2018提名国家科学技术奖技术发明奖项目公示.pdf
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1、 2018 年度提名国家科学技术奖技术发明奖项目公示 一、项目基本情况 项目名称大豆基无醛木材胶黏剂及其应用技术 主要完成人朱锦,刘小青,桂成胜,徐益忠,谭宏伟,张忠涛 提名者中国科学院 提名意见: 本项目 所研究的大豆基无醛木材胶黏剂主要用于人造板加工行业,主要替代现行广泛 使用的三醛类胶黏剂,解决当前人造板在生产、流通、使用过程中由甲醛释放给人们带来 的健康问题, 是实现林业产业转型升级、冲破国际 “绿色贸易壁垒 ” 的核心技术途径之一。 研究团队创造性的利用高分子和胶黏剂学科交叉技术,采用大豆蛋白插层蒙脱土技术,原 位生成了纳米级粘土片层结构,制备得到了耐水性强的大豆蛋白胶黏剂材料;并创
2、造性的 将水性胶黏剂改为粉剂+水剂的双组份形式,克服了大豆蛋白胶黏剂粘度大、流动性差, 难以分散的问题,首次实现了大豆蛋白胶黏剂在连续热压刨花板、纤维板生产线上的应用。 该项目通过产、学、研、用强强联合,在探明大豆蛋白胶黏剂耐水性和黏结强度机理 的基础上, 通过关键材料技术、制造工艺等创新研究,实现了木材工业用大豆蛋白无醛胶 黏剂的规模化应用。相关产品已在国内得到大规模应用,部分产品已经出口至美国、日本、 欧洲等国。 该项目的成功研制有力的推动了我国木工行业的技术进步、产品结构升级, 破解了木 制产品出口的贸易壁垒,为彻底解决当前消费者面临的室内装修甲醛污染问题提供了强有 力的技术支撑和解决方
3、案。 提名该项目为国家技术发明奖二等奖 1 二、项目简介 本项目属林产工业领域。所研制的大豆基无醛木材胶黏剂主要用于人造板加工 行业,主要替代现行广泛使用的三醛类胶黏剂(脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺改性脲 醛胶),解决当前人造板在生产、流通、使用过程中由甲醛释放而给消费者带来的健 康问题,是实现林业产业转型升级、冲破国际“绿色贸易壁垒 ”的核心技术途径之 一。 我国人造板年产量近3 亿立方米,位居世界第一。每年胶黏剂需求超过3000 万 吨,产值600 亿以上。近年随着美国、欧盟、韩国等对中国人造板不同品类的反倾 销限制措施及环保标准提高,以及人造板中甲醛释放给人们带来的健康威胁,促使 人造板企业
4、进行整合、创新来提升产品及行业竞争力。而作为甲醛等危害物质释放 的主要来源 木材胶黏剂,是困扰人造板行业发展的主要因素,开发健康、环保 的生物基胶黏剂是人造板用胶黏剂行业发展的必然趋势和强烈需求。 本项目通过产、学、研、用强强联合,在探明大豆蛋白胶黏剂耐水性和黏结强 度机理的基础上,通过关键材料技术、制造工艺等创新研究,实现了木材工业用大 豆蛋白无醛胶黏剂的规模化应用。主要技术创新有1、在关键材料技术方面:(1)创 造性的利用高分子和胶黏剂学科交叉技术,采用大豆蛋白插层蒙脱土技术,原位生 成了纳米级粘土片层结构,制备得到了耐水性强的大豆蛋白胶黏剂材料;( 2)通过 设计合成新型的蛋白改性用交联
5、剂,使其与大豆蛋白的活性官能团共聚,降低了固 化反应温度低,使其更适合于实际应用需求,提高了交联度,使其胶合强度进一步 提高; 2、在关键工艺方面,创造性的将水性胶黏剂改为粉剂+水剂的双组份形式, 克服了大豆蛋白胶黏剂粘度大、流动性差,难以分散的问题,首次实现了大豆蛋白 胶黏剂在连续热压刨花板、纤维板生产线上的应用。目前已申请中国发明专利14 项, 已获授权10 项,发表论文12 篇,发起制定行业标准4 项,团体标准1 项,先后获 “林业产业科技创新一等奖” 、“2011 年林业工业新产品奖 ”、 “2011 年中国产学研 合作创新成果奖 ”等重要奖项。该技术引领了我国木材工业无醛化的发展方向
