项目成果/简介: 针对海洋防污涂料向环保和高性能发展的前沿，从突破关键基础材料与核心技术入手，研发了7个系列含天然辣素功能结构树脂和4个系列绿色防污剂，并针对近海船舶、快艇、潜标、波浪滑翔器和渔网研发了5种不同性能特点的防污涂料，实现了工程化应用。建立了我国自己的环保型海洋防污涂料技术体系、产品体系以及知识产权保护网，获授权发明专利美国、欧盟、日本各1项、中国28项，相关成果获国家技术发明二等奖、教育部技术发明一等奖和山东省科技进步一等奖各1项。 知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL200810139149.2 ZL20050081681.X ZL200510081683.9 ZL201410817103.7 ZL201410515220.8 ZL201410817103.7 ZL201410515220.8 EP1810966B1 特许第4789950号 US7442240B2技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

成果介绍本项目将静电纺丝、电化学修饰电极两种方法有机结合，从外表面、内容物及整掺杂等方面对基础纳米纤维修饰电极进行功能化，实现功能可控纳米纤维复合材料修饰电极的制备。技术创新点及参数功能可控纳米纤维复合材料修饰电极，从调控“结构”-“效应”角度，构建新型功能可控活性分子固载界面，结合光电传感技术，建立模型。市场前景建立多种癌症、神经性退行性疾病的系列标志物，环境污染物，食品污染物的分析跟踪与评估新模型，一些典型应用案例突破现有技术的瓶颈。

聚合物基复合材料表面金属化常用的方法有真空蒸镀金属法、真空离子镀金属法、电镀法、化学镀法、电铸法、表面直接喷涂金属法等。这些方法各有其优缺点：如真空蒸镀和真空离子镀的镀层厚度均匀，但所需设备昂贵且制件尺寸受设备大小限制，涂层较薄且制备成本较高。电镀法工序复杂，镀层附着力相对较低；化学镀是大多数电镀工艺中都必须涉及到的，通常作为塑料制品电镀的前处理工艺，其优点是镀层致密、孔隙率低、适用的基体材料范围广，可在金属、无机非金属及有机物上沉积镀层；缺点是镀液寿命短、稳定性差，镀覆速度慢、不易制备厚涂层，存在环境污染。电铸法可制取高光洁度、高导电性、高精度、内腔结构复杂的制件，但每做一个制件就需一个模具，模具成本高、生产周期长。热喷涂法是把金属颗粒加热到熔融状态后沉积到基板或工件表面形成涂层；但聚合物基板材料的熔点很低，热喷涂时熔融金属颗粒和高温焰流将对聚合物基板材料表面产生严重的破坏；而且由于热喷涂的加热温度较高，所制备的金属涂层由于氧化和孔隙的产生很难满足使用要求。 冷喷涂技术不需要或者只需要很少量的热量输入，加热温度低、颗粒飞行速度高，这就有效防止了热喷涂时的热影响，减少了基体表面三维畸变，涂层中氧化、相变的发生，涂层残余热应力小，可制备厚涂层；另外，与热喷涂一个相同的技术优势是通过机械手挟持喷枪或者把基体工件放在数控工作台上，能够实现对一些复杂表面、较大工件的喷涂，加工灵活，适应性强。目前可制备纯Al涂层和Al-Cu等多层结构。 已申请专利：“一种聚合物基复合材料表面金属化涂层的制备方法及装置”，中国发明专利申请号：201010588064.X.，专利申请时间：2010.12.14，专利公开日：2011.05.18

项目针对软磁复合材料长期存在的严重问题开展了深入研究，提出了在软磁粉末基体表面原位生成高电阻率软磁壳层，降低涡流损耗并保持高磁性能的技术思路，发明了多软磁相核壳结构复合材料，构建了高性能软磁合金新体系，制备出具有高磁通密度、高直流叠加等不同特性的系列软磁复合材料。项目达到国际领先水平，获得了系统的自主知识产权，授权发明专利 43 项，发表论文 50 余篇，推动我国软磁复合材料产业进入了世界先进行列。

传统的硬质合金工模具材料耐磨性和强韧性难以兼得，而其中的钨、钴元素属于稀有贵重元素。本项目所采用的Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性和高温抗氧化性、与金属间极低的摩擦系数、无磁性、而且还具有较高的强韧性，不含稀有贵重元素，其制造成本仅为硬质合金的35～40%，已在市场上得到较广泛的应用。该成果发明了系列无钴金属陶瓷强韧化、无磁化制备技术，开发了系列高性能低成本无钴金属陶瓷材料，是硬质合金理想的升级替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料难以相比的强韧性。 技术特征 该材料主要性能指标可达：硬度≥92.2HRA，抗弯强度≥3250MPa，断裂韧性≥9.4 MPa·m1/2。 获得相关授权国家发明专利8项，相关技术曾获国家技术发明二等奖，达到国际先进水平。

针对海洋防污涂料向环保和高性能发展的前沿，从突破关键基础材料与核心技术入手，研发了7个系列含天然辣素功能结构树脂和4个系列绿色防污剂，并针对近海船舶、快艇、潜标、波浪滑翔器和渔网研发了5种不同性能特点的防污涂料，实现了工程化应用。建立了我国自己的环保型海洋防污涂料技术体系、产品体系以及知识产权保护网，获授权发明专利美国、欧盟、日本各1项、中国28项，相关成果获国家技术发明二等奖、教育部技术发明一等奖和山东省科技进步一等奖各1项。  

