项目名称电解合成丁二酸工艺

项目名称电解合成丁二酸

工艺

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科技成果汇编

南京工业大学科技服务部

南京工业大学概况

南京工业大学是一所以工为主的省属重点建设的多科性大学，由南京化工大学和南京建筑工程学院于2001年5月合并组建而成。现有4个博士后科研流动站，2个一级学科博士学位授予点，21个二级学科博士学位授予点，55个硕士学位授予点及16个工程硕士授予领域，64个本科专业，跨工、理、管、经、文、法、医等7个学科门类，具有留学生招生资格和教授审定权。目前，在校博士生、硕士生、本科生等各类学生近30000人，其中研究生3000多人。现有教职工2184人，专任教师1169人，具有教授、副教授等高级职称的教师600多人。其中中国工程院院士3人，国务院学位委员会学科评议组成员1人，国家杰出专业技术人才2人，国家“973”项目首席科学家4人，国家863计划领域专家委员会专家2人，国家杰出青年基金获得者3人，国家、省有突出贡献的中青年专家11人，博士生导师58人，还特聘了20多位国际着名学者为兼职教授或荣誉教授。现有化学化工学院、材料科学与工程学院、机械与动力工程学院、制药与生命科学学院、信息科学与工程学院、自动化学院、建筑与城市规划学院、艺术学院、土木工程学院、城市建设与安全学院、环境学院、能源学院、理学院、经济管理学院、管理科学与工程学院、法学院、公共管理学院、外国语言与国际交流学院等21个学院（部）。拥有新模范马路、江浦2个校区，占地面积3210亩，图书馆藏书160万册。

学校科研实力雄厚，拥有国家生化工程技术研究中心、国家热管技术研究推广中心等国家省部级工程研究中心11个，国家重点实验室1个，省部共建教育部

重点实验室1个，省重点实验室6个，并拥有国家建筑工程设计甲级资质、国家建筑工程勘察乙级资质和国家建设工程监理甲级资质。

“十五”以来，我校共承接各类科研课题4000多项，其中主持国家“973”项目6项，国家“863”项目30余项，国家攻关项目20余项；科研到款超过16亿元；鉴定科技成果一百多项；申请专利800项；获省部级奖以上奖励近100项，其中国家科技进步一等奖1项、国家技术发明二等奖3项、国家科技进步二等奖6项。

学校一直重视国际学术交流与合作，先后与10多个国家和地区的28所高校（研究机构）建立了科学研究、人才培养的合作关系，承担了10多项国际合作科研项目。

南京工业大学将立足江苏，面向全国，放眼世界，服务于社会主义的现代化建设，以集成创新的理念和“生态型、园林式、数字化”校园的特色，争取到2020年把学校建成为能主动适应国家经济、社会发展需求，以工为主、多学科协调发展、优势更加明显、特色更为鲜明、国内一流的教学与科研并重的工业大学。

联系地址：南京工业大学科技服务部邮编：210009

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电解合成丁二酸工艺

项目概述(功能、用途等)

丁二酸应用领域广泛，其中生物可降解塑料PBS是丁二酸最具发展潜力的重要应用领域，生产1吨PBS需消耗0．62吨丁二酸。PBS与其他生

物可降解塑料相比，不仅力学性能十分优异，而且价格合理，市场需求

量很大。目前国内外已开发成功以丁二酸为原料合成PBS生物可降解塑料技术。专家分析认为，未来我国PBS的年需求量将达到300万吨以上，需消耗丁二酸180万吨，而目前我国丁二酸年生产能力尚不足5万吨，丁二酸的市场增长空间十分巨大。

技术优势(特点、指标等)

采用该工艺生产丁二酸，节能效果突出，原料成本低，产品质量优，含量在99％以上，完全达到食品级质量指标。采用无隔膜电解技术取代传统隔膜电解技术，节能环保。

技术水平项目实施时占地面积少，固定投资少，操作简单易行，无二次污染，具有良好的社会和环境经济效益。

项目所处阶段小试

合作方式技术合作

吸附生产高纯正己烷/正庚烷/正辛烷技术

项目概述(功能、用途等)

