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建材新兴产业关键领域重大技术研发

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发表时间:2015-09-05 16:13
一、建材工业转型升级面临的形势
当今世界面临着全球气候变暖、水资源短缺、人口增长以及能源与粮食安全等一系列重大问题。为有效应对和解决这些问题,全球科技发展呈现如下主要趋势:一是科技发展呈现交叉融合的态势;二是大数据的科学方法正在为众多行业所应用;三是以智能制造为特征的信息网络领域的新时代正在到来;四是能源与资源领域正在发生转型;五是材料与制造领域的绿色和智能化趋势明显;六是空间与海洋领域向纵深发展。
当前,我国正处在工业化、信息化、城镇化、市场化、国际化深入发展的重要时期和转型升级的关键时期。我国经济正进入由高速增长转向中高速增长、从中低端迈向中高端的“新常态”。经济增长将更多地依靠人力资本积累和技术进步,加快从要素驱动、投资驱动为主转向创新驱动发展为主,创新成为驱动发展的新引擎。
建材工业是服务于国民经济和国防建设以及改善民生、支撑战略性新兴产业发展不可或缺的重要产业,改革开放特别是进入新世纪以来,得到了快速发展,一些主要产业的技术、装备水平逐渐接近或达到世界先进水平,有的甚至达到了世界领先水平,并开始走向国际市场。
面对日新月异的世界经济、科技发展形势,面对实现“创新提升、超越引领”战略目标而目前我国建材工业国际竞争力和国际化水平相对较低的实际,面对传统建材产业产能过剩、新兴建材产业发展缓慢造成行业结构失衡的挑战,在新常态下建材工业的转型升级,必须坚持“两翼齐飞”,着意于多元动力而非单一取向,着眼于结构优化而非同质繁衍;着力于质的提升而非量的泛漫;着手于创新驱动而非要素驱动。
二、建材新兴产业关键领域技术攻关的主要方向
加快建材新兴产业发展,是促进国家经济建设和改善人民生活水平的需要,是加快建材行业结构调整、转型升级的需要,是提高建材工业在国民经济总量中的比重、与经济社会共同进步的需要。
我国建材新兴产业虽然有一定程度的发展,但总体规模偏小,产业化进程不快。由于对建材新兴产业本质认识存在局限性,对技术创新重视程度与工作力度存在差距,致使建材新兴产业发展目标、技术研发的主攻方向以及发展的主导产品等都不够明确,技术创新攻坚的领域和如何突破技术瓶颈既不清晰力量又不集中,影响了整体发展。
2015年1月,中国建筑材料联合会、中国复合材料集团有限公司、中材科技股份有限公司、中国非金属矿工业公司签署了战略合作协议,通过会企联合的方式,共同开展建材新兴产业关键领域重大技术研发的攻关,突破制约建材新兴产业发展的瓶颈。
建材新兴产业关键领域重大技术研发的主攻方向包括:
1.高档碳纤维生产技术及其制品在新能源、建筑建材等市场的示范应用开发。
2.高强度、低介电透波、耐热等高性能玻璃纤维和高性能复合材料的研发。
3.高强玻纤、高性能复合材料在汽车、节能环保、通讯、石油等领域的示范应用研究。
4.超大功率(5MW以上)海上风机叶片的制备技术及示范应用开发。
5.新型膨润土工程防渗材料的研发。
6.绿色橡胶用非金属矿物材料研发。
三、建材新兴产业关键领域技术攻关近期的主要内容
(一)高性能无机纤维材料及复合材料制品关键技术研究
1.总体目标
立足于国家战略性新兴产业发展需求,加快高性能纤维及复合材料工业的升级换代,提高纤维复合材料自主创新能力。重点开展多功能高性能纤维制造及应用技术系统研发,提升多功能高性能纤维复合材料研发、工艺和智能化制造能力,重点发展商用航空发动机用高性能纤维编织预制体技术、航天通讯领域碳纤维复合材料发动机壳体关键技术、超大功率超长尺寸低风速叶片的设计和纤维自动铺放技术、复合材料制品等废弃物资源化技术研究和示范应用、高性能膜材料等。推动多功能高性能玻璃纤维及其复合材料在新型能源、交通运输和环境资源领域的应用,发挥对国家重点工程和战略产业的引导和支撑作用,加快完善高性能纤维复合材料产业创新发展体系,实现国家重点专项及产业配套研制与生产任务所需关键原材料自主保障。
2.主要任务
通过对多功能高性能无机纤维及复合材料的应用技术研究,突破高性能纤维的柔性制造技术,纤维及复合材料设计、复合工艺、综合评价与考核验证等关键技术,引导无机纤维性能和制备技术的升级,提高智能化水平,实现高性能无机纤维复合材料在典型领域的应用。
3.具体研发攻关内容
(1)商用航空发动机用高性能纤维编织预制体的研制。
