硅溶胶在涂料方面的应用非常广泛，其独特的物理和化学性质为涂料带来了多种优异的性能。 一、硅溶胶在涂料中的基本作用 提高涂料的稳定性： 硅溶胶具有良好的悬浮性和分散性，能够有效地防止涂料中的颜料和填料沉淀。当硅溶胶添加到涂料中时，其胶体粒子能够在颜料和填料表面形成一层保护膜，防止粒子间的聚结，从而提高涂料的储存稳定性。 增强涂层的附着力： 硅溶胶中的硅羟基能够与涂料中的有机基团发生化学反应，形成化学键合，增强涂层与基材之间的结合力。这种化学键合不仅提高了涂层的附着力，还使得涂层更加致密，有效防止了水分、氧气等外界物质的侵入，延长了涂层的使用寿命。 改善涂层的耐候性： 硅溶胶具有优异的耐候性能，能够抵抗紫外线、风雨、盐雾等自然环境的侵蚀。当硅溶胶添加到涂料中时，能够形成一层耐候性极佳的保护膜，保护涂层不受外界环境的破坏，保持涂层的色泽和光泽度。 二、硅溶胶对涂料性能的提升 提高涂层的硬度和耐磨性： 硅溶胶中的硅氧键具有较高的键能，使得硅溶胶具有优异的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶胶，能够显著提高涂层的硬度和耐磨性，使得涂层更加坚硬、耐磨，适用于各种高磨损场合。 调节涂料的流变性能： 硅溶胶的粘度可以通过调整其浓度和pH值来进行调控。在涂料中加入适量的硅溶胶，可以有效地调节涂料的流变性能，使涂料在施工过程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶胶具有较低的表面张力，不易被污染物吸附，因此具有优异的抗污染性能。将硅溶胶添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，从而提高涂料的抗污染性，保持其长期的美观性。 提高涂料的防火性能： 硅溶胶具有一定的阻燃性能，能够在高温下形成一层保护层，阻止火势的蔓延。将硅溶胶添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增强建筑物的安全性能。 三、硅溶胶在涂料中的具体应用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶胶作为重要的添加剂，可以提高涂料的稳定性、附着力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同时减少有机溶剂的使用量，降低涂料对环境的污染。 建筑涂料： 将硅溶胶添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附着力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同时改善涂料的自清洁、防水防渗、防磨损、腐蚀、保色性等性能。 特殊涂料体系： 硅溶胶可以与水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制备有机-无机复合涂料。这种复合涂料在密封底漆、弹性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多种涂料体系中都有应用，可以改善涂层的性能并掩盖涂层本身的缺陷。 四、硅溶胶在涂料应用中的优势 环保性： 硅溶胶作为一种无机材料，不含有毒有害物质，对环境友好。在涂料中使用硅溶胶，能够减少有机溶剂的使用量，降低涂料对环境的污染，符合绿色环保的发展趋势。 多功能性： 硅溶胶能够同时提升涂料的多种性能，如附着力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一种多功能的涂料添加剂。 广泛的应用前景： 随着涂料工业的不断发展，硅溶胶作为一种高性能的涂料添加剂，将在更多领域得到应用和推广，如建筑、汽车、航空、船舶等领域。

本项目基于团队多年连续碳纤维热塑性预浸料制备及复合材料成型、聚芳醚酮（PAEK）树脂（含聚醚醚酮（PEEK））研发、半结晶型热塑性复合材料界面研究的技术积累和相关项目成果，通过自主设计搭建连续纤维热塑性复合材料生产线及相关关键成型模头和特殊工装的设计，掌握了连续碳纤维聚芳醚酮特种热塑性预浸料单向带、LFT 粒料和高纤维含量拉挤棒材的关键制备技术，打破国际技术封锁，拓展了聚芳醚酮材料的应用形式，在我国航天、军工等轻量化零部件替换上具有很好的应用前景。本项目预期在连续碳纤维特种热塑预浸料、LFT 长纤维粒料、拉挤型材及 1-2 个具体产品（航空航天、医疗）几个方面进行同步产业化落地，具有自主知识产权。项目落地后将进一步开发国际领先并具有自主知识产权的低成本高效连续热压技术，实现 3 分钟内单成型制造周期的织物层合板在线浸渍和长尺寸结构型材的连续化生产制造，建成从“树脂原材料→预浸料/LFT/棒材→成型工艺→复合材料制品→评价方法”的一整套技术体系，引领行业发展，助力连续纤维特种热塑性复合材料在我国快速、大规模的应用。

