行业新闻

长沙新政推动绿色建材应用,气凝胶涂料成建筑节能新宠

长沙市住房和城乡建设局组织召开全市绿色建材推广应用工作政策宣贯培训会,会议上长沙市住建局建筑节能与科学技术处处长陈琪详细介绍了的出台背景、核心内容与关键要求,指出推广应用绿色建材是落实国家、省、市关于城乡建设绿色发展及“碳达峰、碳中和”战略部署的重要举措

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第六届中国新材料产业发展大会粉末冶金先进材料与制造技术分会成功举办

第六届中国新材料产业发展大会粉末冶金先进材料与制造技术分会于2025年10月12日在广西桂林国际会展中心隆重召开。本次会议由中国材料研究学会主办,粉末冶金全国重点实验室、粉末冶金国家工程研究中心、中南大学粉末冶金研究院及中南大学材料科学与工程学院联合承办,数十家企业和高校的专家学者参加了会议。 会议于10月12日下午14时正式拉开帷幕。中南大学材料科学与工程学院院长李周主持会议。粉末冶金全国重点实验室主任周科朝致开幕辞,热烈欢迎粉末冶金行业的专家学者和产业界研发人员一同研讨行业的科学技术前沿,关注人工智能技术快速发展对粉末冶金行业带来的变革,加强粉末冶金行业数据基础设施建设。 中南大学粉末冶金研究院院长张斗、副院长刘彬主持专题报告。在报告环节,参会专家学者共分享了13场高水平报告,内容涵盖人工智能与粉末冶金技术融合、增材制造技术与装备、高温合金制备工艺、高性能铜合金设计与开发等前沿领域,全面展示了粉末冶金领域的最新研究成果与技术突破。参会专家热情交流,共同探讨行业前沿技术与未来发展方向,会议取得圆满成功。

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什么是“吸附”?

这篇文章系统讲解了吸附的定义、原理、分类(物理吸附与化学吸附)及关键影响因素(吸附质性质、表面特性、温度、压力、pH值)。阅读本文,你可掌握吸附的基本机制、区别物理与化学吸附的关键特征,了解如何优化吸附过程,适用于化工、环保、材料等领域应用。 什么是吸附 吸附(adsorption)是指物质在表面或界面上积聚并附着的现象,它涉及物质之间相互作用力的形成,通常发生在固体、液体或气体的表面。这一过程是物质在界面上与其它物质的相互作用的结果,广泛应用于化学工程、环境科学、生物学等领域。 吸附不仅仅是一种物理现象,它还可以通过化学作用力的介入形成更为复杂的吸附过程。因此,吸附现象可以通过物理吸附和化学吸附两种主要类型进行详细讨论。 吸附的原理 吸附过程的本质涉及到吸附质分子与吸附表面分子之间的相互作用,通常表现为分子或原子在界面上的聚集。吸附质的吸附力可能源自范德瓦尔斯力、电场力、氢键等物理作用,也可能是由共价键、离子键等化学作用力所主导。 吸附的分类 根据吸附质与吸附表面之间作用力的性质,吸附可以分为两种主要类型:物理吸附和化学吸附。 物理吸附 物理吸附,也称为范德瓦尔斯吸附,是由于吸附质分子与吸附表面之间存在弱的范德瓦尔斯力或偶极力等物理作用力而发生的吸附过程。该过程通常是可逆的,并且不涉及化学键的形成。 在物理吸附过程中,吸附质分子和表面之间的相互作用较弱,因此通常需要较低的温度和压力才能实现吸附。当外部条件发生变化时,吸附质容易被脱附回到气相或溶液中。 物理吸附的特点是吸附量随着温度的升高而减小,反之则增加,且通常是单层吸附。物理吸附的一个重要特征是吸附过程的热力学可逆性,且吸附能量较低。 化学吸附 化学吸附,也称为化学结合吸附,是由于吸附质分子与吸附表面之间形成较强的化学键,如共价键、离子键等。该过程通常是不可逆的,并且具有较高的吸附能量。在化学吸附过程中,吸附质分子和表面之间的相互作用比物理吸附更强,因此化学吸附通常需要较高的能量(如较高的温度或压力)才能发生。 化学吸附的特点是吸附质和表面之间的相互作用是通过化学反应或者离子交换等方式实现的,通常涉及电子转移或原子重排等复杂过程。化学吸附不仅需要较高的温度和压力条件,而且吸附量可能会随着温度升高而增加,但其过程的可逆性较差。 物理吸附与化学吸附的区别 物理吸附和化学吸附的主要区别在于它们的吸附机制和能量来源。 物理吸附主要依赖于分子间的弱相互作用力,如伦敦色散力、诱导偶极力和偶极-偶极力等,这些作用力的强度较弱,因此吸附过程通常是可逆的,并且不涉及化学键的形成。相比之下,化学吸附是由于吸附分子和表面之间形成化学键(如共价键或离子键),这通常是不可逆的,吸附能较高,可以达到几万焦耳每摩尔 物理吸附的吸附能较低,通常在几千焦耳每摩尔的量级。因此,物理吸附过程对温度变化较为敏感,吸附物质容易脱附。而化学吸附的过程涉及更强的能量变化,因此不太受温度影响。 影响吸附的因素 吸附过程受到多个因素的影响,这些因素决定了吸附的程度和速率。主要影响因素包括吸附质的性质、吸附表面的性质、温度、压力、溶液的pH值等。 吸附质的性质 吸附质的分子量、极性、分子结构以及其与吸附表面相互作用的能力是影响吸附的首要因素。较大分子量的吸附质通常会在表面形成较大的吸附层,而极性较强的分子则会通过电场作用或氢键与表面发生较强的相互作用。此外,分子内部的官能团如羟基、氨基等也会增加吸附质与表面之间的化学相互作用,从而改变吸附性能。 吸附表面的性质 吸附表面的性质对于吸附过程至关重要。表面的比表面积越大,能够提供的吸附位点越多,吸附量通常也越大。 表面的化学成分、表面能和表面粗糙度也会对吸附过程产生影响。具有较高比表面积的材料,如活性炭、纳米材料等,通常具有较高的吸附能力。表面上的官能团也会通过提供额外的吸附位点来提高吸附效率。 温度 温度是影响吸附过程的一个重要因素。在物理吸附过程中,随着温度升高,吸附质的分子运动加剧,导致吸附质与表面之间的弱相互作用减弱,吸附量通常会减小。 反之,化学吸附则可能随着温度的升高而增强,因为化学反应的速率常常随着温度升高而加速。然而,过高的温度也可能破坏吸附质与表面之间的化学键,导致吸附过程不可逆。 压力 吸附质的浓度与其在气相中的压力密切相关。在气体吸附中,随着气体压力的增大,吸附量通常会增加,直到达到吸附表面的饱和状态。这一现象在Langmuir吸附等温线中得到了广泛的描述。对于液体中的吸附过程,溶解度的增加通常伴随着吸附量的增大。 溶液的pH值 在液相吸附过程中,溶液的pH值对吸附过程也有显著影响。不同的pH值可能会改变吸附质的电荷性质以及吸附表面的电荷分布,进而影响吸附过程。酸性或碱性环境下,吸附质的离子化程度不同,这可能导致吸附效能的变化。

