2024年10月30日,《新材料大數(shù)據(jù)中心總體建設(shè)方案》的出臺,標(biāo)志著我國在新材料產(chǎn)業(yè)的又一重大投入。
據(jù)統(tǒng)計,2022年我國新材料產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值從2019的4.5萬億元增長至6.7萬億元,并在2023年達(dá)到7.9萬億元,2025年有望破10萬億元大關(guān)。各地也相繼出臺獎勵扶持方案。
2024年,我國新材料產(chǎn)業(yè)也迎來多個突破,本文將為各位盤點(diǎn),2024年我國十大突破“卡脖子”的化工新材料。
POE(聚烯烴彈性體)
6月29日,萬華化學(xué)一期20萬噸/年P(guān)OE項目成功投產(chǎn),標(biāo)志著中國首套大規(guī)模自主研發(fā)的POE工業(yè)化裝置一次性開車成功。萬華化學(xué)新投產(chǎn)的項目不僅包括4C的POE,還涵蓋了8C的POE。
截至去年年底國內(nèi)相關(guān)規(guī)劃產(chǎn)能已超350萬噸,大部分的國內(nèi)產(chǎn)能以1-丁烯POE即4C的POE為主。而8C的POE在性能上展現(xiàn)出更多優(yōu)勢,具有更高的拉伸模量和彎曲模量、更強(qiáng)的撕裂強(qiáng)度,更低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和更寬的熔體指數(shù)范圍。
萬華化學(xué)生產(chǎn)的POE除了在光伏膠膜這一主要應(yīng)用領(lǐng)域外,還將擴(kuò)展到非光伏領(lǐng)域,包括汽車材料改性、鞋材制造、電纜生產(chǎn)等多個行業(yè)。
POE是采用茂金屬催化劑的乙烯和α-烯烴實現(xiàn)原位聚合的熱塑性彈性體,其中聚乙烯鏈結(jié)晶區(qū)(樹脂相)起物理交聯(lián)點(diǎn)的作用,具有典型的塑料性能,加入一定量的α-烯烴(1-丁烯、 1-己烯、1-辛烯等)后,削弱了聚乙烯鏈的結(jié)晶區(qū),形成了呈現(xiàn)橡膠彈性的無定型區(qū)(橡膠相),使產(chǎn)品又具有彈性體的性質(zhì),因此POE可以看作是塑料與橡膠的橋梁產(chǎn)品。
3月29日,萬華化學(xué)表示,二期年產(chǎn)40萬噸POE項目已在蓬萊基地開工建設(shè),二期項目預(yù)計2025年末建成投產(chǎn),屆時,公司POE總產(chǎn)能將達(dá)到60萬噸/年。
茂金屬催化劑
9月26日,中石化催化劑天津有限公司茂金屬催化劑裝置一次試車成功,產(chǎn)出合格產(chǎn)品。至此,BSG-茂金屬-BCM載體裝置三條生產(chǎn)線全部試車成功,標(biāo)志著天津新材料生產(chǎn)基地催化劑產(chǎn)能得到進(jìn)一步釋放,一期項目投料試車工作進(jìn)入沖刺階段。
該項目7月26日BSG催化劑裝置正式投料試車;9月7日BCM載體裝置正式投料試車;9月18日,茂金屬催化劑裝置正式投料試車,9月26日產(chǎn)出茂金屬催化劑產(chǎn)品。
茂金屬催化劑是我國高端聚烯烴主要的卡脖子環(huán)節(jié),屬于聚合催化劑的一種,它由三部分構(gòu)成,分別是茂金屬化合物、助催化劑以及載體三部分構(gòu)成。
其中,茂金屬化合物指由過渡金屬元素和至少1個環(huán)戊二烯或其衍生物作為配體組成的茂金屬配合物。因其具備單一的活性中心,所得聚合物立構(gòu)規(guī)整、分散性低。助催化劑主要采用甲基鋁氧烷(MAO)或全氟芳基硼酸鹽。常見的載體有無機(jī)載體(硅膠、MgCl2和介孔材料)和功能化有機(jī)高分子材料。
EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)
11月,中國石化川維化工公司年產(chǎn)2.4萬噸EVOH樹脂技術(shù)升級項目環(huán)境影響評價公眾參與第一次公示。
項目簽約于5月23日,總投資12億元,建設(shè)內(nèi)容包括聚合、回收、醇解等工藝裝置及配套的公用工程及輔助設(shè)施。
川維化工為中國大陸首家EVOH接近工業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè),據(jù)悉公司目前擁有1套1.2萬噸/年的工業(yè)化裝置,若此次簽約項目投產(chǎn),公司EVOH總產(chǎn)能將達(dá)到3.6萬噸/年。