在橡胶基体内加入反应型多维微纳碳材料，实现高性能橡胶复合材料的可控制备;可控调控生物质硅炭与多维微纳碳材料的复合结构，获得具有高力学性能和耐老化功能的新型橡胶加工技术;首次在橡胶基体内构筑具有电子共辄离域效应的交联复合结构,获得具有超耐老化能力的新型橡胶复合技术。该成果涉及的上述创新点，体现出具有国际领先的加工技术，青岛科技大学拥有独占的关键加工技术,橡胶在高温高压差非常规环境中表现出耐老化超长效工作的能力。

本项目基于团队多年连续碳纤维热塑性预浸料制备及复合材料成型、聚芳醚酮（PAEK）树脂（含聚醚醚酮（PEEK））研发、半结晶型热塑性复合材料界面研究的技术积累和相关项目成果，通过自主设计搭建连续纤维热塑性复合材料生产线及相关关键成型模头和特殊工装的设计，掌握了连续碳纤维聚芳醚酮特种热塑性预浸料单向带、LFT 粒料和高纤维含量拉挤棒材的关键制备技术，打破国际技术封锁，拓展了聚芳醚酮材料的应用形式，在我国航天、军工等轻量化零部件替换上具有很好的应用前景。本项目预期在连续碳纤维特种热塑预浸料、LFT 长纤维粒料、拉挤型材及 1-2 个具体产品（航空航天、医疗）几个方面进行同步产业化落地，具有自主知识产权。项目落地后将进一步开发国际领先并具有自主知识产权的低成本高效连续热压技术，实现 3 分钟内单成型制造周期的织物层合板在线浸渍和长尺寸结构型材的连续化生产制造，建成从“树脂原材料→预浸料/LFT/棒材→成型工艺→复合材料制品→评价方法”的一整套技术体系，引领行业发展，助力连续纤维特种热塑性复合材料在我国快速、大规模的应用。

成果的背景及主要用途： 由天津大学设计开发，主要用于混合戊烷中正戊烷、异戊烷和环戊烷的分离， 并兼作混合碳四中正丁烷和异丁烷以及混合己烷中正己烷的分离。产品用途广泛, 可作为可发性聚苯乙烯及聚氨酯泡沫体系的发泡剂，用于无氟冰箱、冰柜、冷库 及管线的保温等领域；可作线性低密度聚乙烯催化剂的载溶剂,脱沥青的工业溶 剂、分子筛脱蜡的萃取剂等；也可作为化工原料,如异戊烷脱氢制异戊烯、异戊 二烯,戊烷混合物经氯化、精馏、催化水解,可生产粗戊醇,经多级分离蒸馏后得到 1-戊醇,同时正戊烷氧化生产苯酐和顺酐的研究也取得一定进展。 技术原理与工艺流程简介： 装置首次采用四塔可拆分流程，还可兼作混合碳四中正丁烷和异丁烷以及混 合己烷中正己烷的分离装置，有利于压缩建设投资。改变传统装置先分离出混合 戊烷中纯品正戊烷、异戊烷和环戊烷，再将前两者按比例混合生产发泡剂的做法， 直接产出发泡剂、正戊烷或者异戊烷以及环戊烷产品。通过消除过度分离和事后 11天津大学科技成果选编 再混合的不合理操作以及对换热网络进行优化创新，不仅较同类装置能降低 30% 左右的能耗，还提高了装置柔性和适应性（适应多种比例发泡剂生产要求和多重 工况）以及企业对市场变化的应对能力。本技术通过自主创新开拓了分离领域新 的精细分离方法。设计采用天津大学新型规整填料及塔内件技术（包括专利技术 和专有技术如导向梯形浮阀、金属折峰式波纹填料 ZUPAC、大直径丝网填料塔 填料盘增强技术、通透式填料支撑结构、端效应减小装置、变孔径流预分布管技 术、新型单级导板式液体分布器、槽盘式集油箱、双列叶片进料分布器等）。产 品质量高于同类产品，满足了混合戊烷同分异构体精细分离的需要，各项技术指 标均达到或超过了设计要求。 技术水平及专利与获奖情况： 本技术为国内领先技术，目前有两项技术专利。 <一种混合戊烷同分异构体精细分离的双效精馏方法及其系统> CN101602641 <一种对分离了双烯烃的碳五抽余原料进行深加工的方法> CN101823931A 应用前景分析及效益预测： 成果已在国内部分地区推广，并将向全国其它部分地区乃至国外进行更广泛 的推广。 应用领域：本成果可应用于精细化工产品生产领域。 技术转化条件（包括：原料、设备、厂房面积的要求及投资规模） 本成果已经处在产业化稳定应用阶段，已经转让企业 1 家。 合作方式及条件：与企业合作。 