正己烷是一种典型的非极性溶剂，是现今工业上用途相当广泛的烃类溶剂之一,大量应用于医药合成反应的稀释剂和高级溶剂，可用作制备甾族类、激素类和头孢类等无菌药物的助反应溶剂。正庚烷广泛应用于生产涂料、染料、颜料、油墨、胶粘剂、医药、农药、食品添加剂、饲料添加剂、香精香料、化妆品等。正辛烷用于有机合成，如农药中间体、医药中间体、精细化工等。

该技术利用自主开发的HE型高选择性吸附剂，采用高温变压吸附技术，从6#溶剂油、重整抽余油等原料中选择吸附分离正己烷/正庚烷/正辛烷，生产高纯度正己烷、正庚烷和正辛烷（≥99%）等产品。

技术优势(特点、指标等)高温变压吸附技术

技术水平国际先进水平。该技术填补了国内吸附法生产高纯度正构烷烃产品的技术空白。已申请2件发明专利

项目所处阶段完成放大试验

投资规模及设备需求2000吨/年装置投资约300-400万元

经济效益分析每吨产品可获利5000-9000元人民币

高纯金属醇盐合成技术

项目概述(功能、用途等)

金属醇盐是制备纳米材料的前驱体，主要用于Sol-Gel工艺和VCD 工艺制备铁电陶瓷薄膜、传感器材料、电容器材料、高温超导材料、纳米材料特种玻璃材料、计算机储存器材料等功能材料。这些材料是中国的新材料领域的重点开发项目。本技术开发的金属醇盐制备是应用电化学合成、化学物理提纯、分析检测、封装等技术。经过多年的研制，实现了金属醇盐特别是稀有金属的醇盐零突破。目前中国用Sol-Gel工艺制备铁电薄膜、压电薄膜功能材料、传感器薄膜材料正逐渐产业化、商品化，对高纯烷氧基化合物的需求预计可达到工业化生产规模；另外下一代计算机的存储器的开发已接近工业化水平，这使金属醇盐有更大的应用市场。

技术优势(特点、指标等)

烷氧基钽纯度：≥％；有害元素Cl，Fe, Si, Zn, Cu杂质：≤

50ppm；烷氧基铌纯度：≥％；有害元素Cl，Fe, Si, Zn, Cu杂质：+≤100pm。纯烷氧基钛纯度：≥％；有害元素Cl，Fe, Si, Zn, Cu杂质≤100pm；纯烷氧基锡纯度：≥％；有害元素Cl，Fe, Si, Zn, Cu杂质≤100pm．

技术水平

1. 采用＂电子＂作为反应试剂，高纯金属作为原料，该工艺和传统化学法相比，制备的金属醇盐纯度更高，特别是从合成路径上保证了不含有电子工业最头痛的Cl等元素，同时合成路径环保。

2. 可以方便合成化学法无法制备的稀有金属的醇盐。

项目所处阶段小试

投资规模及设备需求

预计需要投资300万，需要电解设备，分离设备，封装设备。

经济效益分析

属于高新技术领域，可以预期该项目具有很好的经济效益。

合作方式技术合作

环境友好型卤代海因杀菌剂系列制剂

项目概述(功能、用途等)

卤化海因是近年来在国外特别推荐使用的环保型杀菌剂，它具有杀菌、防腐作用，使用剂量小，见效快，在酸性于弱碱性条件下都能适用；在自然条件下很快被光、氧、微生物分解为氨和二氧化碳，无残留，不会污染环境。Lonza公司将卤化海因用作为造纸生产过程杀菌剂获

得2005年第十届美国总统绿色化学挑战奖。在2003年的SARS病毒蔓延期间，北京防控非典小组推荐卤代海因用于预防SARS。

针对卤代海因杀菌剂在水中溶解度低、使用不方便问题，本课题组开发了卤代海因复方杀菌剂系列制剂，可用于杀灭枯草杆菌黑色变种芽孢、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌及藻类，能够有效杀灭蓝藻；用于油田回注水SRB杀菌效果与1227＃相当，可解决回注水的抗药性，减少Cl-对