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涂料中APEO的风险与环保标准要求

在绿色化工和可持续发展驱动下,环保型涂料逐渐成为行业趋势。作为专注于新材料研发与环保功能性涂层解决方案的企业,奥飞新材在研发和生产中严格遵守APEO禁用与控制标准,推动行业向更健康的方向发展。本文将对涂料中常见的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)进行系统介绍,并解读国内相关检测标准与行业要求。 一、什么是APEO? APEO(Alkylphenol Polyethoxylates)中文名称为烷基酚聚氧乙烯醚,是一类常见的非离子表面活性剂,在传统工业领域被用作乳化剂、分散剂、润湿剂等。 根据 GB/T 31414-2015《水性涂料 表面活性剂的测定 烷基酚聚氧乙烯醚》 对APEO的定义,其典型结构为: R−C₆H₄−(OC₂H₄)nOH 常见类型包括: APEO在许多传统助剂体系中被广泛使用,因此过去曾出现在部分乳液型涂料、建材助剂、印染助剂中。 二、APEO为什么被限制? APEO在环境和人体健康方面存在风险,其降解产物如 NP(壬基酚)和OP(辛基酚) 被认为是环境激素类污染物,具有内分泌干扰作用,可能: 正因如此,APEO已在欧盟REACH法规、ROHS、德国蓝天使环保标准、以及中国环保标准体系中被列为严格限制物质。 三、国内现行相关标准 关于涂料和化工产品中APEO的限制,中国已建立明确的规范体系,包括: 标准编号 标准名称 GB/T 31414-2015 水性涂料 表面活性剂的测定 烷基酚聚氧乙烯醚 GB 30981.1-2025 涂料中有害物质限量 第1部分:建筑涂料 GB 30981.2-2025 涂料中有害物质限量 第2部分:工业涂料 GB/T 34676-2017 儿童房装饰用内墙涂料 GB/T 35602-2017 绿色产品评价 涂料 HJ 2537-2014 环境标志产品技术要求 水性涂料 JG/T 481-2015 低挥发性有机化合物(VOC)水性内墙涂覆材料 其中,GB/T ...

