
男
1980.5
硕士
某化工
主要参加人员
序号
性别
出生
年月
学历
学位
技术
职称
从事专业
所在单位
1
男
1980.04
本科
中级
化学工程工艺
某化工
2
男
198310
本科
初级
高分子化学
某化工
3
男
1985.01
本科
初级
高分子化学
某化工
4
男
1986.06
本科
初级
高分子化学
某化工
五、项目前期研发及技术准备情况
描述项目研究容和围;研究方法、技术路线、工艺流程和实施方案;拟解决的关键问题;主要创新点和特色
技术线路描述
1)聚合物基料的选取和制备
针对研究开发产品的具体性能指标,对各种丙烯酸酯结构特性、分子量大小及其分布、与颜填料体系相容性等研究,确立树脂体系的组成;
2)无机颜填料的选择与分散
配合聚合物基料选择合适的无机颜填料,配合相应的分散剂、润湿剂,使填料颗粒在体系中能得到充分、有效地分散;
3)附着力促进剂与其它助剂的选择与优化
通过添加附着力促进剂及各种助剂,进一步提高密封胶各项力学性能,充分研究各种助剂的协同效应,重点考察聚合物的自交联反应,通过对实际效果的观察,确定各种助剂的最佳配比和实际用量;
4)产品配方及产品性能的研究
通过正交实验等方法对产品配方各组成及生产工艺深入、系统的研究,确定产品的配方组成及生产工艺,测定产品的各项性能指标,并实现工业化生产。
本项目拟解决的关键问题是提高丙烯酸聚合物对建筑材料的附着力以及耐水性,重点解决添加附着力促进剂造成的自交联现象,改善无机颜填料在水性乳液中的分散稳定性,通过物理共混和分子增塑改善密封胶的弹性和柔韧性,根据现有集装箱密封胶的施工工艺条件,选择和确定能满足该产品综合性能指标和施工条件要求的水性树脂体系。
研究容
1)聚合物基料的选取和制备
通过物理共混和化学改性的方法得到合适的聚合物基料,并针对研究开发产品的具体性能指标,对各种丙烯酸酯结构特性、分子量大小及其分布、与颜填料体系相容性等研究,确立树脂体系的组成;
2)无机颜填料的选择与分散
配合聚合物基料选择合适的无机颜填料,配合相应的分散剂、润湿剂,使填料颗粒在体系中能得到充分、有效地分散;
3)助剂的选择
通过各种助剂的添加,进一步提高密封胶各项力学性能,充分研究各种助剂的协同效应,通过对实际效果的观察,确定各种助剂的最佳配比和实际用量;
4)产品配方及产品性能的研究
通过正交实验等方法确定产品配方中各组成成分,并对产品的综合性能进行测试;
5)小试及中试实验
将试验研究结果通过进行小试放大及中试实验,考察搅拌速度、搅拌方式、搅拌头的设计方式、工艺条件等工程放大参数对密封胶性能及施工工艺等方面的影响,并进行必要的工艺调整和优化,以得到最佳的工艺条件。
项目的特色和创新之处
核/壳型聚合物乳液在流变性、最低成膜温度、玻璃化转变温度、抗强度、抗冲性能、粘接强度、耐水性、加工性等方面都较传统的聚合物乳液都有显著的优越性。
通过控制聚合物中不同单体的种类、配比得到适合作为集装箱密封胶的基料。
大多数的水性密封胶附着力及耐水性不理想,目前可以通过加入附着力促进剂加以改善,但缺点也很明显,既必须将密封胶做成双组分,否则密封胶的自硫化反应会严重影响密封胶的稳定型。
通过物理共混的方式降低密封胶的交联密度,并利用分子中的长链基团对反应基团形成包裹,通过空间位阻效应来阻碍聚合物的自交联反应,以达到有效提高单组分密封胶稳定型的目的。
六、项目产业化实施方案
着重说明立项的目的、意义;国外同类问题研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况)、市场需求和成果应用与产业化前景
七、项目进度安排与实施期限
八、技术经济指标
技术指标(成果形式、数量及验收指标(包括技术指标、经济指标及预期社会效益),跨年度项目应增加阶段验收指标)
该产品市场潜力巨大,但也有相当的技术难度,这也是当前市场上充斥低档水性胶的部分原因,主要需要克服的是提高密封胶对建筑材料的粘接强度的同时保证胶条的柔韧性,并且保证其稳定性,目前已解决前二个问题,对于储存稳定性作为重点难点正在继续攻关,相信在公司项目小组的努力和其他部门的支持下,最终能克服难题,拿出最终产品.
