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项目申报书

2017年度泰州市科技进步奖项目

申报材料

项目名称：

低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料

完成单位：

泰州市华丽塑料有限公司

完成人员：

袁华寿、崔益华、陶杰、袁俊、程全山、李鸭华、钱海庆、王厚明、张阿兰

推荐部门：

姜堰区科学技术局

泰州市科学技术奖项目申报书

一、项目基本情况

项目名称

低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料

项目完成人

袁华寿、崔益华、陶杰、袁俊、程全山、李鸭华、钱海庆、王厚明、张阿兰

主　　要

完成单位

（盖章）

泰州市华丽塑料有限公司

推荐部门

（盖章）

姜堰区科学技术局

学科代码

430.5030

学科分类名称

高性能高分子材料

任务来源

Z．自选项目

鉴定证书编号

鉴字［2014］第102号

组织鉴定

单位

泰州市科技局

成果水平

国际先进水平

计划（基金）

名称和编号

无

项目

起止时间

2011-01-01 至 2013-12-31

二、项目简介

项目所属科学技术领域、主要内容、特点、推广应用情况

（一）所属科学技术领域

本项目属于：

材料科学→有机高分子材料→功能高分子材料

（二）主要内容、特点

1、研发木粉、秸杆等天然纤维预处理技术。

2、开发天然纤维改性PVC饰面材料无卤阻燃技术。

3、研究低烟密度绿色制造技术。

4、研发纳米TiO2改性UV树脂涂层技术。

5、研发低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材。

本项目研究开发了国际先进的木粉、秸杆等天然纤维预处理技术、低散发绿色制造技术、纳米改性树脂涂层技术等关键技术，形成了“低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料”科技成果，通过省级鉴定，达国际先进水平，填补国内空白。

项目产品为功能性、环保型、高端装饰材料，具有质轻高强、抗静电、抑菌、阻燃、低成本、可循环利用、环境友好等特点。

本项目是天然植物纤维大规模高效利用的一条重要途径，对推动PVC复合板材的技术进步，缩小与国际先进水平的差距，对减少木材消耗、节约森林资源、对农作物秸杆规模化利用、减少环境污染，对资源循环利用和可持续发展，对国内高端饰面板材的发展和扩大出口意义重大。

本项目由公司与南京航空航天大学产学研合作完成，拥有核心自主知识产权，拥有发明专利1件，实用新型专利3件，独占许可发明专利2件，普通许可发明专利1件。

项目产品主要技术指标：

24小时吸水率＜0.8％

最大烟密度＜100

耐磨性能＜2.6mm3

静载荷下的残余压痕＜0.06mm

耐光色牢度＞大于6级

表面电阻率＜1.52×108Ω

金黄色葡萄球菌杀菌率＞99％

大肠埃希氏菌杀菌率＞99.5％

抗霉菌率＞95％

（三）推广应用情况

本项目产品可广泛用于室内地板、墙面饰面，尤其适用于机房、医院、学校、超市等公共场合。

这种高端热塑性饰面板材其多功能、高品质、环保，项目产品正逐步取代传统的PVC板材，受到越来越多欢迎，预计2015年市场需求量将超过700万平方米，并将以每年12％的速度递增，市场前景十分广阔。

项目产品通过了欧洲REACH法规、ROHS指令、CE认证、UMAEKS认证、UL安全认证的检测，经美国SHAW公司、法国TARKETT公司等国外知名企业应用，项目产品具有较高的抗静电、抑菌、阻燃等功能和炫目的装饰效果，绿色环保，主要性能达到国际先进水平，得到了客户的认可和欢迎。

在已有研发成果的基础上，新研发了4个系列低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材，2014年2月小批量生产、投放市场，赢得了市场认可。

2014年4月开始加大批量生产、投放市场，取得了较好的经济效益：

截止2015年7月份，累计实现销售收入17880万元，利税3590万元，创汇2554万美元。

（限1000个汉字）

三、详细内容及申报理由

1、详细科学技术内容（总体思路、技术方案、实施效果）：

一、总体思路

在过去的几十年里，由木质材料（如木粉、纤维素纤维等）和农作物原料（如黄麻、稻壳、亚麻、大麻等）所组成的天然有机填料已经开始渗透热塑性饰面材料市场。

天然植物纤维（NaturalVegetableFibers，NVF）是世界上储藏最为丰富的资源，在自然界中每年生长存在的NVF中纤维素的总量可以高达千亿吨，远远超过了地球上现存的石油总储量。