目前,我國EVOH暫未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),整個市場基本被可樂麗等幾家外資企業(yè)占據(jù)。需求方面,EVOH在歐美已經(jīng)普遍使用。我國長期以來價格居高不下導(dǎo)致其使用成本過高,加上國內(nèi)對于食品包裝材料的性能要求不高(包括其阻隔性能),使得EVOH應(yīng)用規(guī)模亦受到一定限制。但未來這種局勢有望改變。
EVOH樹脂是一種高阻隔性的乙烯-乙烯醇共聚物,與聚丙烯腈(PAN)和偏二氯乙烯(PVDC)并稱為三大的高阻隔材料,其阻氧性是同類常用產(chǎn)品PE(聚乙烯)的一萬倍。因其良好的阻隔、成形及環(huán)保等特性,應(yīng)用非常廣泛,包括汽車油箱、薄膜、食品容器及地暖管等高端新材料領(lǐng)域。
環(huán)烯烴聚合物(COC)
1月底,遼寧魯華泓錦新材料科技有限公司環(huán)烯烴聚合物(COC)裝置投產(chǎn)成功,生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。
一期產(chǎn)品各項性能均超過預(yù)期,實現(xiàn)了遼寧魯華在石化新材料研發(fā)領(lǐng)域的重要突破,突破了“卡脖子”材料產(chǎn)業(yè)化的瓶頸,提升了我國在環(huán)烯烴聚合物領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)水平,為遼寧魯華進(jìn)一步發(fā)展石化高分子新材料奠定了堅實的基礎(chǔ)。
該產(chǎn)品對標(biāo)國外同類產(chǎn)品,根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)了5個不同的牌號,在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、分子量及分布、密度、熔體質(zhì)量流動速率、光線透過率和吸水率等技術(shù)指標(biāo)已基本達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。
遼寧魯華一期項目產(chǎn)能為1000噸/年。一期示范項目完成后,計劃二期建設(shè)10000噸/年環(huán)烯烴聚合物生產(chǎn)裝置。
降冰片烯
1月28日,山東魯晶化工科技有限公司與北京石油化工學(xué)院合作開發(fā)的500噸/年降冰片烯合成反應(yīng)裝置投產(chǎn)成功。產(chǎn)品各項性能達(dá)到設(shè)計要求,其中環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到96%,降冰片烯的選擇性達(dá)到95%以上,為環(huán)烯烴共聚物(COC/COP)新材料國產(chǎn)化提供了原料保障。
山東魯晶化工科技有限公司組建于1998年。公司重點(diǎn)發(fā)展填補(bǔ)國內(nèi)空白,節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境的高新技術(shù)產(chǎn)品。現(xiàn)主要生產(chǎn)銷售丙烯聚合用助劑、抗靜電劑系列、氯代異丙烷、氯代環(huán)戊烷、氯代異丁烷等氯化系列以及其它精細(xì)化學(xué)品。
降冰片烯是合成環(huán)烯烴共聚物(COC)的關(guān)鍵單體,靳海波教授團(tuán)隊經(jīng)過多年潛心研究,成功開發(fā)出降冰片烯釜式合成新技術(shù)。該技術(shù)在我國乙烯工業(yè)高速發(fā)展的大背景下,以乙烯裂解C5產(chǎn)物中雙環(huán)戊二烯(DCPD)為原料合成降冰片烯,巧妙克服了以往降冰片烯合成技術(shù)反應(yīng)條件苛刻、副反應(yīng)多、聚合物和酯類化合物堵塞管道和輸送等問題。
雙端基官能化溶聚丁苯橡膠
10月,國內(nèi)首個自主技術(shù)雙端基官能化溶聚丁苯橡膠SSBR3540F在獨(dú)山子石化公司24萬噸/年SSBR/SBS橡膠裝置一次開車成功,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。打破了端基官能化、高苯乙烯、高門尼等高端產(chǎn)品全部依賴進(jìn)口的局面。