我国自改革开放以来,建筑行业高速发展,庞大的需求为密封胶发展提供了重要的动力源泉和美好的市场前景。
水性集装箱密封胶由于节省资源、环保无污染、使用安全,是传统溶剂型集装箱密封胶的理想替代产品,完全符合密封胶的发展方向。
因此,该系列产品的开发研制及推广应用,不仅产生较好的经济效益,而且也有很好的社会效益。
技术指标
水性集装箱用密封胶应达到的主要技术指标:
外观:
产品为物结块、无离析的均匀细腻膏状体,颜色符合色标。
下垂度:
垂直放置,≤3mm水平放置不变形
挤出性:
≥80ml/min
表干时间:
≤1h
低温柔性:
-20℃无裂纹
剥离粘接性:
剥离强度≥0.9N/mm
粘接破坏面积≤25%
质量损失率:
≤35%
体积损失率:
≤30%
断裂伸长率:
≥100%
浸水后断裂伸长率:
≥100%
技术指标()
九、项目资金情况
(一)项目总投资单位:
万元
投资概况
经费
总额
自筹资金
政府资金
其它
资金
合计
自有资金
合计
国家
省市
天河区
已投入资金
200.0
200.0
100.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
计划新增投资
510.0
510.0
510.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
其它资金投入情况说明:
投资:
510万元
其中:
1、技术转让费:
0万元
2、试验费:
100万元
3、设备购置费:
320万元
4、其它:
90万元
(二)计划新增投资预算
开支类别
计划新增投资
经费主要用途
(万元)
申请资金
总计
510.0
0.0
设备购置费
320.0
0.0
购买设备
计划新增主要仪器设备
名称
规格型号
单位
数量
国产/进口
单价(万元)
合计(万元)
超声波分散仪
1
10
10.0
研雾浆
2
5
10.0
Zeta电位、纳米激光粒度仪
1
50
50.0
动态表面能分析仪
1
50
50.0
一体化自动生产线
1
140
140.0
动态表面能分析仪
2
30
60.0
十、社会经济效益评估
经济效益:
(成果形式、数量及验收指标(包括技术指标、经济指标及预期社会效益),跨年度项目应增加阶段验收指标)
项目完成后将形成年产1000吨的水性防霉密封胶生产线,预期每年可新增销售收入6000万元,年增税金590万元,年增利润710.4万元,年节汇20万美元。
社会效益:
本项目的开发目标是与发改委工业发展规划相协调的,其产品技术要与国际同类先进产品的指标相符合,技术装备符合国际发展趋势和国家行业发展规划目标。
该项目的顺利实施,将实现我国在水性防霉密封胶方面的产业突破,填补国空白。
产品将替代进口,为民族工业振兴贡献自身的力量。
从生产工艺角度,已达到国际先进水平,可以与国际著名品牌相比,提升了我国建筑用水性防霉密封胶的制造水平,成为具有自主知识产权的技术,使国水性防霉密封胶的生产达到国际同类产品水平,替代进口品牌,为中国建筑用水性防霉密封胶产品国产化作出贡献。
据不完全统计:
目前我国胶粘剂和密封剂生产企业3000余家,生产高度
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- 水性 防霉 密封胶 技术开发 项目 申请书