國產(chǎn)阻燃材料突圍記:深耕20載從“追跑”邁向“領跑”

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國產(chǎn)阻燃材料突圍記:深耕20載從“追跑”邁向“領跑”

2024年12月30日 07:37 來源:中國青年報
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  科技成果轉(zhuǎn)化新質(zhì)生產(chǎn)力

  國產(chǎn)阻燃材料突圍記

  北工商科研團隊深耕二十載從“追跑”邁向“領跑”

  從冰箱、電視機等電子電器產(chǎn)品,到新能源汽車、飛機、高鐵等交通工具,再到公共場所、住宅的電線電纜等設施,阻燃材料的應用隨處可見。當火焰較小時,阻燃材料憑借其特殊性能,能夠有效遏制火災發(fā)生或者延緩火焰的蔓延,為維護社會安全穩(wěn)定筑牢一道防線。

  20世紀80年代起,被電子電器等制造業(yè)企業(yè)廣泛使用的阻燃材料,其核心成分——阻燃劑,卻長期面臨著依賴進口的“成長束縛”。

  北京工商大學輕工科學與工程學院教授錢立軍算了一筆賬:2000年左右,以色列化工集團等國外企業(yè)開發(fā)的溴化環(huán)氧樹脂阻燃劑進入中國市場,以每噸4萬元人民幣的價格進行售賣,而當時該阻燃劑成本僅為每噸1.3萬元,“利潤驚人”。

  技術落后就會被束縛。由于國內(nèi)阻燃劑產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)起步晚,工藝不成熟,美國、以色列兩個國家的企業(yè)長期壟斷著阻燃劑市場。阻燃劑發(fā)展滯后,影響了我國電子電器行業(yè)的國際競爭力。自此,國內(nèi)企業(yè)家和科研人員開啟了技術“追跑”之路。錢立軍便是其中一員。

  2005年,錢立軍研發(fā)出溴化環(huán)氧樹脂產(chǎn)品,實現(xiàn)工業(yè)化,開始面向國內(nèi)市場以每噸2.6萬元銷售。國外企業(yè)“嗅”到了中國溴化環(huán)氧樹脂阻燃劑市場的變化,立即將產(chǎn)品售價由每噸4萬元降價到每噸2.8萬元,降價幅度高達30%。

  從“追跑”到“跟跑”再到爭取“領跑”,這支從高校走出來的阻燃劑研發(fā)團隊,參與了一場長達20多年的阻燃劑全球市場爭奪戰(zhàn)。

  從“三無”課題到打破技術壟斷

  故事從一間公共實驗室開始。

  從研究生求學起,錢立軍便開始研究阻燃劑的合成工藝、生產(chǎn)技術,入職北京工商大學后,為爭奪“市場時間”,自掏腰包購買實驗設備和原材料。他發(fā)現(xiàn),國際企業(yè)靠著長期積累的技術和資源優(yōu)勢,控制著國內(nèi)絕大多數(shù)品種阻燃劑的市場。

  沒有可借鑒研究的積累、沒有獨立的實驗設備、沒有現(xiàn)成的工業(yè)化轉(zhuǎn)化路徑,帶著“三無”的課題基礎,錢立軍對標溴化環(huán)氧樹脂的國際產(chǎn)品標準,展開技術突破。

  那是2002年,實驗室、工廠和宿舍,三點一線,若是有了技術突破,他便坐上長途車,從北京趕往山東萊州的合作工廠,優(yōu)化合成的工藝技術,改進制造阻燃劑所需的設備。最苦的日子,是在工廠生產(chǎn)線的反應釜旁待了5天,因不慎吸入甲苯和環(huán)氧氯丙烷而中毒。

  歷時3年,溴化環(huán)氧樹脂產(chǎn)品進入工業(yè)化驗證階段,設備裝置、催化體系優(yōu)化完畢。2005年,第一噸性能達標且能穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品從生產(chǎn)線上新鮮“出爐”。產(chǎn)品驗證合格,性能達標,面向全國的市場銷售即將鋪開。為慶祝階段性勝利,工廠的員工們在空曠場地上放了一串鞭炮。

  這項從高校走出去的科研成果與國內(nèi)其他同類產(chǎn)品一起,影響了中國阻燃劑市場的格局。

  “這是科學研究的起點,也是產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型的起點?!弊源耍X立軍開始搭建團隊,不滿足于溴化環(huán)氧樹脂產(chǎn)品,而是轉(zhuǎn)向溴化聚苯乙烯的產(chǎn)品研發(fā),開始爭奪阻燃劑的高端市場。

  從2000年開始,美國生產(chǎn)的溴化聚苯乙烯產(chǎn)品大量銷往中國。但是國內(nèi)始終未能做出與之相媲美的溴化聚苯乙烯產(chǎn)品。難題擺在了眼前,錢立軍和團隊從源頭一一捋順,發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯原料中的少量雜質(zhì)影響了產(chǎn)品性能。