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推动气凝胶产业落地,共建新材料发展高地——奥飞新材携手望城经开区与中南大学共商合作新篇章

为加速气凝胶新材料技术的产业化进程,共同描绘望城经开区新材料产业发展新蓝图,2025年9月12日下午,由我司(湖南奥飞新材料有限公司)参加了中南大学粉末冶金全国重点实验室共同组织的专题考察交流活动在中南大学成功举办。望城经开区管委会副主任周坤率队莅临,与立邦中国代表、校方专家及我司管理层就气凝胶系列产品的技术突破与产能落地进行了深入且富有成效的交流。 作为本次活动的协同组织方与技术产业化推动方,我司董事蒋爱琳、张丁日及总经理常灵全程参与接待与研讨。活动伊始,各方代表参观了享有盛誉的中南大学粉末冶金全国重点实验室,深入了解了其在前沿材料领域,特别是气凝胶研究方向的最新科研成果。 在随后举行的技术交流会上,各方重点围绕气凝胶这一高性能新材料的核心技术、应用场景及市场前景展开讨论。我司总经理常灵在交流中表示:“气凝胶因其极佳的隔热、防火等特性,在新能源电池、建筑节能、航空航天等领域拥有广阔的应用空间。湖南奥飞新材致力于打通从实验室到产业化的‘最后一公里’,非常期待依托中南大学的顶尖科研力量,并联合望城经开区的优质产业政策与立邦等行业龙头企业的市场资源,共同在铜官工业片区打造具有全国影响力的气凝胶材料生产与应用示范基地。” 望城经开区党工委委员、管委会副主任周坤对合作前景寄予厚望。他指出,经开区将全力优化营商环境,提供精准的政策支持,期待气凝胶项目能够快速落地、早见成效,为区域经济高质量发展注入新动能。 此次三方会晤,不仅深化了产学研各方的互信与了解,更就下一步推动示范性项目建设、加速产能落地部署达成了重要共识。湖南奥飞新材料有限公司将以此次交流为新的起点,全力推进气凝胶产品的规模化生产与市场应用,为望城经开区乃至湖南省的新材料产业发展贡献核心力量。 关于我们: 湖南奥飞新材料有限公司是一家专注于高性能新材料研发、生产与销售的高科技企业,致力于将先进的实验室技术转化为成熟的商业产品,尤其在气凝胶等前沿材料领域具备独特的技术优势和产业化能力。

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奥飞新材关注:气凝胶耐2000℃+万次回弹,气凝胶涂料迎来规模化新时代

气凝胶涂料技术新突破 | 浙大高超团队超高温高弹气凝胶登上《科学》,奥飞新材加速产业化布局 近日,浙江大学高超教授团队在国际顶级期刊《Science》发表重磅成果:他们开发出具有微穹顶结构的超高弹性气凝胶,在2000℃(2273K)极端高温下,经2万余次99%大变形压缩后仍能完全回弹,耐热与弹性性能大幅超越以往记录(此前最高约1700℃、60%变形)。国际专家评价称,这是气凝胶大规模制备与工业应用的创造性尝试,将有力推动低导热气凝胶复合材料尤其是气凝胶涂料的商业化进程。 作为专注气凝胶及气凝胶涂料研发生产的领先企业,奥飞新材长期跟踪并深度参与气凝胶技术前沿。高超团队的这一突破,与我们多年来在气凝胶粉体、气凝胶涂料领域的低成本规模化实践高度契合,为高温隔热涂料在新能源汽车电池热管理、工业管道保温、航天热防护等场景的应用打开了全新空间。 “凝固的烟”为何如此坚韧? 气凝胶素有“世界上最轻的固体材料”之称,其内部99%以上为纳米级静止空气孔隙,固体骨架不到1%,密度仅空气的几分之一。这赋予它极致的隔热性能:热传导、对流、辐射三重阻断,导热系数可低至0.01 W/(m·K)以下。同时,多孔结构带来超大比表面积(乒乓球大小展开如足球场),使其兼具强吸附、阻燃、绝缘等多功能,被誉为材料界的“六边形战士”。 1931年,美国科学家基斯特勒从果冻启发,首次用超临界干燥法制备出气凝胶。此后,气凝胶不断演进,却长期受制于制备成本高、工艺复杂、难以规模化等瓶颈。 高超团队历经10余年探索,从石墨烯基“碳海绵”到发泡法,再到二维通道受限发泡,最终实现普适、高效、低成本制备:周期从一周缩短至几十分钟,成本降至原方法的1/10。他们一举合成190多种气凝胶,包括高熵氧化物、碳化物烯陶气凝胶等新型体系。其中,烯陶气凝胶(石墨烯与陶瓷原子级杂化)在极端条件下展现“万次回弹”奇迹,为气凝胶涂料的高温稳定性提供了理论与材料基础。 奥飞新材的行动:从实验室到产业化 气凝胶的商业化价值早已显现:在航天(如“祝融号”火星车隔热层)、建筑节能、新能源汽车电池安全等领域已有初步应用。但要真正“像塑料一样改变世界”,需解决规模生产与极端性能兼顾难题。 奥飞新材紧跟这一趋势,已建成气凝胶粉体、气凝胶涂料生产线,并持续优化水性气凝胶涂料、透明气凝胶等技术。我们与高校、产业链伙伴紧密合作,推动气凝胶涂料在新能源汽车动力电池热失控防护(耐温潜力远超现有400℃级别)、工业管道/储罐高温隔热、建筑外墙节能涂层等领域的落地。 目前,我们的气凝胶隔热涂料已实现小批量供应,适用于极端环境下的热防护需求。未来,随着高熵气凝胶等前沿成果的转化,奥飞新材的气凝胶涂料将助力我国在深空探测、核能、新能源等领域实现关键材料自主可控。 展望未来 气凝胶不再是“实验室奇迹”,而是即将爆发的产业机遇。奥飞新材将继续秉持“创新驱动,科技领航”的理念,深耕气凝胶及气凝胶涂料领域,致力于为客户提供更高性能、更低成本的隔热保温解决方案。 欢迎行业伙伴、科研机构联系我们,共探气凝胶涂料的无限可能!

