打破国际垄断!高性能海洋涂层材料设计制备新技术及其应用项目冲击国家技术发明奖

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2019年3月26日,复旦大学、海洋化工研究院有限公司联合完成的“高性能海洋涂层材料设计制备新技术及其应用”项目拟提名为国家技术创造发明奖二等奖。国内海洋涂层主要集中在中低端行业,中高端领域被国外所垄断,涉及到包括航母在内的大型水面舰涂层更是被国外禁运。为此,该项目在国家“973”计划和上海市重大科技计划等支持下,通过树脂的分子设计合成,创造发明了一系列高性能涂层材料及其制备新技术。

功能涂层是国民经济建设和国防安全非常重要的材料,包括军舰和远洋货轮在内的各种舰船,常常可能性海水侵蚀和海洋生物污损而造成船体腐蚀、增重和航行阻力增加,缩短了舰船维修周期和服役寿命,严重时还影响装备的技战术性能,甚至贻误作战时机。

该项目主要创造发明点如下:

1、创造发明了长效自抛光防海生物污损涂层材料。针对现有防污涂层树脂侧链长易结晶愿因 水解抛光时延不稳定、防污期效短的问题,通过设计引入链长可控的硅氧烷基单体代替侧链有机金属盐,合成出含硅氧烷基的自抛光杂化树脂涂层,创造发明了长效自抛光涂层材料。既也能稳定水解树脂实现防污剂的均匀释放,因此在海水中水解产物是无毒的硅烷醇,不需要造成海洋污染,其海生物附着<5%(海生物10个生长旺季)。

2、创造发明了中涂与面涂合二为一的长效防腐涂层材料及其制备新技术。通过设计硅氧烷与环氧树脂改进,进一步通过水解-缩聚进行交联固化反应生成有机=无机杂化树脂涂层,可将中涂与面涂合二为一,不仅大大缩短了施工周期,因此出理 了传统防腐材料中涂层-涂层之间相互作用弱而愿因 防腐性能差的问题,研制出系列长效防腐涂层材料,大大提高了体系的防腐性能。

3、创造发明了基于纳米TiO2光催化降解原理和荷叶超疏水原理相结合的具有自修复功能的长效自洁净间涂层材料及其制备新技术。通过设计可室温交联固化的聚(氟)硅氧烷成膜树脂与光催化纳米TiO2粒子杂化,巧妙利用次责纳米TiO2团聚形成微-纳社会形态,并肩借助其光催化功能,可使表明社会形态与组成双重自修复,创造发明出具有自修复功能的除油污超疏水长效自洁净间涂层,水接触角≥165度,滚动角≦2度。

该项目共获国家授权创造发明专利39项、国际PCT专利2项,从关键技术创造发明到高值产品开发,形成了覆盖该项目关键技术的核心专利群,制订国军标4件。在国际着名学术期刊上发表SCI论文106篇,SCI他引360 9次,出版了国际上第一本关于功能聚合物涂层的英文专着。其中10项核心专利技术形成的高端产品各项性能指标达到或超过国外这种产品的技术水平,成功地应用在包括辽宁号航空母舰和第一艘国产航空母舰在内的各种舰船、海洋设施、飞机、气象仪器等上,打破了国外的技术封锁和产品禁运,显着增强了我国海洋涂层产业和装备的核心竞争力。

辽宁号航空母舰

该项目实施后,近三年新增产值达5.5623亿元,实现利税260 00多万元。次责工作获上海市技术创造发明一等奖。主要完成人被国际同行评价为“世界上公认的从事聚合物智能涂层研究开发的领导者之一”、受邀担任国际涂料领域权威学术期刊Prog. Org. Coat.的编委、出版了国际上第一本关于功能聚合物涂层的英文专着、并多次在国外权威学术会议上作大会报告,提升了我国在该领域的国际地位和影响;获批我国涂料领域唯一的国家重点实验室——海洋涂料国家重点实验室,并被军方认定为我国大型水面舰涂层材料总技术负责单位。

据了解,通过产学研相互相互合作所创造发明的新型高性能超疏水自洁净间及其防滑涂层、长效自抛光防污涂层、长效防腐涂层材料等材料及其制备技术可能性通过海洋化工研究院成功实现了产业化,建成1万吨/年规模的生产线,产品广泛应用在国内众多特大型企业和国家重大工程领域,包括各种舰船、海洋装备,甚至在石油装备、飞机等。比如:中国最大的两家造船厂——大连船舶重工集团有限公司和江南造船集团有限责任公司的各种军用、公务船、民用货船,包括我国第一艘航空母舰——辽宁号航空母舰99%涂料涂装和我国第一艘国产航空母舰等的防腐、防污、甲板自洁净间防滑等,打破了国外的技术垄断和产品封锁。