為了解決國內(nèi)高端溶聚丁苯橡膠基礎(chǔ)材料制造關(guān)鍵問題,中國石油石油化工研究院和獨(dú)山子石化公司于2022年聯(lián)合攻關(guān),開展高苯乙烯含量雙端基官能化溶聚丁苯橡膠SSBR3540F工業(yè)化技術(shù)開發(fā)。該產(chǎn)品苯乙烯含量約35%,乙烯基含量約40%,具有制備成本低、應(yīng)用條件溫和、工藝適用性強(qiáng)等特點(diǎn)。
雙端基官能化有效改善了白炭黑填料在橡膠中的分散性,能夠控制聚合物鏈端的無序運(yùn)動生熱,用雙端基官能化溶聚丁苯橡膠制備的輪胎具有更低的滾動阻力、更好的抗?jié)窕阅堋?/span>
丁苯橡膠,簡稱SBR,是最早實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的合成橡膠品種之一。按聚合工藝,丁苯橡膠分為乳聚丁苯橡膠(ESBR)、溶聚丁苯橡膠(SSBR)。
其中,溶聚丁苯橡膠——丁二烯和苯乙烯在有機(jī)鋰引發(fā)下,經(jīng)陰離子溶液聚合而成的彈性體,呈白色的塊膠狀。具有優(yōu)良的耐磨、耐寒、低生熱、抗?jié)窕⒒貜椥愿摺⒘蚧俣瓤斓葍?yōu)點(diǎn), 在輪胎工業(yè),尤其是綠色輪胎、防滑輪胎、超輕量輪胎等高性能輪胎中廣泛應(yīng)用。此外,SSBR還可用于制作雨衣、氈布、風(fēng)衣、氣墊床及海綿材料等,開發(fā)利用前景廣闊。
氯丁橡膠
9月24日,國內(nèi)首套萬噸級丁二烯法合成氯丁橡膠裝置發(fā)布。
中膠(內(nèi)蒙古)新材料有限責(zé)任公司丁二烯法合成氯丁橡膠生產(chǎn)裝置建設(shè)項目采用自主研發(fā)的全新技術(shù)路線,是國內(nèi)首臺(套)重大技術(shù)裝備,填補(bǔ)了產(chǎn)業(yè)空白,打破了國外生產(chǎn)商對我國氯丁橡膠高端市場的壟斷。
氯丁橡膠是一種高性能的合成橡膠,與天然橡膠結(jié)構(gòu)相似,不同的是氯丁橡膠中極性的負(fù)電性基團(tuán)取代了天然橡膠中的甲基,從而改善了氯丁橡膠的耐臭氧、耐油、耐老化、耐溶劑性、耐磨以及耐熱耐燃性能。
氯丁橡膠以其優(yōu)異的綜合物理機(jī)械性能被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、建筑、石油、化工、汽車、國防等領(lǐng)域,既可以作為通用橡膠又可以作為特種橡膠使用,是國民經(jīng)濟(jì)不可替代的關(guān)鍵基礎(chǔ)化工材料之一,也是國防工業(yè)中重要的戰(zhàn)略物資之一。
長期以來,由于技術(shù)門檻高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜,高端氯丁橡膠的生產(chǎn)技術(shù)一直被少數(shù)發(fā)達(dá)國家所壟斷。目前我國主要還是采用乙炔法生產(chǎn)氯丁橡膠,在物能消耗、安全生產(chǎn)、環(huán)境污染、品種質(zhì)量等方面,都處于明顯落后狀態(tài)。
KrF光刻膠
10月15日,武漢太紫微光電科技有限公司推出的T150 A-光刻膠,通過半導(dǎo)體工藝量產(chǎn)驗證,實現(xiàn)配方全自主設(shè)計。
與國外同類產(chǎn)品相比,T150 A在光刻工藝中表現(xiàn)出的極限分辨率達(dá)120nm,且工藝寬容度更大,穩(wěn)定性更高,堅膜后烘留膜率優(yōu)秀,其對后道刻蝕工藝表現(xiàn)更為友好,通過驗證發(fā)現(xiàn)T150 A中密集圖形經(jīng)過刻蝕,下層介質(zhì)的側(cè)壁垂直度表現(xiàn)優(yōu)異。
T150 A標(biāo)志著國產(chǎn)光刻膠在性能上已經(jīng)能夠與國際主流產(chǎn)品相媲美,對于推動國產(chǎn)光刻膠的產(chǎn)業(yè)化和自主可控具有重要意義。此前,KrF光刻膠的國產(chǎn)化率不足5%。
太紫微公司由華中科技大學(xué)武漢光電國家研究中心的團(tuán)隊于2024年5月成立,注冊資本200萬元。公司立足于關(guān)鍵光刻膠底層技術(shù)研發(fā),在電子化學(xué)品領(lǐng)域深耕二十余載。
武漢光電國家研究中心是科技部于2017年批準(zhǔn)建設(shè)的第一批,也是唯一的一批6個國家研究中心之一,其前身為2003年獲批的武漢光電國家實驗室(籌)。