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宋淼:靶向狙击的J人导师

当登山杖丈量科研的险峰 当计划表舒展成等待的涟漪 他在科研路上踏实笃行 在生活岸边静坐观流 他,就是中南大学粉末冶金研究院 青年班导师宋淼 科研中的“可控平衡术” 宋淼老师的求学履历清晰而坚定。本科三年级,当许多同学还在犹豫时,他已规划好科研道路。2009年春天,他放弃本校保研资格,选择报考竞争更激烈的中南大学。“就像做科研,决定好了就不要犹豫,只管向着目标做下去。”他这样解释。这份果敢帮助他脱颖而出。 在实验室,宋淼老师十分注重平衡基础研究和应用研究。他认为两者相互关联、相互促进。他常对学生强调,深入理解材料的微观机制是技术创新的根基。那些在原子尺度上观测到的现象,是他科研工作的基础。 同时,他也保持着对产业需求的敏锐。“基础研究与应用开发之间存在着天然的桥梁,”他说,“一个微观新现象可能解决宏观大难题;实际问题又能为基础研究指明新方向。”他的课题组每周组会既讨论实验现象,也规划技术转化路径。他要求学生既能钻研基础,又关注现实需求。“科研就像登山,”他说,“基础研究是登山杖,应用目标是山顶的旗帜。两者缺一不可。 压力大时,湘江西岸的浅滩是他的精神港湾。“钓鱼教会我等待的艺术,”宋淼老师说。他将这种理念带入科研:强调实验设计的严谨性,也鼓励学生以开放心态面对意外结果。 “好的研究人员要像钓鱼人一样,既要有明确目标,也要对意外现象保持开放心态。” 拆解迷茫的“拆弹专家” “学生对科研的畏惧,本质源于未知,”宋淼老师道,“就像小孩子怕黑,不是因为黑暗本身可怕,而是因为不知道黑暗里藏着什么。” 为此,他设计出渐进式培养“三部曲”:实景破壁→竞赛铸信→课题锚向。当本科新生第一次在透射电镜下看到金属原子清晰的位错形貌,课本知识瞬间化作触手可及的真实世界。2022级本科生曾同学回忆:“宋老师让我们看到,科研是触手可及、可以亲身参与的真实世界。” 他的J型人格在指导学生竞赛时展现得淋漓尽致:为“羽盾新材”团队准备的指导手册厚如典籍——往届项目技术分析、答辩语速控制、预设问题库……最终团队斩获湖南省大学生创新大赛一等奖,这份荣誉背后,是他对每个环节的极致把控。 他更是“量体裁衣”的科研裁缝——“宋老师总能根据每个学生的特点,找到最适合的发展方向,”研究生时誉航说。宋淼老师办公室墙上贴着用不同颜色磁贴标注的科研进度表,为每个学生预留成长空间。 平衡教学、科研、家庭是个不小的挑战。宋老师便将工作日划分成时间模块,用不同颜色标注事项,但总会保留弹性时间。“就像晶体结构中引入位错释放应力,时间表也需要留余地应对问题。”他这样解释他的时间哲学。 讲台上的“实验艺术家” 对宋淼老师而言,讲台是连接教育与科研的纽带。教学与科研相互滋养——课堂想法能启发研究课题,科研突破又能变成课堂实例。 每学期开课前,他会在脑海绘制精细的“知识网络图”,将基础概念、前沿进展和问题编织成网,并不断更新。“上周刚发表的论文,这周就可能会出现在我的课件里,”他说,“保持教学内容的前沿性,是培养未来科研人才的基本要求。” 教学方法上,他像做实验一样讲知识。比如讲材料相变理论,不会直接给结论,而是从概念和方程开始,用关键问题引导,引出课题组正在攻关的难题。这种方法训练了学生的科研思维。“最好的教学是让学生看见知识的生长过程。”他还常把未完成的实验数据带进课堂,邀请学生共同分析异常现象、讨论机理。 学术论文批改是思维与耐心的考验,宋淼老师不仅能精准找出关键问题,还常在论文边缘写下带温度的批注。这种指导方式源于他的导师培养。“当年我的导师从不直接告诉我答案,”他回忆,“而是用问题引导我独立思考。”现在,他在组会上扮演“提问大师”角色,抛出精准问题引导学生深入探索。 “优秀的科研后备军比任何仪器都珍贵。”在他看来,前沿研究与人才培养是同一枚硬币的两面。“我们不是在填充容器,而是在点燃火种,”他说,“而最好的引火物,莫过于教师自身对科研的热忱。” 实验室的灯光通明至深夜 湘江的波光温柔荡漾 他说:目标既定,只管攀登 也说:有些事,像钓鱼——急不来 在严谨与包容的平衡点上 宋淼老师点燃了无数年轻心灵的火种 让探索的星火,渐成燎原