  團隊用兩年時間找到了“病因”,篩選工業(yè)中低雜質(zhì)含量的原料,又用了3年時間自行制備無雜質(zhì)原料,最終做成國際標準的產(chǎn)品,前后攻堅歷時17年。據(jù)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會阻燃專業(yè)委員會統(tǒng)計,截至目前,國內(nèi)現(xiàn)有7家生產(chǎn)企業(yè)中,有6家企業(yè)采用該團隊開發(fā)的兩種溴化聚苯乙烯生產(chǎn)技術,技術市場占有率達85.7%,產(chǎn)品市場占有率達88%。

  自此,阻燃劑高端市場也被這支高校科研團隊的成果逐步占領。

  “做科研的目的,是希望通過努力讓中國技術不落后,以先進技術促進社會發(fā)展?!卞X立軍說。從溴化環(huán)氧樹脂、溴化聚苯乙烯,到溴代三嗪、膨脹型嵌段無鹵阻燃劑等,產(chǎn)品相繼走出這所高校的實驗室,從工廠投向全球市場。因產(chǎn)品質(zhì)量好,制造成本低,據(jù)中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會阻燃專業(yè)委員會驗證,截至目前,這一系列產(chǎn)品不僅影響了國內(nèi)阻燃劑市場格局,還占據(jù)了超過一半的海外市場份額。

  一手抓理論突破,一手抓產(chǎn)業(yè)落地

  如今已是北京工商大學輕工科學與工程學院副教授的邱勇,早在2011年求學時就加入了錢立軍團隊,從事阻燃劑和阻燃材料的研發(fā)。那時,團隊成員的身份“很復雜”,是青年科研人員,是工廠的臨時技術人員,也是科研成果的“銷售員”。

  在實驗室,他和團隊成員一起開展溴化聚苯乙烯的技術突破,常從市場買回一袋袋原料,進行多因素、多變量的實驗分析;在工廠臨時改造的中試車間里,一待就是兩周,錢立軍帶著團隊,和企業(yè)技術人員、工人一起排查中試原料和工藝問題,改造生產(chǎn)線,完善產(chǎn)品生產(chǎn)流程。

  新產(chǎn)品研發(fā)成功后,錢立軍又帶著學生去企業(yè)“做銷售”。拿上10公斤樣品,邱勇曾與一家從事電子線路板生產(chǎn)的企業(yè)技術人員對接,向他們介紹新產(chǎn)品的指標、性能、優(yōu)勢等。因擔心企業(yè)人員會輕易否定新產(chǎn)品,這批從高校實驗室里走出來的“銷售員”,在企業(yè)研發(fā)中心蹲守了一個月,借用企業(yè)的實驗室和基礎原料,加入新產(chǎn)品,不斷調(diào)試生產(chǎn)工藝,直到這家企業(yè)能獲得性能穩(wěn)定的阻燃材料。

  這些經(jīng)歷讓邱勇覺得“好用”又“好玩”。他見證了一個新產(chǎn)品加工設備從250毫升燒瓶“長大”到1升燒瓶,再到1000升反應釜的工業(yè)化生產(chǎn),直到進入市場。邱勇說:“能把實驗室科研成果轉(zhuǎn)化成市場產(chǎn)品,是一件不容易但很值得自豪的事情。”

  在這個科研團隊里,始終進行著兩條并行的研究課題:一條是阻燃成果產(chǎn)業(yè)化落地,一條是推進阻燃科學思想創(chuàng)新。錢立軍對團隊的科研項目有一條“既要又要”的標準:課題既要“高大上”,又要“接地氣”,既要開展學術理論研究,又要在分子結(jié)構(gòu)設計時考慮產(chǎn)業(yè)化落地的可能性。

  技術攻關的20多年,也是高校科技成果轉(zhuǎn)化的發(fā)展期?!吨泄仓醒?國務院關于深化體制機制改革加快實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的若干意見》《專利轉(zhuǎn)化運用專項行動方案(2023-2025年)》《關于提升高等學校專利質(zhì)量促進轉(zhuǎn)化運用的若干意見》等政策相繼出臺?!侗本┦写龠M科技成果轉(zhuǎn)化條例》明確提出,政府設立的研發(fā)機構(gòu)、高等院校對完成、轉(zhuǎn)化該項科技成果作出重要貢獻的人員給予獎勵和報酬:將職務科技成果轉(zhuǎn)讓、許可給他人實施的,從該項科技成果轉(zhuǎn)讓凈收入或者許可凈收入中提取不低于百分之七十的比例。

