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关于申报山东省科技进步奖的公示

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浏览:- 发布日期:2019-04-16 12:01:02【

关于申报山东省科技进步奖的公示

一、 项目名称

新型聚合物材料火灾安全设计、开发与应用

     二、提名单位意见

我单位认真审阅了该项目推荐书及其附件材料,确认真实有效,相关栏目符合填写要求。

按照要求,我单位及完成人所在单位均进行了公示,确认完成人排序无异议。

本项目基于分子设计理念制备了新型火安全助剂,设计开发了几种聚合物火安全材料,揭示了火安全材料的阻燃作用机制,实现了新型火安全材料在涂层、弹性体材料、建筑保温材料中的工程应用。授权发明专利20项,发表论文30余篇,形成自主创新成果并实现了产业化,项目产品销售到国内外多家企业,取得了显著的经济效益和社会效益。

建议推荐申报山东省科技进步二等奖或三等奖。

     三、项目简介

本项目在国家自然科学基金(51106078)等项目支持下,开展了新型聚合物材料火灾安全设计、开发与应用方面的研究,通过产学研合作,形成了成套技术和新产品。主要内容如下:

本项目在传统材料学研究的基础上结合化学分析、燃烧学研究的方法,研究聚合物不同燃烧模式和条件下对火反应特征,研究燃烧过程中材料凝聚相结构多尺度演变规律,研究燃烧过程中火灾烟气的排放浓度、化学组成和物理形态。基于聚合物的热降解、燃烧化学反应,设计新型火安全聚合物材料体系,并实现其工程应用。本项目开发的TPU(聚酯、聚醚型)专用新型火安全助剂,完全符合欧盟RoHS指令、REACHIEC61249-2-21法规的要求。其具有添加量低、火安全性能好(通过 3.2mm1.6mm UL 94 V-0级),在材料中不析出发白,不会被水解且加工性能优异等良好性能,产品可满足电子、电气、电线电缆等诸多领域要求,符合目前对火安全材料无卤化、低烟无毒、绿色环保的要求。

授权发明专利22项,发表论文40余篇,培养硕士研究生10人,形成自主创新技术成果并实现了产业化。

      四、客观评价

1. 通过了国家自然科学基金委员会工程与材料科学部(26604201-1347)结题验收。

2. 由山东省产品质量检验研究院对该项目产品进行了质量检测。

3. 项目产品通过了中国质量认证中心认证。

      五、推广应用情况

项目针对聚氨酯、环氧树脂等材料易燃以及生烟量大的问题,对其进行火灾安全设计,构建新型火安全材料体系。基于TPU的组成与结构,并结合TPU的热降解行为,设计开发了TPU专用火安全助剂。同时,实现对聚氨酯基建筑保温材料、防火涂层材料的火灾安全设计,并开发出系列产品,实现了工程应用。

本项目技术在山东泰星新材料股份有限公司、青岛宣威涂层材料有限公司、淄博世纪联合新型建筑材料有限公司和江苏斯德瑞克化工有限公司等单位得到成功应用,已经生产出系列规格的产品,并实现了大规模生产,近三年实现直接经济效益3.2亿元,利润4936万元。

   六、主要知识产权证明目录

1.主要知识产权

专利1:复合膨胀型阻燃剂及其在阻燃聚丙烯和聚氨酯中的应用,ZL201310239417.9

专利2:复合无机阻燃剂及其在阻燃EVA复合材料中的应用,ZL201310239869.7

专利3:复合膨胀型阻燃剂及其在阻燃环氧树脂复合材料制备中的应用,ZL201310367605.X

专利4:复合阻燃剂及其在阻燃热塑性聚氨酯弹性体材料制备中的应用,ZL201310367565.9

专利5:一种阻燃热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法,ZL201410324281.6

专利6: 钛酸酯类物质作为阻燃剂在阻燃热塑性塑料中的应用,ZL201511023142.0

专利7:铝酸酯类物质作为阻燃剂在阻燃热塑性塑料中的应用,ZL201511022488.9

专利8:硅烷偶联剂作为阻燃剂在阻燃热塑性塑料中的应用,ZL201511024303.8

专利9:一种阻燃热塑性聚氨酯弹性体及其制备方法,ZL201510991875.7

专利10:含腈基的化合物作为阻燃剂在阻燃热塑性塑料中的应用,ZL201610528837.2

专利11:一种磷酸铝分子筛阻燃剂及其制备方法,ZL201410597426.X

专利12:一种本体无卤阻燃TPU改性材料及其制备方法,ZL201510784097.4

专利13:一种替代三氧化二锑的环保阻燃剂,ZL201010239899.4

专利14:一种PP高效环保阻燃剂及其制备方法,ZL201611244229.5

专利15:一种玻纤增强PBT用无卤阻燃剂的制备方法,ZL201410515331.9

专利16:棒状晶型三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂及其制备方法,ZL201110029371.9

