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高性能橡塑管板材节能挤出成型关键技术及工业化应用

发布时间:2023-02-20 浏览:25233 次

一、 项目名称

高性能橡塑管板材节能挤出成型关键技术及工业化应用

二、提名单位意见

1.推荐单位意见

挤出成型在在橡塑发泡保温材料和轮胎胎面、内衬层等橡塑管板材成型中发挥重要作用,在传统橡塑管板材生产过程中,存在着能耗高、物料混合分散不均匀、制品成型质量低等技术和工程难题,亟需进行成套技术的升级与创新,以满足现代橡塑行业的发展要求。

本项目开展了高性能橡塑管板材节能挤出成型关键技术及工业化应用的研究,构建了挤出喂料能耗理论研究体系与方法;研发了径切向混合销钉三维混合高效挤出技术;发明了挤出过程橡胶黏度在线测试方法,通过在线调控橡胶黏度实现最佳能耗挤出;发明了高性能柔性橡塑发泡管板材节能连续发泡成型定型技术及装备,实现了橡塑材料的均匀发泡及成型定型。项目授权发明专利18项,实用新型专利12项,计算机软件著作权2件,发表相关论文30余篇,制定了国家标准3项、行业标准2,形成自主创新技术成果并实现了产业化,取得了显著的经济效益和社会效益。

我单位认真审阅了该项目推荐书及其附件材料,确认真实有效,相关栏目符合填写要求。按照要求,我单位及完成人所在单位均进行了公示,确认完成人排序无异议。

建议推荐申报山东省科技进步二等奖。

三、项目简介

本项目在科技部科技型中小企业技术创新基金(2012GH040559)等项目支持下,开展了高性能橡塑发泡管板材节能挤出成型关键技术及应用的研究,通过产学研合作,形成了高性能橡塑管板材节能挤出成型成套技术及装备,生产的高性能橡塑发泡管板材实现了规模化应用。主要内容如下:(1)构建了挤出喂料能耗理论研究体系与方法,建立了胶条通过喂料楔形间隙过程中功率消耗的数学模型。(2)发明了径切向混合销钉三维混合挤出技术,实现了节能低温挤出。3)发明了挤出过程橡胶黏度在线测试方法,为在线调控橡胶黏度实现最佳能耗挤出提供了有效的技术保障。(4)发明了高性能柔性橡塑发泡管板材节能连续发泡成型定型技术,可适应不同的橡塑材料、配方和产品规格,节省电能20-50%实现了生产过程的低碳节能与绿色环保。

项目授权发明专利18项,实用新型专利12项,计算机软件著作权2件,发表相关论文30余篇,制定了国家标准3项、行业标准2项,培养硕士研究生10人,形成自主创新技术成果并实现了产业化。 

四、客观评价

1.通过了鉴定意见为(鲁教科鉴字[2015]50号): 该项目整体水平达到了国际先进水平。

2.项目产品被江苏省经济和信息化委员会认定为江苏省首台(套)重大装备产品。

3. 制定国家标准3项、行业标准2项。

4. 项目产品创新技术经山东省化工信息中心国内外查新表明:目前国内外未见有与本项目查新点相同的文献报道。

5.项目产品通过了IQNet国际认证。

五、推广应用情况

本项目针对橡塑管板材生产过程中的能耗高、物料混合分散不均匀、制品成型质量差等技术和工程难题,构建了挤出喂料能耗理论体系及方法,发明了径切向销钉三维混合节能挤出技术及装备,研发了挤出过程橡胶黏度在线测试方法及装置,发明了高性能柔性橡塑发泡管板材节能连续发泡成型定型技术,形成了高性能橡塑发泡管板材节能挤出成型关键技术与装备,降低了生产过程能耗,成型质量和精度大大提高,实现了高性能橡塑发泡管板材的大规模生产和应用,产品远销欧、美、亚太等二十多个国家及地区。在保温材料方面,生产的高端橡塑管板材发泡保温材料广泛应用于各类建筑、空调制冷化工、医药、轻纺、冶金、船舶车辆、电器等领域,并且率先生产了目前国内外保温材料发展方向的EPDM橡塑发泡保温材料;在橡胶轮胎领域,本项目技术在子午线轮胎面和内衬层的生产中得到应用,提高了轮胎品质。本项目技术的工业化推广应用,提高了我国橡胶加工成型技术与装备的国际市场竞争力,培养了一批橡胶加工技术及装备方面的专业人才,对建设资源节约型社会具有重要意义。