针对高速重载大能容摩擦片制动过程的多场耦合特性，开发了摩擦层三参数摩滑载荷和边界条件模拟与仿真软件、摩擦机理及摩擦系数预测平台，提高了摩擦层三参数摩滑载荷和边界条件测试的精度，增强了摩擦元件工作过程的可靠性。研制了适用于多种工况的摩擦磨损测试设备，首创了摩擦特性的变速测试及压力边界动态测试方法，具有国际领先水平。 与某兵工院所合作单位开发的摩擦元件测试及边界条件精确获取方法己成功应用于某履带车辆的生产研制过程中，填补了国内外边界条件动态测试实践应用的空白。 该成果主要针对履带及重在车辆的军用和民用巿场。未来几年，国内重型机械和武器装备的需求将呈现持续明显上升趋势，该成果有助于推动重型机械中摩擦离合器和制动器的发展，具有广阔的发展空间和应用前景。 采用嵌入测量技术突破了压力及温度边界动态测试的瓶颈，测量精度相对原始六分力测量方法提高了25%。目前己获得包括实验技术、模型理论专用设备等方面的国家发明专利4项、软件著作权2项，发表国内外高水平论文10余篇。

主要技术内容： （1）破传统喷雾泵生产设备机械结构设计，采用凸轨、凸轮机构，创新性 研制了高精度、高效率的喷雾泵电化铝壳抓口机、喷头打喷咀机等系列装配设备， 提高了设备的装配精度和效率。提出集成基于等价输入干扰估计器与参数智能辨 识的智能驱动控制技术，成功解决了微型喷雾泵现场设备层不确定干扰、电机参 数的时变性对装备电机控制性能影响问题，提高了生产装备控制的精度及可靠性。 （2）集成 RFID 与 WSN，构建微型喷雾泵生产过程信息采集网络，创新性地 引入混沌粒子群优化算法，优化采集网络节点部署；动态选择通信节点数目，在 获得最大网络覆盖范围的同时，避免节点间的冲突，降低网络能耗，保证了生产 过程数据采集与传输的实时性和可靠性。 （3）创新性提出并实现了微型喷雾泵制造过程多目标资源优化调度技术。 建立生产车间多目标资源优化调度模型，提出基于种群年龄模型的动态粒子数微 粒群优化算法来求解优化问题，并采用层次分析法进行决策，成功实现了微型喷 雾泵生产全流程的精益管控，全面提高了生产质量与资源效率。 （4）创新性研发了一种面向制造全过程的信息集成平台。将生产过程信息、 管理信息等数据高度融合，实现底层物联网到互联网的无缝连接；解决了常规 DCS、MES、ERP 三层架构存在的数据交换困难、系统庞大、功能定制性差、难以354 适用于中小型制造业等缺点，为微型喷雾泵制造装备的自动化和信息化融合提供 了解决方案。 行业意义： 项目通过攻克微型喷雾泵生产装备的自动化与信息化技术融合的关键技 术，突破国外先进技术的壁垒，形成了自主知识产权与技术体系，项目成果提 升了微型喷雾泵加工装备的自动化、信息化水平，符合国家可持续发展战略的 绿色制造技术，可带动和促进化妆品、保健品等领域向高档化的高层次技术方 向发展。 获奖情况：2015 年获中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖。 成果的技术指标、创新性与先进性： （1）引入凸轮、凸轨等机构，并结合等价输入干扰估计器、智能辨识等方 法设计控制策略，从机械和控制两方面进行突破，自动化程度和生产效率高。 （2）集成 RFID 与 WSN，采用混沌粒子群优化算法优化网络节点，动态选 择通信节点数目，降低网络能耗，生产过程数据采集与传输的实时性和可靠性 高。 （3）建立以缩短生产周期、减少机器空转时间、降低产品次品率为等为目 标，采用种群年龄模型的动态粒子数微粒群优化算法求解生产过程优化调度问 题，采用层次分析法进行决策，实现微型喷雾泵生产全流程精益管控。 （4）采用完全不同于传统 DCS、MES、ERP 三层架构的模式，直接面向生 产、管理全过程，开发信息集成平台，自动化和信息化融合度高、适用于中小 型制造业。 技术的成熟度： 相关技术已经形成产品，在无锡圣马科技有限公司及其下游企业进行了产业 化。 应用情况： 针对微型喷雾泵加工装备产业当前普遍存在材料消耗大、能耗高、可靠性差、 加工效率低、品种适应性差等问题，本项目以提高生产装备的自动化与信息化水 平为目的，在装备高性能自动化控制、信息的采集与传输、优化调度、精益管控、 平台建设等方面已经取得了创新性研究成果，并对成果进行了提炼、集成，从 2012 年开始，针对本项目整体技术展开全面推广，应用于江苏、广东等地区的 10 多家轻工装备制造及使用企业。355 应用实践证明了，本项目成果总体技术创新程度高、成熟度高、附加效益显 著，显著提升了我国塑料装备在国际市场具有较强的竞争力，有利于提高我国塑 料装备的设计制造智能化水平，推动了我国塑料制造业的国际化发展。 