专利17:一种微胶囊次磷酸铝阻燃剂的制备方法,ZL201510786775.0

专利18:溶胶改性法制备三聚氰胺氰尿酸盐的方法,ZL201410515675.X

专利19:一种膨胀型饰面防火涂料,ZL201610173316.X

专利20:一种多彩聚氨酯塑胶的制法和多彩聚氨酯塑胶跑道的施工工艺,ZL201510081583.X

2. 围绕创新点发表的密切相关论文:

[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、主要完成人情况

1. 陈希磊,排名第一,教授,工作单位和完成单位为青岛科技大学,负责制定项目总体思路和技  术路线,主持研究了聚氨酯、环氧树脂的热降解行为和火灾安全性能参数,并对其进行火灾安全设计和研发。对第1项、第2项、第3项科技创新做出了创造性贡献。

2. 李少香,排名第二,教授,工作单位和完成单位为青岛科技大学,主要负责火安全涂层材料的设计、开发与应用等工作。对第23项科技创新内容做出重要贡献。

3. 肖学文,排名第三,副总经理,总工程师,工作单位和完成单位为山东泰星新材料股份有限公司,在本项目中主要负责TPU专用火安全助剂的研发及推广工作。对第124项科技内容作出重要贡献。

4. 焦传梅,排名第四,副教授,工作单位为青岛科技大学,主要负责火安全材料体系优化设计与研发工作,对第12项科技创新做出了创造性贡献。

5. 李光俊,排名第五,总经理,工作单位青岛宣威涂层材料有限公司,参与了本项目中火安全涂层材料设计研发、现场生产、组织实施等工作。对第创新点13项作出重要贡献。

6. 路玲,排名第六,总经理,工作单位淄博世纪联合新型建筑材料有限公司,参与了本项目中火安全聚氨酯基保温材料的研发与应用工作,创新点1做出了突出贡献

7. 刘猛,排名第七,博士,工作单位青岛科技大学,参与了本项目中火安全材料的实验、研发与应用等工作,对创新点14项做出了突出贡献。

      八、主要完成单位及创新推广贡献

1. 青岛科技大学:对聚氨酯、环氧树脂的聚合物材料进行火灾安全设计、开发了TPU专用火安全助剂,新型火安全涂层材料和建筑保温材料体系。

2. 山东泰星新材料股份有限公司:研发了TPU专用火安全助剂生产工艺技术,完成新产品的推广应用。

3. 青岛宣威涂层材料有限公司

研发了火安全涂层材料的配方体系和生产工艺技术,完成新产品的推广应用。

4. 淄博世纪联合新型建筑材料有限公司

研发了火安全建筑保温材料制备的关键技术,完成新产品的推广应用。

      九、完成人合作关系说明

青岛科技大学与山东泰星新材料股份有限公司、青岛宣威涂层材料有限公司和淄博世纪联合新型建筑材料有限公司等有着长期的合作关系。青岛科技大学李少香团队是依托于山东泰星新材料股份有限公司“泉城双创”高层次创新团队,从事新型火安全材料设计、研发与产业化。青岛宣威涂层材料有限公司是依托于青岛科技大学创立的产业孵化基地,双方在长期合作基础上,进行了火安全涂层材料创新研发。淄博世纪联合新型建筑材料有限公司是本项目火安全建筑保温材料产业化基地。

完成人中陈希磊、李少香、焦传梅、刘猛为青岛科技大学的一个科研团队成员。

肖学文,山东泰星新材料股份有限公司总工程师,协助李少香老师“泉城双创”高层次创新团队的工作,在本项目中主要负责TPU专用火安全助剂的研发及推广工作。

完成人李光俊,青岛宣威涂层材料有限公司总经理,参与了本项目中火安全涂层材料设计研发、现场生产、组织实施等工作。(ZL201610173316.X,一种膨胀型饰面防火涂料,李少香、李春旭、纪娜娜、李光俊)

路玲,淄博世纪联合新型建筑材料有限公司总经理,对火安全聚氨酯基保温材料的研发与应用工作做出贡献。(ZL201510081583.X,一种多彩聚氨酯塑胶的制法和多彩聚氨酯塑胶跑道的施工工艺,路玲、张珍、李帅)

 

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