对造采油设备的腐蚀性；用于造纸白水杀菌，杀菌持效性显着，避免Cl

2

纸过程环境污染。

主要用于杀菌、灭藻等，可用于游泳池及饮用水消毒处理、工业循环水、废水的消毒漂白处理、水产养殖病虫防治、牲畜口蹄疫防治、卫生设备防污消毒处理、农作物霉病防治、工业品及生活用品防霉防腐等领域。

技术优势(特点、指标等)卤代海因、助溶剂和增效剂复配。

技术水平国际先进水平。已获得发明专利1件

项目所处阶段完成放大试验

投资规模及设备需求面议

经济效益分析面议

合作方式面议

连续式强制传质电解法处理高含盐有机废水成套设备

项目概述(功能、用途等)

06年，全国环境污染治理投资为2567. 8亿元；07年太湖蓝藻爆发，江苏省“铁腕治污”并投资40多亿元治理太湖，截至07年底，太湖地区已累计关停化工生产企业1894家，08年继续关停600家小化工企业；可见废水处理意义重大。传统方法无法处理高含盐量有机废水，电

，无二次污染，是处化学法在常温、常压下能彻底降解有机污染物为CO

2

理废水有效方法。本技术开发强制输送有机污染物到电催化活性电极表面的成套电解设备，从而提高电流效率，极大提高电流效率和时空效率。特别适合难处理的高含盐有机工业废水。

技术优势(特点、指标等)

该成套设备主要技术指标可以按照需要达到：化学需氧量（CODcr）50~1000 ，色度小于50倍，悬浮固体浓度小于，深度处理能使有机化工废水达标排放，或者印染废水脱色回用。

技术水平

项目实施时占地面积少，固定投资少，操作简单易行，无二次污染，具有良好的社会和环境经济效益，特别适合传统方法无法处理的高含盐量有机化工废水，印染废水脱色等。

项目所处阶段 小试

投资规模及设备需求

预计需要投资250万，需要电极铸造设备，电解设备制造等。 合作方式 技术合作

疏水纳米二氧化硅

项目概述(功能、用途等)

纳米SiO 2是一种无定形，无毒，无味，无污染的白色粉末状非金属

材料，具有高韧性，耐高温，耐腐蚀，耐磨，红外吸收等特性，在高分子领域中应用广泛，如塑料，橡胶，涂料，纤维等。但由于纳米SiO 2颗粒尺寸小，比表面积大，表面存在大量不饱和残键及不同键合状态的羟基，容易团聚导致材料的机械性能下降、稳定性下降，材料的透光率变低等不良情况。因此纳米SiO 2的分散对纳米SiO 2/聚合物复合材料来说显

得尤为重要。研发和生产我国自己的疏水性强，性能稳定在有机溶剂中分散性性强的纳米SiO 2粉体，对于生产性能优越的聚合物基纳米复合材

料，提高聚合物性能并拓展其应用领域起着重要的作用。

技术优势(特点、指标等)