由天津大学设计开发，主要用于混合戊烷中正戊烷、异戊烷和环戊烷的分离，并兼作混合碳四中正丁烷和异丁烷以及混合己烷中正己烷的分离。产品用途广泛,可作为可发性聚苯乙烯及聚氨酯泡沫体系的发泡剂，用于无氟冰箱、冰柜、冷库及管线的保温等领域；可作线性低密度聚乙烯催化剂的载溶剂,脱沥青的工业溶剂、分子筛脱蜡的萃取剂等；也可作为化工原料,如异戊烷脱氢制异戊烯、异戊二烯,戊烷混合物经氯化、精馏、催化水解,可生产粗戊醇,经多级分离蒸馏后得到1-戊醇,同时正戊烷氧化生产苯酐和顺酐的研究也取得一定进展。装置首次采用四塔可拆分流程，还可兼作混合碳四中正丁烷和异丁烷以及混合己烷中正己烷的分离装置，有利于压缩建设投资。改变传统装置先分离出混合戊烷中纯品正戊烷、异戊烷和环戊烷，再将前两者按比例混合生产发泡剂的做法，直接产出发泡剂、正戊烷或者异戊烷以及环戊烷产品。通过消除过度分离和事后再混合的不合理操作以及对换热网络进行优化创新，不仅较同类装置能降低30%左右的能耗，还提高了装置柔性和适应性（适应多种比例发泡剂生产要求和多重工况）以及企业对市场变化的应对能力。本技术通过自主创新开拓了分离领域新的精细分离方法。设计采用天津大学新型规整填料及塔内件技术（包括专利技术和专有技术如导向梯形浮阀、金属折峰式波纹填料ZUPAC、大直径丝网填料塔填料盘增强技术、通透式填料支撑结构、端效应减小装置、变孔径流预分布管技术、新型单级导板式液体分布器、槽盘式集油箱、双列叶片进料分布器等）。产品质量高于同类产品，满足了混合戊烷同分异构体精细分离的需要，各项技术指标均达到或超过了设计要求。

已有样品/n淡水鱼保鲜与精深加工关键技术研究及产业化。　　成果简介：中国是世界淡水鱼生产第一大国，2013年淡水鱼总产量达到2647.8万吨，约占水产品总产量的43%，然而因其腥味重、肌间刺多、鱼肉易腐败、蛋白质易冷冻变性、副产物加工难等原因，致使淡水鱼资源有效利用率低，严重影响了我国淡水产业的可持续发展。该成果针对我国主要淡水鱼加工业存在的技术问题，以草鱼、鲢、鳙、鲤等为对象，系统研究了鱼肉贮藏中品质变化规律与保鲜技术、鱼蛋白胶凝机制与鱼糜制品质构调控技术、鱼肉腥味增强机制与传统鱼制品工业化生产技