6、和无 醛消费风尚。 利用本技术成果,已在宁波、广州和临沂建设大豆蛋白无醛胶黏剂生产线3 条, 总产能达到6 万吨/ 年。相关产品已在大自然家居(中国)有限公司、德尔家居、福 建福人集团、德华兔宝宝、水性科天、百得胜衣柜等行业龙头企业得到大规模应用, 部分产品已经出口美国、日本、欧洲等国,已经实现直接销售收入10.7 亿,新增净 利润 6180 万。本成果有力推动了我国木工行业的技术进步、产品结构升级,破解了 木制产品出口的贸易壁垒,为彻底解决当前消费者面临的室内装修甲醛污染问题提 供了强有力的技术支撑和解决方案。 2 三、客观评价 新技术成果鉴定意见: 由 张齐生院士作为主任委员的科技成果鉴定
7、委员会一致认为:中国科学院宁波材 料技术与工程研究所与宁波中科朝露新材料有限公司合作完成的大豆胶项目,采用 豆粕为原料,以水为分散介质,通过绿色环保的工艺制备得到完全不含甲醛的大豆 基无醛木材胶黏剂。采用现有常规设备和生产工艺,利用该胶黏剂制备得到的多层 胶合板经检测:干态胶合强度和63水煮3 小时后的湿态胶合强度均大于0.7MPa, 完全满足国家二类胶合板的强度要求,胶合板甲醛释放量小于0.1mg/L (属木材本身 所含甲醛),且生产价格合理。该生物基无醛木材胶黏剂技术属国际先进水平。 新产品鉴定意见: 由中国林产工业协会组织的新产品的鉴定,以国家林业局林产工业规划设计院总 工程师肖小兵为主
8、任的鉴定专家委员会一致认为:中国科学院宁波材料技术与工程 研究所与宁波中科朝露新材料有限公司合作完成的大豆胶产品已在数家胶合板和实 木复合地板生产企业应用,生产过程无污染产生,在现有生产工艺条件下,所生产 的胶合板和实木复合地板性能符合国家相关标准要求,具有良好的市场前景。该技 术总体达到国际先进水平。 新产品鉴定意见: 由中国林产工业协会对大自然家居( 中国) 有限公司和广东盈然木业有限公司共同 研发的天然大豆胶实木复合地板产品进行了鉴定。专家委员会一致认为:采用以豆 粕为原料生产的不含甲醛的大豆基无醛胶黏剂,利用现有设备,所生产的实木复合 地板达到国家标准GB/T 18103-2000 实
9、木复合地板要求,其中甲醛释放量达到国 际先进标准要求,产品具有良好的市场前景。鉴定委员会一致认为:该产品达到国 际先进水平。 用户报告: 本产品在国内地板、胶合板、细木工板、刨花板等数家龙头企业得到规模化应用 和试用,用户与合作企业包括大自然家居(中国)有限公司、德尔家居、福建富人 集团、兔宝宝装饰新材料有线公司、生活家. 巴洛克、菲林格尔、书香门第、圣象集 团、唐朝木业等。目前质量稳定、市场反应良好、经济效益和社会效益显著。 产品质量检测报告: 相关产品经PONY 谱尼测试、国家人造板与木竹制品质量监督检验中心、国家环保 产品质量监督检验中心、广东省质量监督木材及木制品检验站、国家木制家具及
10、人 造板质量监督检验中心(徐州)等多家权威部门检测,大豆胶生产过程节能环保、 无“三废”排放,产品完全不含甲醛,且制备得到的胶合板、地板等产品性能完全 符合国家相关标准要求,甲醛释放量为未检出或小于0.1mg/L 。 3 四、推广应用情况 该技术依托宁波中科朝露新材料有限公司进行生产,目前已经实现了大豆胶系 列产品的规模化生产,在宁波、 山东临沂、 广州三地建设了年产2 万吨胶黏生产线3 条,从大自然2013 年度将 “大豆胶实木复合地板 ”作为“2013 年度大自然地板总裁 战略产品 ”重点推广起,大豆胶作为最新创新类产品开始在一线板材企业应用。目 前公司已与人造板行业一线品牌“大然”地板、