对于木质材料，据有关资料统计，我国森林覆盖率不足13％，人均森林蓄积量约为10m3，每年的木材需求量超过1亿m3，而供应量不足6000万m3，除采用替代措施解决，每年还要进口木材1000万m3，既消耗了国家的大量外汇，也对国家经济发展起到一定的制约作用。

木材在使用过程中所产生的端材、木屑、刨花等占木材的25～30％，仅木屑每年就有2000kt左右，只有一小部分得到利用，大部分作为“废材”处理，既造成资源浪费，又污染环境．目前各行各业都迫切希望在技术上解决这些废材问题，使之资源化。

对于农作物原料，农作物秸秆作为农业生产的副产物，产量大、分布广，据统计目前我国农作物秸秆产生量每年约8～10亿吨。

长期以来，国内外对农作物秸秆的综合利用进行了广泛的研究，获得了一些可利用的途径，但目前真正能形成规模生产、大量消耗农作物秸秆的途径并不多，大量农作物秸秆被废弃，不但造成资源浪费，也造成了严重的环境污染。

天然纤维/PVC复合材料是一种新型的绿色环保型复合材料，符合生态环境要求，具有巨大的经济潜力。

在国外，天然纤维（NVF）中的木质纤维增强塑料复合材料已被广泛应用于汽车工业、建筑业、运输业、航空业等。

而国内开展研究起步较晚,我国在这方面的研究只是近几年的事情。

因此，我国天然纤维/PVC复合材料的技术水平与国际先进水平相比存在着较大的差距。

基于上述情况，公司决定立项，进行一种具有质轻、高强度、高韧性、阻燃、耐腐蚀、抗静电、抑菌、低成本、低散发、可循环利用、环境友好等特点的低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料的研发。

项目产品为高端装饰材料，是天然植物纤维大规模高效利用的一条重要途径，对推动PVC复合材料的技术进步，缩小与国际先进水平的差距，对减少木材消耗、节约森林资源、减少环境污染，对推动地区经济增长，对资源循环利用和可持续发展，对国内高端饰面板材的发展和扩大出口意义重大。

总体思路是：

研发木粉、秸杆等天然纤维预处理技术、天然纤维改性PVC饰面材料无卤阻燃技术、纳米TiO2改性UV树脂涂层技术，在此基础上，研发低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材，达国际先进水平，填补国内空白。

二、技术方案

1、实施方式及技术路线

本项目在广泛研究国内外先进天然纤维/PVC复合材料技术的基础上，进行木粉、秸杆等天然纤维预处理技术研究，解决木粉、秸杆等共混的天然纤维与塑料之间的界面相容性差和在塑料基体中的分散性差的问题；进行无卤阻燃技术研究，解决天然纤维/PVC复合材料阻燃性差的问题；进行低散发绿色制造技术研究，解决天然纤维/PVC复合材料挥发性有机化合物（VOC）的散发，对环境的污染问题；进行碳纳米管改性UV涂层技术、表面经过疏水修饰的纳米TiO2改性UV树脂涂层技术的单独研究，然后进行碳纳米管/TiO2改性UV树脂涂层技术的研究，再将碳纳米管/TiO2改性UV树脂涂层技术应用到环氧丙烯酸树脂涂层的改性上，解决现有UV树脂涂层功能单一的问题；进行工艺优化和生产设备的改进；在此基础上进行低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料的研发，研究成果达国际先进水平。

通过小试、中试、小批量生产，向产业化发展。

技术路线：

2、研究内容

1）研究木粉、秸杆等天然纤维预处理技术

项目研发一种乙二醇/偶联处理（硅烷和钛酸酯，AAS）复合工艺，对秸杆纤维进行预处理，去除位于C6位上的羟基；利用KH-570硅烷偶联剂与秸杆纤维反应，处理C2位和C3位上的羟基，最终达到降低秸杆纤维表面极性的目的，提高秸杆纤维与PVC基体之间的界面相容性，显著改善秸杆纤维/PVC复合板材的复合效果。