工艺路线分为干法和湿法两种：

湿

法、： 图1纳米SiO 2的表面改

干法：纳

米二氧化硅及处理剂→

高速捏合机→产品 技术水平 本研究制备出的疏水纳米二氧化硅不仅具有很高的疏水性，同时在乙醇，

甲苯中有很好的分散性。通过大量实验，确定了最佳的工

艺配方和工艺路线，工艺简单安全，能耗低，并保持了原有二氧化硅的粒径，晶型等特性，其指数指标达到并超过了国外优质疏水纳米二氧化

溶剂 超声分散 30 min 搅拌分散 处理剂

洗涤 重复数次 真空 干燥 成品 升高温

度 搅拌 反应一

硅性能，为国内的超疏水纳米二氧化硅的生产和有机/纳米二氧化硅复合材料的制备提供了基础。

目前，本课题组已主持完成的1000吨/年超疏水纳米二氧化硅项目的创制，经江苏省科技厅鉴定达到国际先进水平，并获得超疏水纳米二氧化硅制备专利2

项。

主要技术指标

项目名称技术指标（要求）

外观白色或微黄色粉末

SiO2 % ≥

Hg % ≤

As % ≤

Pb % ≤

平均粒度 nm ≤50

灼烧失重（980oC，2h）% ≤

PH值 4~6

比表面积（m2/g）≥150±20

团聚指数≤100

接触角（o）≥150

经济效益分析

疏水纳米二氧化硅与有机高分子材料的相容性好，纳米颗粒的软团聚程度明显降低，极大地拓宽了产品的应用领域，目前广泛应用于乳液及涂料、塑料、橡胶领域，此外纳米二氧化硅还可以广泛地应用于陶瓷、石膏、蓄电池、颜料。交联剂、化妆品、玻璃钢、化纤、有机玻璃、纺织助剂、环保等诸多领域产品提档升级，该工作有着广泛的应用前景和巨大的经济利益。

介绍市场等

目前疏水纳米二氧化硅的改性工艺，改性剂的选择方面，德国，日

的先进技术，并实现规本，美国有大量的专利发表，目前掌握改性SiO

2

模化生产依然集中在世界上少数发达国家，如德国的Degussa公司，美国的Cabot、Grace公司等。国内在生产规模和工艺先进性都和国外具有明显的差距。目前国内使用的高性能疏水纳米二氧化硅还大多依赖进口。因此，该项目具有广阔的市场前景。

无机陶瓷超滤膜成套设备与应用技术项目概述(功能、用途等)

无机陶瓷超滤膜是固态膜的一种，主要是Al

2O

3

，ZrO

2

，TiO

2

和SiO

2

等无机材料制备的多孔膜，其孔径为2-50nm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂；机械强度大，可反向冲洗；抗微生物能力强；耐高温；孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金行业等重要行业有着极其广泛的应用前景。无机陶瓷超滤膜的开发，在很大程度上取代目前的过滤、蒸发、精馏等传统的分离技术，实现无相变分离净化，对国家的资源、能源、环境保护、人民健康和传统产业的技术改造具有重要的意义。

技术水平

南京工业大学膜科学技术研究所主要从事无机陶瓷滤膜研制、膜应用及膜集成技术开发、膜催化反应以及无机多孔材料开发等工程放大工作，该产品是国家“973”、“863”、“十五”攻关、国家自然科学基金、杰出青年基金、重点基金等重要课题的成果转化。南京九思高科技有限公司是由南京工业大学从事膜科学技术研究所从事膜科学技术研究的科研骨干共同出资组建的高科技公司，九思公司注册资金万元，拥有现代化的生产用房，主要进行陶瓷滤膜和成套膜工程应用装置的生产。学校已在膜制备、表征、污染与清洗及膜组件和应用设备研制等各个方面取得了多项重要成果，有3项成果通过了江苏省科技厅组织的专家鉴定，技术达到国际先进水平。拥有20多项膜应用技术的专利使用权，在生物发酵、医药、纳米粉体生产、石油化工、化工等领域拥有成套应用技术。

无机陶瓷超滤膜的应用

1、在环保和水处理技术行业中的应用

1)、钢铁冷轧乳化液废水处理技术

2）、脱脂清洗液处理回用技术

3）、重金属废水处理技术

4)、油脂碱炼废水处理技术

5）、印钞废水处理技术

6）、纯水制备技术

2、无机陶瓷超滤膜在生物发酵和制药行业中的应用

1）、发酵液的澄清过滤技术

2）、氨基酸生产中的应用技术

3）、中药生产及植物提取

3、无机陶瓷超滤膜在化工行业中的应用

1）、催化剂回收技术

2）、超细粉体陶瓷膜处理技术

3）、化工产品的净化与回收技术

4、无机陶瓷超滤膜的石油和化工行业中的应用

1）、油田采出水的处理技术

2）、脱沥青油中溶剂回收技术

3）、石油重组分直接脱沥青技术

5、无机陶瓷超滤膜在食品和饮料行业中的应用

1）、果汁浓缩和澄清技术

2）、牛奶工业中的应用技术

3）、啤酒酿造过程中的澄清和分离技术

4）、葡萄酒工业中的应用技术

5）、大豆深加工技术

低维钛酸盐与树脂基耐磨复合材料的设计和工业化应用

项目概述(功能、用途等)