传统的硬质合金工模具材料耐磨性和强韧性难以兼得，而其中的钨、钴元素属于稀有贵重元素。本项目所采用的Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有较高的硬度、耐磨性、红硬性、优良的化学稳定性和高温抗氧化性、与金属间极低的摩擦系数、无磁性、而且还具有较高的强韧性，不含稀有贵重元素，其制造成本仅为硬质合金的35～40%，已在市场上得到较广泛的应用。该成果发明了系列无钴金属陶瓷强韧化、无磁化制备技术，开发了系列高性能低成本无钴金属陶瓷材料，是硬质合金理想的升级替代材料，也具有陶瓷材料、聚晶立方氮化硼等超硬材料难以相比的强韧性。技术特征该材料主要性能指标可达：硬度≥92.2HRA，抗弯强度≥3250MPa，断裂韧性≥9.4 MPa·m1/2。获得相关授权国家发明专利8项，相关技术曾获国家技术发明二等奖，达到国际先进水平。应用范围:主要用途：①适用于制作各种可转位刀片，用于难加工材料的干式切削；②适合用于制作加工磁性材料的刀具和成型模具；③用于碳纤维预浸料的切割时，使用的稳定性和寿命大大高于目前进口产品；④适合于制作电子元器件生产及激光加工生产线中的专用模具，综合性能优良；⑤适合制作苛刻环境下使用的密封环和耐磨件。

一、 项目简介通过近几年的研究，本课题组在纳米碳酸钙的晶形、粒径、分散性、制备工艺、生产设备选择等研究上取得了一定成果，在抗菌剂研究方面成功地解决了银系抗菌剂的变黑和稳定性问题。在实验室进行了制备纳米抗菌碳酸钙放大实验，取得了令人满意的结果，并就前期研究成果申请了技术发明专利。二、 项目技术成熟程度本项目为专利技术，处在中试阶段。实验结果重复性好，产品质量稳定。产品抗菌性能及白度随着在自来水中浸泡时间的变化结果见表1。由表中数据可以看出：产品的抗菌效果及白度是很稳定的。三、 技术指标  该项目已经取得了技术发明专利：以纳米碳酸钙为基体的抗菌材料的制备方法，专利号为ZL200910067771.1。四、 市场前景技术特点：1.工艺简单。不需要多步制备和高温烧结，整个制备都在液相进行，保证了抗菌成分在碳酸钙表面分布均匀。2.白度高。该产品在其应用的领域，其白度都能保证在90以上。3.抗菌效果好。纳米效应和光催化效应共同作用使得产品具有优良的抗菌性。4.成本低。碳酸钙较其他载体成本更低。5.应用方便。碳酸钙既是填料，又具有抗菌性能。市场前景：随着人们生活水平的提高和保健意识的增强，人们对工作和家庭环境卫生日益重视，尽量减少周围环境滋生的细菌对人体的侵害，然而环境的污染、病原微生物和病毒已经给人类带来了巨大的威胁，因此世界各国开始积极研制抗菌剂及抗菌制品。现在的抗菌剂可分为有机、天然和无机三大系列。研究表明，有机抗菌剂耐高温性差，抗菌长效性不佳，且对人体有害，容易产生抗药性；天然抗菌剂具有抗菌效率高和安全无毒等优点，但耐热性差，药效持续时间短，且资源有限，技术不成熟；无机抗菌剂由于容易工业化，且耐温性能和抗菌谱广、性能好而备受青睐。无机抗菌剂的主要成分是负载型银、锌或铜等，最常用的是Ag系抗菌剂。目前多以沸石、磷酸盐、硅胶、玻璃等无机材料为载体。但这类抗菌剂存在的主要缺点是：(1)抗菌剂的粒径一般在0.5-10微米，能够与病菌或细菌接触的表面积较小；（2）制备工艺复杂，而且由于采用碾磨法制备故抗菌有效成分的金属离子在载体表面的分布不均匀；（3）制备成本高且产品的白度低。（4）应用在塑料、造纸、涂料等产品中可能影响产品性能。本技术制备的抗菌纳米碳酸钙，粒度分布均匀、白度高、成本低。在有光或无光条件下均能发挥抗菌作用。该抗菌碳酸钙在橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等行业具有广阔的应用前景。 该抗菌剂的基体纳米碳酸钙本身就是橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等行业中广泛应用的添加剂，本技术给它赋予了抗菌功能，使产品的附加值大幅度提高。五、 规模与投资需求 生产规模根据厂家要求而定。投资受市场影响价格会有波动。六、 生产设备1. 新建厂需要石灰窑、化灰机、带搅拌反应釜、压滤机等设备；2. 在原有纳米碳酸钙生产流程基础上只需增加1-2个反应釜、2个抗菌剂配料釜即可；3. 若为普通轻钙生产线，需增加制冷系统，再增加1-2个反应釜、2个抗菌剂配料釜。七、 效益分析   每1万吨产品年利润500~1000万元人民币。受市场影响价格会有波动。八、 合作方式   专利转让、技术转让等方式，面议。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）   胡琳娜：女，博士，教授。联系方式：手机号13622124805；qq号745852370；电子信箱hln@hebut.edu.cn

本项目将静电纺丝、电化学修饰电极两种方法有机结合，从外表面、内容物及整掺杂等方面对基础纳米纤维修饰电极进行功能化，实现功能可控纳米纤维复合材料修饰电极的制备。.

针对建设超大型水电站对压力管道用新型高性能关键材料与成套技术的迫切需求，集成开发了超大型水电站金属结构关键材料成套技术。提出了易焊接高强水电钢板、焊材、配套焊接工艺一体化解决方案，采用双淬火调质工艺，突破了 150mm 特厚岔管用板低压缩比连铸生产工艺心部性能技术瓶颈。开发出适应50kJ/cm 大线能量焊接的 800MPa 级配套超低氢焊材，填补了行业空白。该成果获 2017 年冶金科学技术一等奖，2018 年国家科学技术进步二等奖。