表1不同改性处理的秸秆在水中的悬浮时间

从表1中可以看出，经过AS、AA、AAS处理之后，秸秆具有较高疏水性，故秸秆悬浮在水面上的时间较长。

在所有改性处理过程中，AT和AES处理秸秆在水面悬浮时间超过一个小时，定性认为其完全疏水。

表2秸秆吸湿性测试结果

从表2中数据可知，本项技术在增加木粉、秸杆等天然纤维填充量的同时，显著降低了复合板材的吸水率。

2）开发天然纤维改性PVC饰面材料的无卤阻燃技术

开发一种MCA与APP无卤阻燃复配体系，改善了高填充量秸秆/PVC复合板材的阻燃与防火性能。

MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）结构式 APP（聚磷酸铵）结构式

阻燃机理为：

APP结构含有大量的有机膦，同时含有NH4+活性基，受热过程中，NH4+分解产生NH3和H2O，稀释可燃气体；有机膦转变为聚磷酸，促进基体材料成炭，形成致密的炭化保护层，隔绝热量及可燃气体的交换，起到阻燃作用。

MCA/APP复配体系则以膨胀阻燃协同提高聚合物的阻燃性能。

3）研究纳米改性UV树脂涂层技术

采用辐照交联的方法对碳纳米管进行表面功能化修饰，在碳纳米管的表面接枝甲基丙烯酸甲酯（MMA），将改性碳纳米管添加到UV涂层中用于提高UV树脂涂层的抗静电特性。

将硅酸钠加入含有分散剂异丙醇胺的TiO2桨料中，以喷淋的方式将10％H2SO4加入其中，制备表面沉降有硅酸的TiO2粒子。

通过对纳米TiO2进行表面疏水修饰处理，改善纳米TiO2在有机体系的相容性和分散性，改进添加纳米TiO2复合体系的性能；采用表面经过疏水修饰的纳米TiO2改性UV树脂涂层，使其具有抗菌、催化降解等多功能特性。

通过广州工业微生物检测中心的检测，测试结果为该UV涂层对大肠埃希氏菌和金黄色葡萄球菌的杀菌率均匀超过99％。

4）研究低烟密度绿色制造技术

研究减少天然纤维/PVC复合材料挥发性有机化合物（VOC）的散发，显著减少对环境的污染，实现绿色制造。

5）研发低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料

将上述研究开发的技术和所开发的纳米改性UV树脂涂层应用到天然纤维/PVC复合材料上，开发低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料。

将公司专利技术的炫彩复合工艺应用到低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材中，形成炫目的装饰效果。

将从瑞典瓦林格铝股份公司引进的专利技术“用于地板块机械连接的锁定系统及其生产方法”应用到低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材的结构中，形成先进、可靠的饰面板材连接锁定系统。

本研究成果通过省科技成果鉴定，达国际先进水平，填补国内空白。

三、实施效果

本项目于2013年12月研发出了低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合板材，2014年2月小批量生产、投放市场，项目产品经国内张家港市利奇建材有限公司、北京盛紫瀚光新型有限公司和国际上美国SHAW公司、法国TARKETT公司等国外知名企业应用，具有较高的抗静电、抑菌、吸附功能和炫目的装饰效果，主要性能达到国际先进水平，得到了客户的认可和欢迎。

2014年2月小批量生产、投放市场，赢得了市场认可。

2014年4月开始加大批量生产、投放市场，取得了较好的经济效益：

截止2015年7月份，累计实现销售收入17880万元，利税3590万元，创汇2554万美元。

（限3000个汉字）

2、发现、发明及创新点：

（1）技术创新

1）木粉、秸杆等天然纤维预处理技术

采用乙二醇/偶联处理（硅烷和钛酸酯）复合工艺对木粉、秸杆等天然纤维进行预处理，以提高天然纤维与塑料之间的界面相容性。

2）低烟密度绿色制造技术

采用一组协同的低分子驱除剂，并与经过特别结构改造的设备相结合，使共混复合材料在熔融状态下，最大限度地脱除所含的有机挥发成分。

3）碳纳米管的纯化与表面接枝MMA技术

4）纳米TiO2的表面疏水修饰技术

为改善纳米TiO2在有机体系的相容性和分散性，改进添加纳米TiO2复合体系的性能，必须对纳米TiO2进行有机表面处理。

5）纳米TiO2改性UV树脂涂层技术

采用表面经过疏水修饰的纳米TiO2改性UV树脂涂层，使其具有抗菌、催化降解等多功能特性。

6）碳纳米管/TiO2改性环氧丙烯酸树脂涂层技术

将碳纳米管/TiO2改性UV树脂涂层技术应用到环氧丙烯酸树脂涂层的改性上，使其具有抗静电、抑菌等多功能优良性能。

（2）应用创新

1）将碳纳米管/TiO2改性UV树脂涂层应用在木粉、秸杆等天然纤维改性的PVC复合材料表面，使其具有抗静电、抑菌等多功能特性。

2）应用木粉、秸杆等天然纤维预处理、天然纤维改性PVC饰面材料无卤阻燃、低烟密度绿色制造等技术，研发低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材。