以钛酸钾晶须为代表的低维钛酸盐，是一类新型高性能材料，能大幅度提高复合材料性能尤其是耐磨性。最早由美国发明，NASA将其用于登月火箭；后由日本规模化并垄断生产，但其价格国内企业难以承受；目前中国仅有1~2家生产，但质量较差；更重要的是，国内对其界面认知不足，不能很好解决其严重团聚问题，极大限制了它的推广应用。

本项目从低维钛酸盐及其复合材料的基础研究出发→技术发明→工业化应用，完成了工艺→材料→产品系统研究和开发，解决了困扰已久的低维钛酸盐低成本高质量制备问题以及表面改性问题，推动了新材料和压缩机行业的技术进步，促进了刹车片行业向新型环境友好的无石棉刹车片转变。

技术优势(特点、指标等)

密封元件和刹车片分别是压缩机和汽车的关键部件。进口产品价格奇高，国内产品存在着使用寿命极短、安全性差等问题。而解决的关键是提高它们在苛刻条件下的耐磨性。

发明的低维钛酸盐增强PTFE 复合材料用于高温高压密封元件，使用寿命均达到6000-12000小时，是国内产品的4-8倍；价格只有国外知名公司的1/5-1/10。由于突出的性价比，该产品已广泛替代多家压缩机公司的进口密封元件成为其原装配件（我们是其独家供货商），辟如用在代表高压的CNG 天然气压缩机上，以及代表高温的吹瓶机上，这些压缩机出口到多个国家；产品还可以应用于石化行业中的氧压机、氢压机、氮压机、乙烯压机等。该项目通过江苏省科技厅鉴定，专家认为“该项目具有源头创新和集成创新的特征，拥有的自主知识产权成果在实际生产中得到了很好应用，成果总体达到了国际先进水平，部分成果具有国际领先水平”。

汽车朝“高速化、轻量化、环保化”方向发展，因此对刹车片提出了更高的制动安全性能要求，低维钛酸盐用于刹车片中起到高温

（>250℃）摩擦性能稳定剂的作用，使刹车片具有更加稳定的制动安全性能。含有低维钛酸盐的刹车片在上海、南京、济南等城市的400多辆次公交上大批量、多批次的检验和使用，从现场跟踪检测结果以及多个城市公交公司的信息反馈，完全可以满足城市用豪华巴士运行的要求，预计使用寿命（万公里）超过原装进口片3倍（~万公里）。与国内外同类产品相比，开发产品具有更高的性价比。市场前景也非常乐观，企业认为目前市场需求每年约在数亿元，年增长率30~50%。

技术水平

此项目荣获2008年中国石油和化学工业协会技术发明一等奖，并先后获得国家杰出青年基金、国家自然科学重点基金、863计划、国家科技支撑计划等项目支持。授权6项和公开4项发明专利已形成发明专利族。

变压吸附回收一氧化碳及乙烯技术

项目概述(功能、用途等)

在乙烯及炼油工业生产过程中通常要排放部分循环气体，从而造成大量乙烯损失，比如全国乙烯氧化生产环氧乙烷排放损失的乙烯总量就达到万吨左右，FCC 装置集中的地区排放造成的乙烯损失数量更是相当可观，而且排放气组分复杂，典型的环氧乙烷排放气组成为%、%、%、O 25%、%、 %、%；在炼铁过程中同时会副产高炉气从高炉顶排出，有文献

报道年排放高炉气达到180亿m 3，典型的高炉气组成为CO %、CO 2 %、N 2 %、H 2 %、CH 4 %。由于乙烯排放气、高炉气中组分多、性质相近等，回

收利用有较大困难，目前国内钢铁行业大多将富余的高炉气直接排放空气中，乙烯排放气直接用作燃料，即污染环境又浪费资源，由此可见，

回收排放气中C

2H

4

及CO对资源合理利用、环境保护、节能降耗具有十分

重要的意义。另外，对于回收工业废气中有用组分及去除杂质，吸附法比其它分离方法具有优势的事实已被生产实践所证明，特别是变压吸附技术（简称PSA技术），具有设备简单、能量消耗低、过程全部实现自动控制等优点，已在气体和液体的分离中得到广泛的应用。