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基于专利信息的水性聚氨酯全球发展现状及对策分析

聚氨酯树脂在上世纪30年代开始发展,此后作为重要的高分子材料被广泛应用在各个领域。而水性聚氨酯的研究紧随其后,开始于上世纪40年代,在1943年德国化学家Schlack首先将二异氰酸酯与乳化剂复配,之后加水高速分散并加入胺类扩链剂首次合成出聚氨酯乳液。1953年美国杜邦公司的研究人员以甲苯为稀释剂,将聚氨酯预聚物在水中分散,加入胺类扩链剂,最后加入乳化剂合成了具有一定分子量的水性聚氨酯。由于人们对聚氨酯树脂的认识还不够深入,因此低VOC的水性聚氨酯在当时并没有迅速得到应用。 上世纪70-80年代,随着欧美国家经济的高速发展,环境问题也开始出现,德国、美国等国家已经意识到了溶剂型聚氨酯对环境的危害,逐渐将研发方向转向水性聚氨酯领域,并开始有部分工业化产品推出。比如,在1972年水性聚氨酯作为溶剂型聚氨酯的替代产品,拜耳公司首次将其应用于皮革领域;在皮革领域逐步被大规模使用之后,欧美国家考虑到水性聚氨酯以水为稀释剂,不含或只含少量有机溶剂,对人体和环境的危害较小,因此在对聚氨酯应用领域不苛刻的领域,不断开始扩展其应用,如涂料、粘接剂及玻璃纤维浸润剂等。我国自从上世纪70年代开始涉足水性聚氨酯,到20世纪90年代,常州涂料化工研究院、安徽大学等科研院所在水性聚氨酯领域均有相关产品推出,进入21世纪后水性聚氨酯凭借其绿色环保、粘接强度高、成膜性能好、柔韧性可调等优点,我国诸如河北晨阳、万华化学等越来越多的企业都已开始进行水性聚氨酯研发和应用,已广泛应用于涂料、汽车内饰及运动地坪等领域。 据报道,2020年2月,德国巴斯夫发布消息指出其要在西班牙继续增加水性聚氨酯树脂的产能;目前巴斯夫的水性聚氨酯应用领域已经涵盖工业涂料、木器及粘接剂等领域,这一扩充产能的信号表明其研发领域仍在从溶剂型聚氨酯体系向水性聚氨酯体系转化。2021年6月,在中国合成革峰会上,万华化学宣布设立水性聚氨酯合成革应用研究中心,旨在提高水性聚氨酯在合成革领域的研发速度,提高其科技创新能力。2022年7月德国科思创公司(原拜耳公司)在其上海基地举行了两个工厂的动工仪式,两个工厂在未来均被用来制备水性聚氨酯分散体和弹性体,这些环保型树脂将被科思创应用在汽车、鞋类、建筑等领域,以满足其原材料需求。到2021年为止,水性聚氨酯在我国的总产能为51.18万吨,排名从高到低的企业分别为万华(6.42万吨)、水性科天(5万吨)、华峰(5万吨)、科思创3.5万吨及思盛(3.4万吨)。 现阶段,随着全球化竞争的加剧,专利信息已经成为各行各业捕捉技术最新发展的信息来源。据世界知识产权组织报道,全球科学技术发明约有90-95%会在专利中体现,而只有5-10%会在科技文献中体现。因此,通过已有专利来研究行业技术的发展和未来趋势可使企业研发少走弯路,可达到降本增效的效果。《2020年全国专利密集型产业增加值数据公告》指出,我国在2020年专利密集型产业增加值为121289亿元,占当年国民生产总值的11.97%,相较于2019年增加了0.35%。其中新材料制造业排在七个分类中的第四位,增加值为14064亿元,占专利密集型产业增加值的比重为11.6%。 聚氨酯是全球六大高分子合成材料之一,也是国家新材料领域发展的一个重要方向,而水性聚氨酯凭借其低VOC、性能优异,在近十年已经成为聚氨酯行业的研究热点。因此关于该领域的技术内容必然会在专利层面涉及,分析专利信息并进行系统性研究,无论是对聚氨酯生产商还是对政府决策部门都具有极其重要的作用。 (1)基于全球水性聚氨酯专利申请趋势,整个水性聚氨酯领域的专利申请在从1990以来的30多年里面有着迅猛的增速,而我国相对其他国家发展最快,在2012年我国当年水性聚氨酯专利申请量已经成为世界第一,到2021年我国在该领域专利数量已占总专利数量的25%,远超其他国家。 (2)从国内专利布局来看,我国长三角和珠三角对水性聚氨酯的研发和应用较为领先,布局较多的专利。从海外专利布局来看,我国在美国、日本及欧洲等国家的专利布局很少,而欧美发达国家则更重视在不同国家或地区的专利布局,只注重本土市场长此以往将不利于我国的全球范围内的市场竞争。 (3)从技术构成来看,水性聚氨酯的合成或改性是国外大公司进行布局的热点,而我国企业往往在树脂应用领域进行较多专利布局,因此,对于国内企业来说,注重研究树脂制备领域的技术,将有助于获得高价值专利。 结合前文研究,我国水性聚氨酯的专利申请量相较其他国家有明显的优势,但这并不意味着我国在该领域的核心技术也占据优势,从专利技术构成看我国在水性聚氨酯基础研究领域较为薄弱,在树脂的应用拓展领域技术较强,从这可以推断出目前我国仍有多数企业使用进口树脂搭配其他原材料进行生产制造,但这种产业模式缺少产品的议价权,原材料的使用受制于人,因此企业从长远出发一方面需要从水性聚氨酯的基础研究领域进行科学研究,并进行专利布局;另一方面应该侧重对自身的主要技术进行海外布局,筑牢中国水性聚氨酯产业参与全球竞争的专利根基。 从全球核心申请人的专利分析可知,我国虽然是水性聚氨酯领域的专利大国,但并不是强国,只有1家企业进行全球申请前十名,缺少行业引领性的头部企业,因此可以看出我国水性聚氨酯的研发企业较多,技术研究较为分散,这可能需要国家或行业组织引导相关企业优势互补、联合开发、做大做强,目前已经进入全球竞争日益激烈,只有我国企业或高校形成技术联合体才能与国外水性聚氨酯巨头展开竞争,占据全球市场的一席之地。在这方面可以参考安徽大学与安徽安大华泰新材料有限公司这种合作模式,通过学校的基础研究实力,再搭配企业的工业化技术和市场推广能力,快速实现水性聚氨酯技术的成果转换。 随着国家和企业对知识产权越来越重视,专利信息与科技文献一样,也已经是各行各业必不可缺的信息情报来源,能否获取准确和可靠的专利信息也成为决策能否成功的关键。因此,我国知识产权相关部门或地方政府应建立水性聚氨酯领域的专利搜集和分析系统,根据行业专利信息引领企业根据薄弱领域进行有效技术投入,并给政府招商引资或决策提供参考,推动水性聚氨酯行业的可持续发展。