  在北京工商大學,《北京工商大學科研成果轉(zhuǎn)化辦法》在組織機制、轉(zhuǎn)化收益分配等方面不斷完善。文件提到,采用科研成果轉(zhuǎn)讓、許可方式實施科研成果轉(zhuǎn)化的,科研成果轉(zhuǎn)化收入(包括一次性轉(zhuǎn)化收入、約定的提成等)按以下比例進行分配:科研成果轉(zhuǎn)化現(xiàn)金收入,8%歸學校所有,2%歸學院所有,其余90%收入在除去科研成果轉(zhuǎn)化支出和相關的稅費后,作為成果完成人(項目組)的獎勵和績效報酬。

  “科研人員趕上了好時代?!卞X立軍深刻體會到,多年來國家在促進科技成果轉(zhuǎn)化方面給予大量政策激勵,對科研人員來說,更要做好“接地氣”的科研項目,“實踐是檢驗真理的唯一標準。只有技術轉(zhuǎn)化成了生產(chǎn)力,解決了現(xiàn)實問題,才真正實現(xiàn)了科研成果研發(fā)的完整閉環(huán)”。

  生產(chǎn)實踐是檢驗科研成果的“練兵場”

  從前,阻燃劑產(chǎn)品的制造技術掌握在國外企業(yè)手中,雙方缺少對話交流的基礎。如今,局勢已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變,有關阻燃劑領域的跨國交流和合作越來越多。

  在一場全球展會上,錢立軍受到國外企業(yè)邀請,為全球不同區(qū)域的人員作了一場技術產(chǎn)品報告。以色列、德國等國家的知名阻燃劑材料企業(yè)多次來北京工商大學拜訪,溝通項目合作事宜。

  在2020年之前,國內(nèi)某改性塑料上市公司從未使用過國產(chǎn)的溴化聚苯乙烯產(chǎn)品。在一次產(chǎn)業(yè)會議上,錢立軍受邀前去作報告。會后,這家企業(yè)的人員主動聯(lián)系錢立軍,試用國內(nèi)的產(chǎn)品,經(jīng)過生產(chǎn)驗證后,該企業(yè)開始逐步采用錢立軍團隊開發(fā)的溴化聚苯乙烯產(chǎn)品,實現(xiàn)了對國外進口產(chǎn)品的替代。

  “從模仿到創(chuàng)新,如今我們有了自己的產(chǎn)品,正在全球申請專利。”錢立軍認為,從仰望國外技術到平視國外技術,從一個“支點”起,一同撬動了整個阻燃劑領域產(chǎn)品的創(chuàng)新,“我們的成長也是中國科學技術發(fā)展的一個縮影”。

  掌握核心技術才是硬道理。錢立軍牽頭組建了阻燃行業(yè)的工程技術研究中心——中國輕工業(yè)先進阻燃劑工程技術研究中心。該中心獲授權(quán)國家發(fā)明專利50余項。錢立軍出版的《現(xiàn)代阻燃材料與技術》居阻燃行業(yè)圖書銷量首位。其團隊開發(fā)的高分子溴化環(huán)氧樹脂、溴化聚苯乙烯、六溴環(huán)十二烷替代品等阻燃劑產(chǎn)業(yè)化項目,累計實現(xiàn)產(chǎn)值150多億元。

  如今錢立軍團隊在材料的安全性、性價比和環(huán)保性上有了更高的要求。北京工商大學輕工技術與工程專業(yè)博士李俊孝參與了溴化SBS(溴化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物——記者注)制備技術的開發(fā)。為了實現(xiàn)材料工藝簡潔、熱穩(wěn)定性高等目標,在2021年,團隊做了190多組溴化SBS樣品的實驗和測試,對標國際領先產(chǎn)品,研發(fā)創(chuàng)新性的技術。目前,該技術已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給國內(nèi)阻燃劑龍頭企業(yè)投產(chǎn)。

  “未來投入企業(yè)生產(chǎn)中的阻燃劑材料性能越高,老百姓購買的產(chǎn)品質(zhì)量就越好,價格就越低?!毕乱徊?,錢立軍團隊將向工廠投放新開發(fā)的高性能阻燃劑產(chǎn)品,逐步超越國外競品。此外,居民對于防火防災的需求不斷提高,團隊的新目標是向不同領域提供更先進的阻燃技術支持。

  從高校實驗室走出去,讓科研成果走上“貨架”。參與阻燃劑全球市場較量的20多年時間里,錢立軍帶領團隊做出了一系列阻燃劑產(chǎn)品。這位工科領域科研工作者的感悟是:“論文是科研成果的副產(chǎn)品。生產(chǎn)實踐才是檢驗科研成果的‘練兵場’。”

  中青報·中青網(wǎng)記者 楊潔來源:中國青年報

  2024年12月30日  08版

【編輯:張燕玲】
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