以PSA工艺回收工业废气中C

2H

4

为例，在一定压力下，利用C

2

H

4

在

NJ型专用吸附剂上优先吸附特性，使其得到富集；吸附C

2H

4

后的吸附剂

床层，经减压抽真空后，C

2H

4

被脱附出来进行回收，同时吸附剂得到再

生。C

2H

4

回收装置由三台吸附器（V1001A、B、C）、顺放气缓冲罐

（V1003）、真空泵（C1001A、B）、成品气缓冲罐（V1004）和乙烯压缩机组成（C1002）。装置流程方块图如下图1所示，其中吸附器是本装置的核心部分。

图1 PSA工艺回收C

2H

4、

CO原理图

一个吸附器在吸附步骤后需进行降压、再生和加压等步骤后才能继续发挥吸附作用，这样吸附过程是间断的，但通过多个吸附器的相互连接，不同步骤交替错开，可实现吸附过程的连续操作。

技术优势(特点、指标等)

特点与用途

专用吸附剂对CO或C

2H

4

具有很高的选择性吸附性能，用变压再生回

收纯度较高的一氧化碳或乙烯。NA型一氧化碳专用吸附剂特别适用于各种含氮气体净化和提纯一氧化碳；NJ型专用吸附剂特别适用于环氧乙烷生产排放气中回收乙烯。

基本性能

（1）外形：黑色条状φ~；

（2）平衡吸附容量：≥20ml/g吸附剂；

（3）耐磨强度：≥95%(wt)；

（4）堆积密度：~L。

使用条件

（1）使用温度：5~60℃；

（2）使用压力：≤10MPa；

（3）空速：≤1500h-1。

执行标准Q/320000HT02-2001

羰基合成碳酸二甲酯技术

项目概述(功能、用途等)

碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,可简称DMC)是一种十分有用的低

毒有机化工原料，分子式中带有-CO、-CH

3、-OCH

3

和-COOCH

3

基团，可进

行羰基化、甲基化、甲氧基化和羧基化反应，在化学合成中能很好地替

代光气、硫酸二甲酯和甲基卤作羰基化剂和甲基化剂，从DMC出发可合成聚碳酸酯、异氰酸酯、氨基甲酸酯、丙二酸酯、丙二尿烷等许多重要化工产品，其潜在用途是较甲基叔丁基醚更佳的高含氧汽油添加剂。鉴于DMC的反应活性和低毒特性，反应中的副产物是甲醇或二氧化碳，污染较少，继1992年被欧洲列为非毒化学品以后，其应用领域不断扩大，有学者认为一个以DMC为基体的有机合成新基块正逐步兴起。国外在意大利、日本、美国等都有万吨级工业化装置；国内目前在湖北建有一套4千吨级的工业生产装置，但总体和国外相比，我国在合成DMC方面的研究开发还不足。

技术优势(特点、指标等)

氧化羰基化法生产 DMC是以MeOH和CO、O

2

为原料，在一定温度、压力、催化剂存在下羰基合成，合成得到的MeOH－DMC共沸物进行特殊精馏而得到DMC产品。羰基化法因其工艺及催化剂选用不一样又可分为液相法和气相法。国外代表分别是意大利埃尼公司(12kt/a)和日本宇部

兴产公司(3kt/a)，埃尼公司液相氧化羰基化是以MeOH和CO、O

2

为原料，以CuCl为催化剂，在～、120～140℃反应，DMC的时空收率达～，以甲醇计其选择性高于95%。该工艺的缺点是催化剂中的Cl-对设备腐蚀严重。宇部兴产公司气相法的特征是使用Pd系催化剂和亚硝酸甲酯

(CH

3

ONO)循环剂，该路线的关键是开发高活性、高选择性的催化剂。国内西南化工研究院（在～、100～120℃下反应，时空收率达200～500Kg/, 其选择性达到90%）和中国科学院福建物质结构研究所（时空收率达