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气相二氧化硅在涂料中的应用及相关标准简介

硅的卤化物(主要是一甲基三氯硅烷、四氯化硅或三氯氢硅)在氢氧火焰1000 ℃或更高的温度下水解、燃烧形成二氧化硅原生粒子,再相互碰撞形成二次粒子并形成长链,生成带有表面羟基和吸附水的超微细白色粉末,便是气相二氧化硅(简称气硅)。 具体生产工艺称为化学气相沉积(CAV)法,又称热解法、干法或燃烧法。其原料一般为四氯化硅、氧气(或空气)和氢气,需在高温下反应而成,反应式为:SiCl₄ + 2H₂ + O₂ → SiO₂ + 4HCl。空气和氢气分别经过加压、分离、冷却脱水、硅胶干燥、除尘过滤后送入合成水解炉。将四氯化硅原料送至精馏塔精馏后,在蒸发器中加热蒸发,并以干燥、过滤后的空气为载体,送至合成水解炉。四氯化硅在高温下气化(火焰温度1000~1800 ℃)后,与一定量的氢和氧(或空气)在1800 ℃左右的高温下进行气相水解;此时生成的气硅颗粒极细,与气体形成气溶胶,不易捕集,故使其先在聚集器中聚集成较大颗粒,然后经旋风分离器收集,再送入脱酸炉,用含氮空气吹洗气硅至pH值为4~6即为成品。 气硅原生粒径为7~14 nm,氮吸附比表面积(NSA)为70~400 m²/g,充分分散后粒径较小,可达到纳米状态,具有较高的表面活性,具有良好的补强、增稠、触变、消光、防沉降、抗流挂、抗紫外线和杀菌等多种作用,能有效改善涂料制品的应用性能,例如:防止颜填料的沉降分层、提高涂料的耐候性、抗刮擦性以及涂层与基材之间的结合强度等。 相关标准 其中,GB/T 20020-2013将气硅分类为亲水性的A类和疏水性的B类,A类气硅表面没有覆盖有机物,B类气硅由A类产品经有机物表面改性制成。该标准还规定,气硅的产品名称以类型代号(A或B)加上典型的NSA数值构成,例如“A300”即表示NSA典型值为300 m²/g的A类气硅产品。除了NSA,该标准还对不同类别气硅的灼烧减量、各种杂质含量、悬浮液pH值、振实密度等技术指标及相关测定方法做了规定。 GB/T 20020-2025于不久前(8月1日)发布,将于明年2月1日正式实施,替代现行的GB/T 20020-2013。 气硅在涂料中的应用 气硅颗粒小,比表面积大,并且表面有大量硅羟基基团,这种大的表面积可以与涂料配方中的其他成分产生显著的相互作用。在涂料中分散后,会形成三维网状结构,这种网络结构会阻碍液体的流动,从而增加黏度并产生触变性,能够防止涂料在储存期间发生沉淀。在剪切力作用下,这种支化网状结构会被破坏,导致黏度降低(剪切变稀)。涂覆完成后,气硅粒子重新形成网状结构,涂料黏度又再度变高(触变性),从而确保流平,同时无流挂,并且确保在固化阶段,涂料在静止状态下能够保持稳定。 气硅还可通过与基材表面的相互作用来改变涂料的表面特性并增强附着力。气硅的高比表面积和表面化学性质可促进涂层与底材之间的附着力,从而提高粘结性和涂层的完整性。例如,气硅作为流变助剂非常适用厚浆型涂料(如环氧富锌底漆),既能保证涂料在一定的施工剪切力下有良好的流动性,又能保证涂膜的一次施工厚度。在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使涂料向边缘移动,气硅能够有效地阻止涂料的移动而形成厚边,同时还能防止涂料在固化过程中的流挂现场,使涂层均匀。 