所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：随着工业的不断发展，钢材、混凝土材料、聚合物材料在建筑物中应用广泛，木材、塑料质地的日用品不断普及。但是大多数材料未经过防火阻燃处理或者防火效果不佳，带来了巨大的火灾隐患，而涂覆防火涂料被认为是一种行之有效的防火保护措施。现有的防火涂料存在涂料膜面附着力、防潮性、耐水性、耐久性、抗污性、美观性和阻燃性不佳的问题。为了解决上述问题，我们开发了一种蒙脱土改性丙烯酸酯核壳乳液，成膜温度低，具有优异的耐水性、抗污性和热稳定性，不仅能适用于钢结构、内外墙涂料，还可适用于木器涂料；开发了一款饰面性丙烯酸酯防火涂料，具有较好的防潮性、耐水性和阻燃性，且成本低、环境友好；针对钢结构防火涂料耐久性，耐水性，耐腐蚀性和附着力不佳的问题，开发了水性微胶囊化防火涂料和自修复防火涂料；而为了满足塑料制品和装饰性强的表面装饰保护，分别开发了附着力好、硬度高、耐热优、固化时间可控、表面光亮丰满、施工方便的真空镀金底面漆和附着力好、固化速度快，绿色环保的UV手感涂料。所开发的一系列防火涂料按照国家标准，进行了实验认证，测试指标符合相应的规定；并通过申请专利获得了专利成果的授权保护。目前市面上多数防火涂料存在不环保、耐久性不佳且产品同质化现象严重、稳定性差等问题，难以满足市场需求。而我们开发的一系列防火涂料的防火性、耐久性、防水性、附着力佳等综合性能优良，用途广泛，同时绿色环保，具有极大经济效益和社会效益；2015年出台的环保法规定：“对施工状态下挥发性有机物含量低于420克/升（含）的涂料免征消费税…”。而目前国内涂料六成以上仍使用传统有毒有害溶剂，国家通过设置此税项形成水性漆相对油性漆的成本优势，使得具有环保特性的水性漆具有更好的市场前景。因此，我们开发的绿色环保涂料进入市场将具有绝佳的机会。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：各种肉类、海鲜、奶蛋制品等食品在储运流通过程中，伴随着新陈代谢的发生，微生物及细菌不断地繁殖，食品腐败程度也在不断地加剧。食品腐败过程中会释放出生物胺（腐胺、尸胺、组胺、酪胺等），当生物胺的浓度达到一定值时，食用者会产生头晕、胸闷、呕吐等不良反应。尽管在一些食品包装上标注了食品的保质期，但是食品的新鲜活度不能直观地反映出来，严格来说需要通过质检部门通过相关的仪器进行检测来判断该食品是否可以安全食用。该质检程序过程复杂、耗时长、检测费用昂贵，不能快捷的给予消费者警示。本标签材料可以在食品的新鲜程度发生改变时及时的产生颜色变化，消费者根据标签的颜色值直观判断该食品的新鲜程度。当前智能颜色标签在世界范围内才刚刚起步，仅美国、日本、德国等少数几个发达国家实现了部分商品的智能包装，而且很多方面还处在实验研究和探索阶段。该颜色变化标签的显色液由A液和B液组成，将A与B混合后涂覆或印刷在透明食品包装薄膜材料上或者将A液与B液分层涂覆或印刷在透明食品包装薄膜材料上，形成颜色变化标签。随着食品逐渐腐败变质而显著改变颜色，由初始黄色逐渐变成绿色，再变成蓝色，便于人们快速识别食品新鲜程度。针对不同成分的食品，调节显色液的配比，并建立标签的标准色度卡，使标签的颜色与食品的新鲜程度严格对应，颜色变化灵敏，色差值大于3，消费者可轻易识别。该颜色变化标签成型工艺简单，使用方便，配套使用现有的涂布及覆合工艺，无需改变现有的生产设备和工艺条件，主要应用于食品包装领域。随着全球对大健康产业的深入关注，食品安全作为最基本、最关键的防御前线，已经引起了各级政府和普通百姓的广泛重视。可视化、快速响应型的智能标签材料可根据食品的新鲜程度，快捷、直观的警示消费者，为人们的身体安全提供了一道安全屏障。目前，该类标签材料在市场上应用极少，具有非常广阔的市场前景；结合现有的生产设备和工艺条件，该类标签材料一旦投入生产，将会产生巨大的经济效益。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：技术特点：可瓷化阻燃电缆料是一种新型耐火电缆料。