（限600个汉字）

3、保密要点：

1）木粉、秸杆等天然纤维预处理技术。

（限200个汉字）

4、该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较：

项目产品拥有完整的自主知识产权，是国内唯一掌握低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材开发核心技术的公司，所掌握低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材的关键技术在国内同类企业中处于前列，因此，将项目与国外同类研究、同类技术进行综合比较。

项目技术已达国际先进水平，项目产品的主要性能指标也已达国际先进水平。

项目产品拥有完整的自主知识产权，是国内唯一掌握低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材开发核心技术的公司，所掌握低散发低烟密度型天然纤维改性PVC绿色饰面板材的关键技术在国内同类企业中处于前列，公司与南京航空航天大学建有良好的产学研合作关系，南京航空航天大学为公司与国内外先进同行技术竞争提供了强有力的技术支撑；公司是国内PVC板材行业的领军企业，具有先进完备的设备，先进的生产和品质管理体系，以及专业技术人员和熟练技术工人队伍，现有的生产条件充足，生产销售链体系健全，所需投入相对较小，生产成本较低，综合性能指标在与国外同类产品相当的情况下，性价比有明显的竞争优势；公司是国内装饰材料行业的知名企业，在行业内有着较大的影响力。

因此，项目产品与国内外同类产品相比具有较强的竞争力。

（限1000个汉字）

5、成果转化、应用、推广情况及预期前景：

（自然科学类项目填写主要论著被引用情况，含他引、自引、正面引用的具体情况。

）

表2主要应用单位情况

2014年2月小批量生产、投放市场，赢得了市场认可。

2014年4月开始加大批量生产、投放市场，取得了较好的经济效益：

截止2015年7月份，累计实现销售收入17880万元，利税3590万元，创汇2554万美元。

（限1000个汉字）

单位：

万元（人民币）

6、经济、社会效益

项目总投资额

3000

回收期（年）

栏目

年份

新增利润

新增税收

创收外汇

（美元）

节支总额

2013

2014

1034.2

748.9

1264

298

2015

1048.4

758.8

1290

326

经济效益额的计算依据：

项目产品销售单价：

120元/平方米，新增利税按销售收入的20.08％计算，2014年、2015年1～7月项目产品产量分别为74、75万平方米，销售收入分别为8880、9000万元，新增利税分别为1783.1、1807.2万元。

（限300个汉字）

社会效益：

1）突破了我国天然纤维/PVC复合制备功能性、环保、高端热塑性饰面板材的关键技术，填补国内空白，推动我国热塑性材料产业技术进步；2）对减少木材消耗、节约森林资源、农作物秸杆等天然纤维规模化利用、减少环境污染，对资源循环利用和可持续发展意义重大；3）新增60个就业岗位，促进劳动就业和地区经济发展；4）提升了装饰行业的档次，给装饰行业带来新的革命，带动我国装饰业的发展，改善人民物质文化生活；5）提高了功能性、环保、高端热塑性饰面板材在国际市场的竞争力，扩大出口。