650Kg/）等分别进行了液相法和气相法的小试探索工作，但均未实现工业化。最近有报道介绍华中科技大学和湖北齐跃化工股份有限公司研究采用CuCl催化剂建设了4000t/a液相法工业试验生产装置。

我研究所在综合国内外技术基础上对液相羰基化法进行了深入仔细研究开发，针对Cu(Ⅰ)催化剂的不稳定性及Cl-的腐蚀性等缺点，选取Cu(Ⅱ)代替Cu(Ⅰ)，Br-代替Cl-，活性添加剂由配位体L结合到络合物中去，在催化剂上进行了新的突破，克服了CuCl复合催化剂的不稳定性

及对设备的腐蚀。在工艺相近的条件下(90～110℃，～，取得了甲醇单程转化率50%以上的效果，选择性稳定在95%以上，时空收率达～，而且循环使用催化剂活性稳定。

技术水平（见表1）

APP芳香族齐聚酯多元醇的研制

项目概述(功能、用途等)

硬质聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯的重要类别，具有比强度高，抗震，隔音，介电性能等优越特性，并与金属，塑料，橡胶，木材，水泥有着良好的粘接性，同时吸湿小，抗腐蚀，易于成型加工等优点，是一种优良的绝缘，绝热，保温材料。硬泡的主要原料是聚醚或聚酯多元醇和异氰酸酯。

自主研制出的利用对苯二甲酸和苯酐及聚酯合成芳香族齐聚酯多元醇（简称APP聚酯）。成本低，性能好，能够完全取代聚醚，所合成的聚氨酯硬泡性能达到国内外标准。并生产出聚氨酯硬泡用新型芳香族齐聚酯多元醇。填补了国内空白，具有重大的现实意义。为合成聚氨酯提供了有价值的新原料，是聚氨酯行业中很有前途的新产品。

技术优势(特点、指标等)

主要性能指标如表1所示。

表1. APP芳香族齐聚酯多元醇性能指标

应用及经济效益

硬质聚氨酯泡沫塑料广泛应用于冰箱，石油管线，化工设备冷库，汽车，火车的保温以及建筑物用吸音隔热材料并在航天领域及家具领域。

国内聚氨酯生产每年需聚醚30万吨左右。近来，国内由于环氧丙烷价格具高不下，致使聚醚因成本较高，生产效益低，使聚氨酯行业价格居高不下，使聚氨酯行业难以承受。聚酯多元醇成本比聚醚多元醇同类产品低3000~4000元/吨，且性能优越，完全能取代聚醚，具有广泛的应用前景。

介绍市场等

目前，我国同类产品的聚醚多元醇产量已达28万吨左右，其中用于合成硬质聚氨酯泡沫的聚醚的产量以达12万吨左右。APP聚酯能完全取代聚醚，且合成的硬度聚氨酯泡沫性能优越，为聚氨酯工业的发展提供一个崭新原液。而APP聚酯只有美国、德国等少数发达国家才能生产，因此我们开发的APP聚酯具有十分重大的经济效益和巨大的市场价值。

无毒PVC稳定剂

项目概述(功能、用途等)

PVC因其热稳定性很差，温度高于110℃时即发生降解，颜色变黄，机械性能下降，所以在其加工过程中需加入助剂热稳定剂，传统的无毒复合稳定剂主要是硬脂酸钙和硬脂酸锌复合稳定剂。但是其稳定效果低，与多种辅助稳定剂如多元醇、β-二酮、环氧化合物等复配，效果仍不理想。采用自主研发的具有长链结构的新型有机锌盐作为热稳定剂使用时，能够提供PVC优异的稳定性和颜色保持性。PVC热稳定剂是国家十一五攻关项目，获国家发明专利2项。

热稳定剂起稳定化反应的几种类型中,只有取代聚氯乙烯中不稳定氯原子的反应以及抗氧化反应是从根本上预防聚氯乙烯的降解、交联，其它的如吸收氯化氢、破坏正碳离子以及双键加成反应均是在聚氯乙烯已经降解的情况下(已经脱HCl，形成了一些双键以后)的补救方法，因而改善PVC初期着色的根本就是所添加的稳定剂取代不稳定氯原子的能力。