六、主要知识产权证明目录

专利1,一种复合式螺杆3D打印设备及打印方法,ZL201910530704.2

专利2,一种橡塑管、板材连续发泡及成型定型设备,ZL201010275907.2

专利3, 液压切胶机及其使用方法,ZL201310039802.9

专利4,一种橡胶真空辅助螺杆挤压连续脱水干燥防冒料方法和设备,ZL201610863571.7

专利5, 一种柔性橡塑发泡管材定长切割机及其切割方法,ZL201810824057.1

专利6,一种在线测量橡胶挤出机计量段中橡胶粘度的装置和方法,ZL201910840080.4

专利7,一种塑料片材码垛机,ZL201810616457.3

专利8,一种气体辅助喷射橡胶湿法混炼胶的生产设备及生产方法,ZL201911040728.6

专利9, 一种混合型销钉机筒冷喂料挤出机,ZL201110025653.1

专利10,一种排气挤出机,ZL201010272041.8

专利11, 一种橡胶挤出复合机头锁紧机构,ZL201510602239.0

专利12,一种胶片抓取转运装置,ZL202211092603.X

2. 围绕创新点发表的密切相关论文:

1 Qiao Li, Guangyi Lin, Su Zhang,etc. Enhanced mechanical properties and interfacial interaction of ESBR composites by introducing silica decorated with epoxy functionalized elastomerPolymer Testing,2022,112,107632.

2Qiao Li, Guangyi Lin,Su Zhang,etc.Conducting and stretchable emulsion styrene butadiene

rubber composites using SiO2@Ag core-shell particles and polydopamine coated carbon nanotubes. Polymer Testing, 2022.

3Qiao Li , Guangyi Lin, Shouzhen Chen, Lin Zhang,etc. Enhancing mechanical performance and wet-skid resistance of emulsion styrene butadiene rubber/natural rubber latex composites via in-situ hybridization of silanized graphene oxide and silicaJournal of Applied Polymer Science2022.

4Guangyi Lin, Hong WangBoquan Yu,etc. Combined treatments of fiber surface etching/silane-coupling for enhanced mechanical strength of aramid fiber-reinforced rubber blends, Materials chemistry and physics,202015,123486

5Guanyin Lin,Hong Wang,Boquan Yu,etc. Incorporation and optimization of RGO and GO in SSBR/NR composites expands their applicability. Polymers and polymer composites,2021:1-11.

6Zhilin Wang,Yiren Pan,Yanchang Liu,etc. Investigation of the Elongational deformation induced by pins in pin-barrel cold-feed extruders. Advances in Polymer Technology,2022, 3513804.

7Guangyi lin,Chuangbao Geng,Fumin Liu. Improved multicomponent multiphase lattice Boltzmann model for physical foaming simulation.2022,15(4):1125-1136.

8)林广义,吕宁宁,王洪浩等,蒙脱土用量对天然胶乳/蒙脱土/石墨烯复合材料性能的影响,高分子材料科学与工程,2020,3610):9-14.

9)刘彦昌,于芳,马冲等,冷喂料橡胶挤出机的喂料行为,高分子材料科学与工程,20203610:103-108.

七、主要完成人情况

1.林广义,博士,教授,工作单位和完成单位为青岛科技大学,项目总负责人,负责制定总体思路和工艺路线,对创新点 1234做出了突出贡献。科技成果鉴定的首位完成人。

2.刘彦昌,博士,副教授,工作单位和完成单位为青岛科技大学,项目主要主要负责人之一,主要负责橡塑管板材节能挤出成型理论、测试方法和成型定型的工程化设计及模拟优化等工作。对创新点234作出了突出贡献。

3.章华,总经理,高级工程师,工作单位和完成单位为无锡江南橡塑机械有限公司,项目的主要负责人之一,负责混合型销钉挤出成型设备、橡塑管板材连续发泡成型定型设备的研发、现场协调及市场推广工作,对创新点24作出突出贡献。

4.秦伯军,董事长,js6666金沙股份有限公司,主要负责高性能橡塑材料的工艺技术研发、技术攻关路线制定和产品推广工作,对第4项科技内容作出重要贡献。

5.梁振宁,博士,讲师,工作单位和完成单位为青岛科技大学,项目骨干,在本项目中主要负责径切向混合销钉三维混合高效挤出技术及橡胶黏度在线测试系统研发,对第23科技内容作出重要贡献。