采用在聚烯烃中填充无卤阻燃剂、阻燃增效剂、耐火填料和可瓷化助剂，制备具有挤出加工性能好、电绝缘性好、阻燃抑烟和耐火性能优良的聚烯烃电缆料。OI≥28%、UL94V-0级、拉伸强度≥10MPa、断裂伸长率≥150%、体积电阻率≥1×101Ω/m3，满足电线耐火测试标准，强制燃烧后形成的陶瓷体压缩强度≥200KPa，耐水性好。技术阶段：小试成功，正在完善。前景预期：采用可瓷化阻燃聚烯烃电缆料制备的电线电缆具有优异的阻燃、抑烟和耐火功能，不仅可通过线缆成束燃烧A-C级要求，还可取代传统的金属套管/耐火填料灌封法生产的耐火电缆，为实现高效、低成本、超柔性耐火电缆的生产提供了可能性。具有很好的市场前景。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：（1）技术内容：聚烯烃弹性体(POE)是20世纪90年代初发展起来的一种具有更高共单体含量的乙烯/线性α-烯烃无规共聚物，相比于其它种类的热塑性弹性体拥有更好的耐化学性、良好的耐候性、质量更轻、能耗更低、对环境更友好等优势，广泛应用于汽车零部件、电线电缆、机械工具、密封件、热熔胶等领域。合成POE的传统方法是高温溶液聚合工艺，由乙烯和线性α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)共聚得到，其中乙烯/1-辛烯共聚聚乙烯产品因其特有的高性能和高附加值而倍受市场认可。本团队以乙烯为原料，经过齐聚反应后，所得产物直接进行共聚反应，得聚烯烃弹性体。采用乙烯作为单一原料一步合成POE，采用两个反应器相连通设置方式，乙烯在第一反应器中经高选择性高活性乙烯齐聚催化剂作用，齐聚反应制得线性α‑烯烃(包括1‑辛烯、1‑己烯等)，所得线性α‑烯烃无需分离直接进入第二反应器，并在高性能共聚催化剂作用下，共聚生成高性能低密度POE。2）授权申请专利情况:已申请发明专利一项，“一种聚烯烃弹性体及其制备方法”2021106924373）经济社会价值:目前，国内生产POE的原料1-己烯主要依赖进口、1-辛烯完全依赖进口。本课题组开发出具有自主知识产权的溶液法连续化生产POE技术，使乙烯齐聚与溶液法聚合耦合，突破了1-辛烯存在的技术壁垒，破解了POE生产的现状，为我国POE生产企业提供催化剂技术和生产工艺支撑，对于实现我国石油化工行业的产品多元化、差异化和高端化，推动光伏能源产业具有十分重要意义。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：阻燃剂作为各类聚合物材料的“保护伞”已经应用到生活生产的方方面面。添加卤化阻燃剂是一种成本低、效率高、易操作的阻燃方法。但是，卤化阻燃剂在燃烧过程中产生大量有毒产品和烟雾，对生态环境和人体健康带来严重威胁。磷系阻燃剂具备无卤化、低烟低毒、阻燃效果好等优点而得到了广泛应用；氮系阻燃剂能够增强磷系阻燃剂的阻燃效果。因此，常将氮系阻燃剂与磷系阻燃剂进行复配使用。阻燃剂的协同效应可大幅提高阻燃性能，并减少阻燃剂的用量，以减少阻燃剂对聚合物材料综合性能的影响。本成果主要描述了一种环境友好型N-P阻燃剂的制备方法并将其应用于多种高分子材料中，如：聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。阻燃剂原料均为环境友好型材料。所合成阻燃剂可在燃烧时有效捕捉燃烧反应所需的自由基，同时在材料表面形成具有高热稳定性的交联网络，从而在气相及固相抑制材料燃烧。可利用转矩流变仪使得阻燃剂与聚合物基体充分混合，然后在挤出机作用下挤出物料。可将阻燃剂应用于各种高分子材料中，极大的提高其阻燃性能。同时所有原材料均对环境无污染，其应用于聚乳酸等生物材料中将有着更广泛的前景，有效的提高聚合物基体的阻燃性能。仅在聚乳酸中加入质量分数为5%的阻燃剂，LOI（极限氧指数）就从纯PLA的19%骤升至30%，添加量为15%时，LOI便超过了36%；锥形量热仪测试结果显示，阻燃剂添加量为15%的复合材料相比与纯PLA来说，其热释放速率峰值（PHRR）、总释热峰值（THR）、分别下降了26.44%、37.50%。