（限300个汉字）

注：

经济效益栏目可根据项目实际情况选填，社会公益类和卫生类项目一般不需要填写经济效益

四、享有自主知识产权情况

国别

申请号

专利号

专利类型

项目名称

中国

200910183887.1

ZL200910183887.1

发明

炫彩复合地板

中国

201110133120.5

ZL201110133120.5

发明

一种建筑模板用微发泡木塑复合材料板材及其制备方法

中国

200610037966.8

ZL200610037966.8

发明

聚苯胺包覆纳米TiO2粒子或聚苯胺包覆TiO2晶须/氰酸酯复合材料及其制备方法

中国

01803922.7

ZL01803922.7

发明

用于地板块机械连接的锁定系统及其生产方法

中国

201320230045.9

ZL201320230045.9

实用新型

抗静电PVC复合墙面板

中国

201320230044.4

ZL201320230044.4

实用新型

抗菌PVC复合墙面板

中国

201320258106.2

ZL201320258106.2

实用新型

秸杆木塑复合板

其他知识产权情况：

（A著作权、B商标权、C技术秘密、D动植物新品种审定、E新药证书、F医疗器械注册证书、G农药、H食品或饲料添加剂、I其他）

类别

证书编号

名称

其他

［2014］0868

江苏省知名商标

五、第一完成人情况

姓　　名

袁华寿

性别

男

出生日期

1957-02-03

民族

汉

出生地

江苏省泰州市姜堰区

党派

中共党员

工作单位

泰州市华丽塑料有限公司

联系电话

0523-********

通讯地址及邮政编码

江苏省泰州市姜堰区张甸镇工业集中区内/225503

手　　机

13801420288

家庭住址

江苏省泰州市姜堰区张甸镇河垛村二组

住宅电话

0523-88262550

毕业学校

南京工业大学

毕业时间

1981-07-31

文化程度

大专

学　　位

其他

职　　务

总经理

职　　称

中级

所学专业

高分子材料与应用

现从事专业

高分子材料与应用

参加本项目的起止时间

2011-01-01至 2013-12-31

对

本

项

目

的

主

要

技

术

︵

学

术

︶

贡

献

主持项目，制定总体实施方案，并按总体实施方案组织实施。

主持木粉、秸杆等天然纤维预处理技术研究，主持低烟密度绿色制造技术研究，主持低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料的研发。

本人在本项目的主要创新中做出了创造性贡献，本人在该项技术研发工作中投入的工作量占本人工作量的70％以上。

本人签名：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年月日

六、项目完成人员情况

序号

姓名

性别

年龄

职务

技术职称

文化

程度

工作单位

对成果创造性

贡献

本人

签名

袁华寿

男

总经理

中级

其他

泰州市华丽塑料有限公司

主持项目，制定总体实施方案，并按总体实施方案组织实施。

崔益华

男

系主任

正高

博士

南京航空航天大学

技术方面负责人，主持天然纤维改性PVC饰面材料的无卤阻燃技术开发、纳米改性UV树脂涂层技术研究。

陶杰

男

教授、博导

正高

博士

泰州市华丽塑料有限公司

进行天然纤维改性PVC饰面材料的无卤阻燃技术开发、纳米改性UV树脂涂层技术研究。

袁俊

男

研究部主管

中级

硕士

泰州市华丽塑料有限公司

主持项目产品小试、中试。

程全山

男

研究部主管

中级

硕士

泰州市华丽塑料有限公司

主持天然纤维改性PVC饰面材料的无卤阻燃技术研究。

李鸭华

男

技术部主管

中级

学士

泰州市华丽塑料有限公司

项目配方设计。

钱海庆

男

副总经理

中级

学士

泰州市华丽塑料有限公司

项目管理，负责整个项目的实施，保证了项目按计划进行。

王厚明

男

研发部主管

副高

学士

泰州市华丽塑料有限公司

进行兼具抗静电和抑菌功能的碳纳米管/TiO2改性UV树脂涂层和项目产品的试制。

张阿兰

女

研发部测试员

中级

其他

泰州市华丽塑料有限公司

项目产品性能分析与测试。

　注：

1、项目完成人员顺序必须与推荐书封页完成人员的顺序一致，不超过9人。

2、本人签名栏不得代签。

七、第一完成单位情况

单位名称

泰州市华丽塑料有限公司

联系人

钱海庆

联系电话

0523-********

通信地址及邮政编码

江苏省泰州市姜堰区张甸镇工业集中区内/225503

技

术

开

发

和

应

用

的

主

要

贡

献

本单位与南京航空航天大学一起国内首创木粉、秸杆等天然纤维预处理技术、低散发绿色制造技术、纳米改性树脂涂层技术等关键技术，国内首家研发的“低散发低烟密度天然纤维改性PVC绿色饰面复合材料”通过省科技成果鉴定，达国际先进水平，填补国内空白。

本单位积极将本单位的科技成果向国内外市场推广，2014年2月小批量生产、投放市场，赢得了市场认可。

2014年4月开始加大批量

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