气硅通常在在油漆和涂料中作为流变助剂、防沉降和助分散剂使用。 1. 流变控制助剂 气硅表面带有大量的羟基,这些羟基会在其聚集体之间形成氢键,当充分分散于涂料中时,便形成二氧化硅的网状结构。 一方面,在施工过程中,由于涂层边缘的溶剂挥发较快,导致表面张力不均匀,容易使涂料向边缘移动。而二氧化硅网络能够有效地阻止涂料的移动而形成边,同时还可防止涂料在固化过程中的流挂现象,使涂层均匀。 另一方面,气硅由于能形成氢键使得体系的中低剪切粘度提高,起到增稠作用,并产生触变现象。正因此,气硅在油性体系中的应用非常广泛。 此外,气硅比表面积大,表面能高,非常容易团聚,在应用过程中必须适当分散,才能取得最好的效果。假若分散不足,三维网状结构便不能充分形成,但过度分散又会造成二氧化硅粒子之间的网状结构遭到彻底破坏,即使长时间停止施加剪切力,其网状结构也很难恢复。 在涂料生产过程中,气硅的表面处理、添加方式、分散设备的选择等,都会影响气硅在涂料中的分散状态。一般情况下,最好先将气硅分散成预浆,然后再投入粉料分散完全。 2. 防沉降剂 气硅粒度小,比表面积大,表面上带有硅烷醇基团。这些硅烷醇基可与邻近的气硅颗粒间相互作用而形成氢键。 氢键作用使其形成触变形结构。气硅的悬浮作用正是由于它分散于溶液中时会形成网络结构而产生的。这种网络结构使体系中的颗粒不易聚结和发生相的分离。同时体系的黏度提高也有利于阻止体系中各组分的运动。 作为一种理想的防沉剂,一方面,气硅对于防止涂料体系中颜料的沉淀非常有效。特别是对于色浆体系,适当的添加量将大大提高色浆的稳定性,而且能够减少润湿分散剂的量,以提高色浆的适用性并减少色浆对涂料体系的影响。氢键作用使其形成触变形结构。 另一方面,气硅的防沉作用对涂料存放非常有利,特别是某些颜料,如金属粉和薄片,都极易沉淀且不能完全悬浮,使用气硅可保证其分散不沉淀。以配方总量计,二氧化硅用量在0.4%~0.8%的范围内,但特殊情况下,比如富锌漆,需增加到2%。在UV涂料中,需通过调整气硅添加量(0.5%~2.5%),可优化粘度触变性、耐磨性和消光效果。 3. 分散助剂 分散在涂料中的气硅可增强涂料基体与无机填料的结合力,提高其机械性能,如硬度、抗划伤性和耐久性。在立面涂料中添加气硅,可以有效防止涂料流挂,提高施工面的平整度,也可以极大提升外墙涂料的耐洗刷性和老化时间,涂膜与墙体结合强度也大幅提高,涂膜硬度显著增加,表面自洁能力也获得改善。 4. 消光性能 气硅由于微小的粒径、高比表面积形成的三维网状结构,使其具有明显的光散射能力。其折射指数与涂料工业中使用的大部分树脂的折射指数相近,为1.46,因此气硅用于清漆中具有良好的光学性能,已成为高档涂料消光剂的首选。 影响气硅消光剂的主要特征参数有孔体积(孔隙度)、平均粒径和粒径分布、表面处理等。对于给定的气硅消光剂来说,其消光效率随着孔体积的增大而提高。气硅的平均粒径及其粒径分布对于涂料光泽度的降低起重要作用。对于给定涂料和涂膜厚度,在消光剂粒径与涂料干膜厚度相对应时,消光效果最好。粒径分布的频带越窄其消光效率越高。气硅通过有效降低涂料光泽度,同时保持透明度。其消光效率优于碳酸钙等传统填料。 5. 其他应用特性 (1) ...