本成果提出了基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化，主要包括零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法、基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测、基于机器学习的零件加工工艺优化与决策、基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证这四方面。以下是各方面具体对应内容： 1）零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法：在数据挖掘与机器学习算法方面，搭建了轴类零件全流程加工工况数据实时采集硬件平台，实现对加工力、加工振动、主轴电流等工况数据的实时在线获取。 2）基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测：在航空薄壁件加工精度预测方面，对复杂曲面加工过程混合建模与全流程加工精度预测等理论开展了深入研究工作；建立了零件单工序/多工序加工精度预测混合驱动模型，实现了加工精度的高效高精预测。 3）基于机器学习的零件加工工艺优化与决策：在轴类零件全流程加工工艺优化与决策方面，围绕隐马尔可夫决策过程、遗传算法等理论开展了理论研究工作，结合轴类零件加工过程开展了优化工作；提出了加工参数自适应调控联合决策方法。 4）基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证：构建加工数据库1套，包含机床设备、加工刀具、加工参数、检测数据等四种类型数据。开发全流程加工智能推理软件1套（部署于中航发南方公司柔轴车间），实现航轴全流程质量数据感知与工艺优化，其中全流程误差建模与分析模块实现了端到端的零件加工质量智能推理，可以用于工艺设计与现场预先感知，加工过程工艺数据挖掘模块实现基于批量数据的多工序误差流分析，实现后续工序加工误差推理，加工过程工艺优化与智能决策模块实现了零件多工序加工质量数据推理与给定期望指标下的加工参数优化。 图1 本成果对应功能结构示意图 【技术优势】 围绕航空领域制造的加工质量问题，开展基于制造过程数据的工艺全流程智能决策技术与系统的研发，初步实现工艺与制造过程的智能控制。在数据挖掘与机器学习算法、航空薄壁件加工精度预测、轴类零件全流程加工工艺优化与决策、零件全流程加工质量智能推理与优化、智能加工产线智能决策技术应用与推广等多个方面实现了突破，具有显著的理论价值与应用价值。 规范制定方面，研究了薄壁件加工误差产生的深层机理，构建了批量零件加工过程中误差传递的理论模型，探究了机床、夹具、刀具、加工参数全方位、多层次的因素对于零件加工误差产生的影响规律，提出了零件加工工艺与流程优化策略，形成制定面向航空发动机大长径比轴类零件的决策规范，规定轴类零件全流程加工过程中机床、刀具、装夹、加工参数四个方面的具体要求。通过中国航发南方工业有限公司企业标准体系管理系统制定、修改、审批，形成《航空发动机轴类零件加工工艺优化与决策技术规范Q/2B 1586—2022》。 软件开发方面，将上述理论成果进行高度集成，开发了零件全流程加工智能推理优化软件（MIO软件）。软件集成了四大功能模块，包括加工工艺数据库、全流程误差建模与分析、加工过程工艺数据挖掘、加工工艺优化与智能决策。相关知识与优化规则形成权。全流程加工智能推理优化软件以及知识库软件通过第三方测评，测评机构具备MA与CNAS认证资质，最终形成《零件全流程加工智能推理优化软件第三方测试报告》、《智能加工产线工艺全流程智能决策工艺知识库软件第三方测试报告》。 应用验证方面，结合航空发动机制造具体需求，将相关成果应用到某型号航空发动机轴类零件（动力涡轮传动轴）加工生产中。将零件全流程加工智能推理优化软件部署在航轴加工车间，在验证产品的加工设备上部署了数据采集装置，实时采集加工过程数据，集成企业工艺资源数据库和产品数字化检测系统，获取机床、夹具、刀具、产品质量等信息，构建了加工工艺数据库，开展了航轴加工工艺分析、现场加工质量预先感知、加工工艺与流程优化、现场实际加工验证等工作。通过南方公司现场应用验证，零件次品率平均降低54.53%。（2019年至2020年优化前，次品率为8.38%；2021年6月至2022年5月优化后，次品率为3.81%）。相关应用验证通过了中国航发南方公司的效果认定，并形成用户报告。 【技术指标】 1）采用机理模型/有限元仿真技术获取切削力/热/柔度/加工误差数据集，构建代理模型实现了切削过程的毫秒级预测，切削过程关键物理量的预测时间优于10毫秒。 2）建立了机理模型与小样本工况数据混合驱动的预测模型不确定分析与量化模型，提出了贝叶斯框架下的不确定校准方法，实现了加工误差快速（毫秒级）精准（偏差小于5微米）预测。 3）提出了航轴加工质量状态估计方法，建立了现场多源数据信息串联模型，基于隐马尔科夫的决策模型，实现工序间感知平均误差控制在9.21%内。 4）建立了加工次品率与加工参数约束集间双向映射互通模型，首次提出了基于隐马尔科夫模型与遗传算法的联合决策方法框架，联合决策优化框架保证次品率降低优于50%。