膨體聚四氟乙烯
3月14日,蘇州美創(chuàng)醫(yī)療科技有限公司宣布,相繼投產(chǎn)ePTFE Tubing(膨體聚四氟乙烯管材)和ePTFE Membrane(膨體聚四氟乙烯膜材)。
長期以來,ePTFE材料由于生產(chǎn)工藝復(fù)雜,對制造設(shè)備要求高,對生產(chǎn)環(huán)境要求嚴(yán)苛,被國家部門列入為“卡脖子”醫(yī)用材料。蘇州美創(chuàng)成功實現(xiàn)了該材料的投產(chǎn),標(biāo)志著國內(nèi)企業(yè)正式突破了這一難題,蘇州美創(chuàng)也將借此打通從前端原材料到終端器械產(chǎn)品、從“創(chuàng)新鏈”到“產(chǎn)業(yè)鏈”的完整閉環(huán)。
ePTFE具有特殊的微孔結(jié)構(gòu),人體組織細(xì)胞、血管可在其微孔中生長并形成組織連接,連接后的組織接近自體組織。ePTFE還具有無毒、無致敏、無致癌等特性,因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)療器械及組織填充材料等方面。
相對于其他應(yīng)用領(lǐng)域,醫(yī)用植入級ePTFE需要具有非常強(qiáng)的生物相容性,不能引起植入機(jī)體的排斥,對材料多微孔結(jié)構(gòu)的孔隙率以及尺寸均勻性的要求極高,因此醫(yī)用植入級ePTFE材料的制造具有很高的技術(shù)壁壘。
甲基環(huán)己二胺(HTDA)
5月,河南雷佰瑞新材料科技有限公司承擔(dān)的2022年市級重大科技專項“風(fēng)力發(fā)電葉片用固化劑甲基環(huán)己二胺(HTDA)國產(chǎn)化項目研究”項目通過專家驗收,成功攻克了甲苯二胺(TDA)加氫工藝難的關(guān)鍵核心技術(shù)難題,實現(xiàn)甲基環(huán)己二胺產(chǎn)業(yè)化,打破了國外“卡脖子”技術(shù)和市場壟斷,實現(xiàn)進(jìn)口替代,成為全國首例。
河南雷佰瑞新材料科技有限公司成立于2015年,由中原石化改制企業(yè)發(fā)起成立,致力于高端特種胺系列固化劑國產(chǎn)化的開發(fā)、生產(chǎn)、市場應(yīng)用推廣。產(chǎn)品(DETDA和HTDA)主要應(yīng)用于聚氨酯彈性體、聚脲、環(huán)氧樹脂等行業(yè)。
甲基環(huán)己二胺由甲苯二胺在催化劑作用下加氫后制到,是一種脂環(huán)胺類固化劑,具有黏度低、固化試用期長、防腐以及耐溫性好等優(yōu)勢,是風(fēng)力發(fā)電葉片基本制造原料中必不可缺的固化劑原料。
為了打破國外“卡脖子”技術(shù)壟斷和市場壟斷,雷佰瑞積極承擔(dān)2022年市級重大科技專項項目,圍繞甲基環(huán)己二胺持續(xù)開展核心技術(shù)攻關(guān),最終實現(xiàn)了甲基環(huán)己二胺國產(chǎn)化。
根據(jù)此前工信部的調(diào)研顯示,在130多種關(guān)鍵戰(zhàn)略材料中,我國仍有32%處于空白、52%依賴進(jìn)口,存在巨大的國產(chǎn)化替代空間。
關(guān)鍵戰(zhàn)略材料“卡脖子”,已成為中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的突出短板,我國新材料產(chǎn)業(yè)面臨的局面依然嚴(yán)峻。
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應(yīng)急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務(wù)部 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會
江蘇省發(fā)展和改革委員會 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學(xué)技術(shù)廳 江蘇省商務(wù)廳 江蘇省應(yīng)急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計局
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