且涉及的制备方法简单、原料来源广，适合推广应用。实现本成果的配套设施如下：实验室操作台（配水电及抽风系统）、高温鼓风烘箱、真空烘箱、旋蒸装置、超声仪器、转矩流变仪、挤出机、注塑机、破碎机、玻璃仪器、防护用品等。根据中国公安部消防局数据显示，2018年全国因火灾造成的直接财产损失高达30亿元；据不完全统计，市面多数阻燃剂采用的C-N-P或C-N-P-Cl体系，用到大量的三聚氰胺、聚磷酸铵、硼酸铵、氯化石蜡等化学物质，均来自于石油化工原料。若使用本成果中所制备的阻燃材料，各组分均为生物基原料，且PLA同为生物基聚合物，降低了对石油基聚合物材料的依赖，前景广阔。本成果中所制备的阻燃剂性能优异，可大大提高材料的阻燃性能。在新闻国际咨询机构大观研究公司(GrandView)最新发布的报告称，由于建筑行业的增长，特别是中国、印度、印尼的快速工业化将推动全球阻燃剂市场的增长，2020年全球仅膨胀型防火阻燃剂市值就将超10亿美元。由此可见，我们所面临的市场极其广阔！

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：脲醛树脂胶黏剂具有原料廉价易得、制造工艺简单，无色透明，对木质纤维素有优良的粘附力，不污染木材等优点，是目前木材胶黏剂中用量最大的品种，约占木材胶黏剂用量的80％以上，主要用于胶合板、刨花板、中密度纤维板等的粘接。但是，脲醛树脂胶黏剂有两个主要的缺点：游离甲醛释放和耐水性差。这两个缺点是由脲醛树脂本身的结构和化学键所导致的固有性能。随着用脲醛树脂胶黏剂粘接的木制品使用量的增大，由木材胶接制品散发出的游离甲醛对环境的污染已成为社会关注的问题，而且室内空气中的甲醛被称为人类健康的第一杀手，因此脲醛树脂的游离甲醛释放是脲醛树脂最主要的缺点，也是脲醛树脂在实际生产应用中亟待解决的问题。该技术通过对脲醛树脂的合成采用分段控制及化学改性等方法得到综合性能良好的脲醛树脂胶黏剂，成功地解决了脲醛树脂游离甲醛含量高，耐水性差的问题；同时通过对脲醛树脂胶黏剂粘接胶合板的压板工艺的优化，在不明显影响胶合板的胶合强度的条件下，显著降低了胶合板的游离甲醛释放问题。所得胶合板性能达到国内领先水平。该技术开发的环保型脲醛树脂胶黏剂，具有游离甲醛含量低、稳定性好、价格低廉，施工简单等优点，利用制备的脲醛树脂粘接的胶合板性能达到国内领先水平，具有广阔的市场应用前景。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：该课题实现了系列功能性丙烯酸树脂的多种工艺（本体、悬浮、溶液、乳液聚合）制备，可以对分子结构、分子量、交联基团、反应活性、流变行为、应用特性进行灵活调整，应用于不同领域：医用材料、聚合物改性、水性玻璃涂料、散热器内壁防腐、汽车轮毂与底盘涂装、空调散热器亲水涂层、（无）取向硅钢无铬绝缘涂层，聚合物加工助剂等。目前已经完成中试。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：以天然生物大分子（如多糖、蛋白质、脂类等）为原料的可食包装开始被广泛应用于食品、医药、化妆品等行业。经过多年研究，目前已完成以明胶、胶原蛋白为基质的可食膜制备技术与设备集成，成功开发了纳米无机粒子、纳米纤维素的强化膜技术以及生物物理交联（谷氨酰胺转氨酶、UV-核黄素、DHT）可食膜性能提升技术，已开发了高强度高可塑性蛋白膜、水溶性多糖-蛋白复合膜以及纳米强化胶原蛋白膜等产品。该技术集成可广泛用于人造蛋白肠衣、方便面调味包、袋装固体饮料（咖啡、奶茶、代餐粉等)的可热封水溶可食膜的生产。技术性强，科技含量高，市场前景广阔。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：本项目解决磷尾矿污染、镁资源高值化利用生产表面改性纳米氢氧化镁和微米氢氧化镁晶须的技术问题。通过酸法脱镁、氨法除杂、氨气中和结晶、原位改性的工艺路线，生产表面改性的纳米氢氧化镁。磷尾矿中镁的转化率达到95%，产品收率达到90%，质量符合HGT3821-2006纳米氢氧化镁产品质量要求。