11、 “德尔”地板达成战略合作伙伴关 系,共同致力于大豆胶无醛地板产品的推广;同时在给行业一线品牌水性科天、百 得胜衣柜、索菲亚橱柜、兔宝宝装饰、千年舟板材等稳定、大批量供货。截止目前, 共实现无醛胶黏剂销售近10000 吨,实现下游胶合板、地板、家具等产品销售10.7 亿,新增净利润6180 万。 主要应用单位情况表 应用单位 名称 应用技术 应用的起止 时间 应用单位联 系人/ 电话 应用情况 大自然家大豆胶实谭宏伟 2013 年2013 年大自然 “康德美学1 号” 系列产品开 居(中国)木地板至今始采用大豆胶,大自然大豆胶地板至今累计 /13402186186 有限公司 销售近200 万平
12、方米. 德尔地板大豆胶实姚红鹏 2013 年2013 年起, 德尔地板“无醛添加 ”系列产品 木地板至今全部采用大豆胶,德尔大豆胶地板至今累计 /15895513992 销售近200 万平方米. 深圳市松大豆胶细詹雄光 2016 年2016 年起, 松博宇旗下 “美洲实木 ”系列细 博宇科技木工板至今木工板及其生态板产品全部采用大豆胶,至 13902911592 股份有限 今累计销售超过10 万张大豆胶细木工板及 公司 其生态板. 广州市增大豆胶胶方锦锋 2013 年雅景谷至今累计销售大豆胶胶合板超过5 万 城雅景谷合板至今 /13609099909 张 . 木制品厂 福人集团大豆胶刨兰从荣
13、2015 年2015 年起, 与福人集团战略合作,率先开发 有限责任花板至今 /18650396933 出大豆胶刨花板. 公司 沪千森工大豆胶纤方有元 2016 年2016 年起, 与沪千森工战略合作,率先开发 科技股份维板至今 /13858019798 出大豆胶纤维板. 有限公司 南星家居大豆胶实徐伟 2016 年2016 年起, 南星家居旗下“森林之星 ”美学 科技(湖木复合地至今 /13905728888 地板开始逐步采用大豆胶. 州)有限公板 司 4 五、主要知识产权证明目录 知识产权知识产权具体名国家授权授权证书有效 权利人发明人 类别称地区号日期编号状态 发明专利一种无醛木材胶粘中
14、国10141 2011. 82986 中国科学院朱锦,高玲玲已转让 剂及其制备方法2898B 8.24 2 宁波材料技给中科 术与工程研朝露, 究所有权 发明专利一种层状硅酸盐增中国10251 2013. 中国科学院桂成胜,朱有权 强的大豆胶黏剂及6933B 08.07 宁波材料技锦,刘小青, 其制备方法和应用术与工程研吴頔 究所 发明专利耐水性大豆基胶黏中国10338 2015. 17503 宁波中科朝陈峰,刘小有权 剂的制备方法7812B 08.12 02 露新材料有青,吴頔,徐 限公司益忠 发明专利一种蛋白质胶黏剂中国10239 2013. 中国科学院桂成胜,朱有权 固化剂及其制备方95
15、15B 04.10 宁波材料技锦,刘小青 法和应用术与工程研 究所 发明专利无醛大豆粉末胶黏中国10304 2015. 17097 宁波中科朝刘小青,吴有权 剂及其制备方法5160B 07.01 30 露新材料有頔,朱锦,徐 限公司益忠 发明专利一种耐水大豆胶黏中国10338 2016. 中国科学院桂成胜,朱有权 剂的制备方法2383B 01.13 宁波材料技锦,刘小青, 术与工程研吴頔,王古月 究所 发明专利一种生物基水溶性中国10291 2015. 中国科学院桂成胜,朱有权 高分子溶液及其制1356B 05.20 宁波材料技锦,刘小青, 备方法和应用术与工程研周拓,吴頔, 究所王古月 发明
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