(2)多功能高性能玻璃纤维制造及其应用技术。
(3)超大功率超长尺寸低风速叶片产品开发和应用示范。
(4)复合材料工艺智能化技术及重点产品应用。
(5)高性能动力电池膜材和医用光学纤维等功能材料的研究和应用。
(6)大型复合材料制品废弃物资源化技术研究和示范应用。
4.预期成果形式
在“十三五”末期,在多功能高性能玻璃纤维、高性能纤维复合材料和制品、纤维复合材料制品和矿物废弃物资源化技术、高性能纤维功能材料等研究方向上申请国家发明专利300项以上,获得国家、行业标准20项以上,发表论文100篇以上,建成不少于20条关键技术和重点产品示范生产线。
建设一批关键技术研发平台,筹建若干个国家工程中心和国家重点实验室;建立多功能高性能玻璃纤维、高性能纤维复合材料和制品、纤维复合材料制品和矿物废弃物资源化技术、高性能纤维功能材料创新服务平台;在技术研发和推广应用方面培养一批国家级高端人才和核心队伍。
在商业模式方面,推进上下游产业一体化,集成企业自身高性能纤维及复合材料技术优势,推出科技服务商业模式,推动产业化成果转化。
(二)节能环保非金属矿物材料关键技术研究及应用示范
1.总体目标
通过系列研究,提升非金属矿物材料在节能环保产业中的应用技术,形成一批节能环保型矿物材料生产技术及其装备,共同促进非金属矿产业的发展和节能环保技术的应用。
2.主要任务
研究高岭土、硅藻土、膨润土原矿改性机理,对改性效果及其处理能力进行评价;优选矿物表面改性剂和优化改性工艺;对改性矿物材料在橡胶中的应用性能进行评价和表征。
研究新型膨润土防水材料的生产技术、配方及工艺;完善产品的性能评价及施工方法设计;根据市场不同需求,研制新型膨润土防水卷材系列。
通过复合矿物粉体制备技术的研发与示范,实现对矿物填料表面改质的结构调控。打造具有我国自主知识产权的“表面改质”特色技术品牌,形成系列高遮盖度的涂料与造纸工业专用填料,建立相应的生产标准和产品标准。
研究非金属矿物基复合催化材料先进制备工艺,掌握关键技术,为非金属矿物基复合催化材料的工业化规模化制造奠定基础。使非金属矿物基复合催化材料从加工、制造到过程控制的整体技术及产品水平达到国际先进,解决钢铁工业烧结烟气造成的大气污染问题。
3.具体研发攻关内容
(1)橡胶用矿物材料的改性技术研究。
(2)新型预水化膨润土防渗材料。
(3)表面纳米化包覆制备高遮盖性复合矿物粉体与产业化。
(4)新型矿物基复合催化材料的制备技术与应用示范。
4.预期成果形式
开发1~3种改性橡胶用非金属矿物材料;建成一条年产1万吨橡胶用非金属矿物材料改性生产线;申请国家专利1~2项。
建成1条年产200万平米新型预水化膨润土防渗材料的生产示范线,达产后预期实现销售收入12000万元,新增税收1245.6万元;申请国家专利5~6项,发表论文10~15篇;制定企业、行业相关标准2~3项。
建设1条年产1万吨纳米颗粒晶型可控的复合矿物示范生产线;产品在纸张中替代75%煅烧高岭土,在装饰纸张中替代30%钛白粉,在涂料中替代18%钛白粉。
建立1000吨/年规模矿物基复合催化材料产品示范生产线;整个课题研究发表8~10篇高水平学术论文,申请国家专利4~6项,制定相关产品技术标准1~2项。
(三)实施方式
在中国建材联合会的组织协调下,争取国家立项、行业立题、企业自主研发相结合,发挥骨干企业技术创新主体作用,坚持需求导向、应用牵引下的“产学研用”紧密结合,构筑多部门组成的联席工作组以及由行业专家组成的咨询委员会,形成统一领导、合理规划、协调高效、优化配置、目标集成的发展专项组织管理体系。
建立高性能无机纤维材料和复合材料科技服务体系。发展高性能纤维及复合材料产业规模,对基础理论和关键共性技术进行协同研究与开发,发挥服务平台对行业的支撑作用,推动原创技术开发及产品应用技术开发;重点培育高性能无机纤维和复合材料研发龙头企业;加强研发国际合作及国内产能优势资源合作,参与新材料前瞻性关键共性技术开发。
在非金属矿行业贯彻并树立科技创新为核心的发展理念。企业参与并配套投入研发资金。在国家政策引导与产业技术创新需求的推动下,以行业内现有国有大中型企业和民营企业为依托,集中国内优势大学、科研院所,组建以项目为纽带的技术创新战略联盟,形成以企业为主体、产学研联合的长期合作机制。组织一批在行业内技术先进、规模较大的非金属矿企业,一方面投入配套资金开发新技术;另一方面,提供配套资金进行产业化和工程示范,保证项目的成果得到及时的推广和应用。


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