生产表面改性纳米氢氧化镁和微米氢氧化镁晶须，满足高端工程塑料的阻燃要求。本项目以高镁磷尾矿为原料，生产表面改性纳米氢氧化镁，产品生产成本约为4000元/吨，而市场价为1.5万元/吨，具有良好的经济前景。目前，我国磷尾矿堆积量约6000万吨，磷尾矿的处理及利用现状不容乐观，长期得不到有效处理，堆积如山，处理费用和空间都有很大压力。项目的实施，不仅实现废弃物的资源化利用，减少了土地资源的浪费，而且获得良好的经济效益、环境效益和社会效益。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：目前我国是聚烯烃树脂的生产大国，但还不是聚烯烃生产强国，主要表现为产品牌号同质化严重，通用聚烯烃树脂牌号产品面临过剩竞争力不足，而高端的聚烯烃树脂专用料却长期大量依赖进口。针对国家重大需求的新型聚烯烃树脂专用料(PE、HIPP、PB-1等)种类少且品质差，尤其在主要的性能指标上与国外树脂存在明显差别的问题，建立和发展了多种树脂专业料（例如：抗冲聚丙烯（HIPP）、双向拉伸聚乙烯（BOPE）、高速挤出涂覆级聚乙烯树脂、双峰聚乙烯PE100等）的分级方法（例如：结构分级，分子量分级，沉淀分级，交叉分级等），从而能够探索树脂间的链结构及其分布的细微结构差别，既对烯烃聚合条件和催化体系的选择反馈指导性的建议，也对凝聚态结构的调控及加工和使用性能的改进提供科学依据，建立起比较全面的结构与性能之间的关系，为改善国产聚烯烃的品质，提出改善链结构的设计建议，希望为国产聚烯烃树脂的高性能化和高端化奠定基础。目前已经积累了丰富的研究经验，作为项目负责人承担及参与科技部“973”专项、国家自然科学基金委面上项目，吉林省优秀青年人才基金、中石化联合重点基金等相关项目10余项。其中发表相关论文30余篇；申请专利7项（已获得授权4项）。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：（1）技术内容：随着交、直流输电技术的大力发展，电工装备对配套电容器的要求越来越高，而电容器中的核心部件之一为双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜。目前我国每年对聚丙烯薄膜材料需求在10~12万吨，但是电工用聚丙烯树脂基料80%以上来自进口，现有国内产品多为灰分含量较高的低端民用产品（灰分含量大于50ppm），不能满足高端电工装备指标。本实验室采用溶剂洗涤法处理聚丙烯产品，脱除其中的Ti、Mg、Al等残留无机灰分，提升产品纯度。利用设计开发的三组分复配溶剂，并优化洗涤工艺，可以使聚丙烯树脂粉料的灰分含量低于40ppm，同时等规度在98%以上，基本达到进口树脂水平。（2）授权申请专利情况:已申请发明专利两项，“一种电工聚丙烯树脂的生产方法201910179618.1”和“用于测定聚合物中硅元素含量的样品前处理方法及测定聚合物中硅元素含量的方法201910875460.1”（3）经济社会价值:目前，国内电工级聚丙烯粒子材料主要依赖进口，每年需要花费数亿美元采购电工级聚丙烯粒子。制成薄膜后的价格约是树脂的两倍，其附加值差距更加明显。此成果的推广不仅有望为国家节约大量外汇，而且将极大地促进新材料行业的技术创新，形成具有我国行业特色的自主知识产权，减少对国外技术的依赖性，进而提升我国高端装备制造能力。

所属分类：新型材料产业

所属单位：天津科技大学

成果简介：轻量化、材料-结构一体化的高性能、多功能的夹芯结构（蜂窝、多孔及点阵等）的设计、制备是仿生制造研究的一个重要方向。通过优化结构设计，在质量减轻的基础上，材料强度和刚度得以保持，同时在吸能、减振、降噪、隔热换热等性能方面效果显著，实现点阵结构在航空航天、汽车、医疗等领域的工程应用价值。我们采用热压一次成型工艺制备了曲面碳纤维增强树脂复合材料点阵夹芯结构，在保证静态力学性能的前提下以振动特性为目标优化结构，并给出了点阵结构参数及缺陷（位置、数量和类型等）对振动特性的影响机制。为建立材料设计-成型工艺-综合性能一体化结构设计与优化理论提供了一定的技术支持。