6.刘扶民,博士,讲师,工作单位和完成单位为青岛科技大学,项目骨干,在本项目中主要负责高性能橡塑管板材料挤出过程模拟及实验等工作。对第1项科技内容作出重要贡献。

7.赵瑞青,高级工程师,工作单位山东华盛橡胶有限公司,在本项目中主要负责挤出在橡胶轮胎中的应用,主要完成了挤出成型技术运用到子午线轮胎生产中,为高性能橡塑管板材节能挤出成型关键技术及工业化的产业化应用创造并奠定了坚实的实践基础。对创新点24做出了创造性贡献。

8.王灿才,工作单位和完成单位为青岛科技大学,在本项目中主要负责节能挤出机结构设计及实验研究,对第1项科技内容做出重要贡献。

9.刘虹,讲师,工作单位和完成单位青岛科技大学,在本项目中主要负责橡胶节能挤出理论和实验研究,对创新点12做出了贡献。

10.唐跃,教授,工作单位为青岛科技大学,负责节能挤出工艺路线制定及机台优化及实验工作,对创新点1做出了突出贡献。

八、主要完成单位及创新推广贡献

1.青岛科技大学:在本项目中负责基础研究和核心技术的开发工作。提出了挤出喂料功率消耗理论体系,研制了径切向混合销钉节能挤出实验装备,对销钉结构及分布进行了优化;建立了橡胶挤出功率、扭矩计算方法,完善了挤出机结构和螺杆结构的计算机辅助设计系统;发明了挤出过程橡胶黏度在线测试方法及装置,为在线调控橡胶黏度实现最佳能耗挤出提高技术保障;设计优化了橡塑管板材连续发泡及成型定型装备,实现了生产过程的节能。

2.无锡市江南橡塑机械有限公司:在本项目中负责机台研制和产业化推广等工作,研制了径切向混合销钉冷喂料挤出工业化装备;研发了橡胶管板材连续发泡及成型定型技术与装备,降低了生产过程中的能耗。对研发的橡塑节能挤出装备、高性能橡胶管板材连续发泡及成型定型技术与装备生产组织生产、推广做成了贡献,多项技术指标达到了国际先进水平,通过了中国质量认证中心认证和IQNet国际认证,并被认定为江苏省首台(套)重大装备产品,取得了很好的经济效益和社会效益。

3.js6666金沙股份有限公司:负责该项目成果技术的全过程研发与组织管理。在项目选题、立项、实施、验收及成果推广的组织和管理中做出重大突出贡献;攻克了橡塑管板材保温材料设计、制造工艺及装备应用技术等各个阶段的关键材料技术难点,在橡塑发泡保温材料、生产工艺等关键技术方面做出重大贡献。 同时,制定产品技术标准,组建施工、销售及管理团队,并进行产品技术培训,策划产品上市,提供产品应用技术服务,为项目成果产品工程推广做出重大贡献。

4.山东华盛橡胶有限公司:负责该项目成果技术在橡胶轮胎生产的全过程研发与组织管理,攻克了橡胶胎面胶、内衬层胶配方设计、制造工艺及装备应用技术等的关键技术难点,在橡胶胎面、内衬层生产工艺等关键技术方面做出重大贡献。 同时,制定产品技术标准,组建施工、销售及管理团队,研发了高端半钢子午线和新能源汽车轮胎等多款新产品,提供产品应用技术服务,为项目成果产品工程推广做出重大贡献。

九、完成人合作关系说明

项目完成单位青岛科技大学与无锡市江南橡塑机械有限公司、js6666金沙股份有限公司、山东华盛橡胶有限公司是多年来的产学研合作单位。项目完成人林广义为项目总负责人,负责制定总体思路和工艺路线;项目完成人刘彦昌主要负责橡塑管板材节能挤出理论、测试方法和成型定型的工程化设计及模拟优化;项目完成人章华主要负责径切向销钉节能挤出设备、橡塑管板材连续发泡定型设备的研发、现场协调及市场推广工作;项目完成人秦伯军主要负责高性能柔性橡塑发泡材料的工艺技术研发,技术攻关路线制定和产品推广工作;项目完成人梁振宁主要负责径切向混合销钉三维混合高效挤出技术及橡胶黏度在线测试和控制系统研发;项目完成人刘扶民主要负责高性能橡塑管板材料挤出过程模拟及实验等工作;项目完成人赵瑞青主要负责子午线轮胎胎面和内衬层等挤出成型技术;项目完成人王灿才主要负责节能挤出机结构设计及产品实验工作;项目完成人刘虹主要负责橡胶节能挤出理论和实验研究;项目完成人唐跃主要负责节能挤出工艺路线制定及机台优化及实验工作。


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