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WMC分会介绍丨A02-Energy Storage and Catalytic Materials

世界材料大会(WMC)是由中国材料研究学会发起并主办,首届大会于2023年7月在中国深圳举行,吸引了全球顶尖材料科学家的积极响应和参会。第二届大会于2024年7月在中国广州举行,大会吸引了欧洲材料研究学会、日本材料研究学会和韩国材料研究学会积极参与,使本届大会成为全球材料界具有影响力的大会。世界材料大会作为中国材料研究学会的品牌会议,原则上每年举办一次,以此推动全球材料科学的创新与发展。 会议简介 国际材联亚洲材料大会(IUMRS-ICA)是1993年由中国材料研究学会与日本、韩国、印度等材料研究学会共同发起,并向国际材联联合提议创办的亚洲区域新材料学术大会。1993年9月首届大会(IUMRS-ICA1993)在武汉-重庆的“西陵号”游轮上举行,2024年12月第25届大会(IUMRS-ICA2024)在印度召开,第26届大会(IUMRS-ICA2025)由中国材料研究学会在中国广西桂林召开。该大会吸引亚洲区域日本材料研究学会、韩国材料研究学会、印度材料研究学会、新加坡材料研究学会等重要的国际组织积极参与,是亚洲区域新材料学术交流与发展的品牌大会。 世界材料高峰论坛(WMS)由中国材料研究学会(C-MRS)、欧洲材料研究学会(E-MRS)及国际材联(IUMRS)于2007年共同发起的国际性会议,主要汇聚国际著名的材料科学家共同讨论全球材料的发展问题。首届会议在葡萄牙里斯本,第二届在中国苏州,第三届在美国华盛顿,第四届、第六届在法国斯特拉斯堡,第五届在中国青岛,第七届在中国杭州,第八届在中国深圳召开。会议逐渐发展成为全球材料科学界重要的最高端会议,第九届世界材料高峰论将由中国材料研究学会在中国广西桂林召开,将吸引全球一流的材料科学家相聚桂林,共同研讨当前全球材料发展的前沿问题。 中国材料研究学会主办的第三届世界材料大会将联合第二十六届国际材联亚洲材料大会和第九届世界材料高峰论坛,共同在2025年10月14-17日在中国广西桂林召开。届时来自全球各个国家的材料科技工作者将汇聚桂林展示最新的科研成果和技术突破,共同推动全球材料科学的未来发展。 A02-Energy Storage and Catalytic Materials Symposium Topics Symposium Organizers Organized by Peking University、The University of Tokyo、City University of Hong Kong Supported by TBD Contact with 重要时间 时间 事件 2025年1月31日 分会征集截止日期 2025年8月15日 摘要提交截止日期 2025年9月10日 摘要录用通知日期 2025年9月20日 早鸟票截止日期 2025年11月1日 全文提交截止日期 注册费标准 类别 早鸟票 全票 非学生 ¥2500,$360 ¥3000,$450 ...

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