自主研发的新型有机锌皂，因其结构关系，在热、光等作用下，很容易与PVC中不稳定氯原子相对应的碳原子形成配位键，最终取代PVC中不

稳定氯原子，从根本上防止PVC脱HCl的降解反应发生。因此这种新型

的锌皂具有极其优异的热稳定性，并且能够使制品长时间内保持白色，而且新型锌盐制备简单，可有一步法制得，工艺简单，可进行大规模生

产，其长链结构也使得其与PVC具有良好的相容性。

表1. 新型锌盐作为PVC热稳定剂使用时，制品颜色随降解时间变化降解时间

515304560 (min)

颜色白色白色白色白色微黄

应用及经济效益

聚氯乙烯(PVC)是仅次于聚乙烯(PE)，聚丙烯(PP)的第三大合成树

脂。PVC制品具有质轻柔软、力学强度高、耐腐蚀、绝缘、透明等特点，

被广泛应用于工业、农业、建筑、包装等领域。统计显示，2005年全国

PVC产能达到972万吨，2006年大幅增至1284万吨，增长32%，2007年

全国PVC产能仍将继续增长，估计将达1502万吨，因此PVC在加工过程

中必须使用的热稳定剂具有巨大的市场。目前市场上常用的热稳定剂有

铅盐类稳定剂，有机锡类、复合稳定剂类、助稳定剂类等。铅盐类稳定

剂具有优良的热稳定性能，是我国目前用量最大的热稳定剂品种，但毒

性大，危害人体健康，在国内外已被逐步禁止或限制使用。国家建设部

也颁布了在给水管中全面禁止铅盐稳定剂的法令。无毒、无污染、高效

复合热稳定剂成为研究热点，因此我们研发的高效无毒有机锌盐与钙皂

复配作为复合稳定剂使用具有巨大的潜在经济效益。

建筑乳液

项目概述(功能、用途等)

由于全球工业化速度的加快导致每年至少有数千万吨有机挥发物排

入大气层，这些工业化合物严重威胁着人类自身的安全和经济的可持续

发展，涂料工业是严重的污染源之一。为了净化人类的生存环境，各国

环保法对涂料体系中有机挥发物（VOC）含量的严格限制，促进了水性涂

料为代表的低污染型涂料的发展。建筑涂料为消费比例最大的一类涂

料，占涂料总产量的50 %左右。因此由于人们环保、能源意识的增强，

发展水性建筑涂料是涂料发展的趋势之一。弹性乳液是生产弹性建筑涂

料的核心原料，环保弹性建筑涂料质量的优劣往往取决于弹性乳液的性能。

技术优势(特点、指标等)

本项目通过对反应型纳米二氧化硅单体原液的研究，制备出低成本、稳定分散的功能化纳米二氧化硅单体原液，并借助分子组装技术实现其与丙烯酸乳液的组装。

技术特点：

1）提出了用分子组装技术制备功能化纳米二氧化硅单体原液制备的新思路；

2）创新探索出采用新的前驱体制备功能化纳米二氧化硅单体原液的技术路线，由于采用了新的前驱体，使得纳米二氧化硅单体原液具有与丙烯酸酯杂化乳液进行组装的官能团，且具有低成本、稳定均匀分散等诸优点；

3）创新探索出用纳米粒子复合技术及聚合物互穿网络技术制备高性能弹性丙烯酸酯杂化乳液的新途径；

4）提出了实现丙烯酸酯杂化乳液清洁生产的新的工艺方法。

主要技术指标：

本项目制定了用本弹性乳液所制备的弹性涂料性能指标，作为评价弹性乳液的一个重要依据。

表2.弹性涂料主要性能指标

技术水平

本课题在此方面获得授权发明专利2项：氟树脂/丙烯酸酯混杂乳液及其制备方法，专利公开号CN1654498；纳米二氧化硅/丙烯酸酯复合乳液及其制备方法，专利公开号CN1654533。与本项目相关的研究获得国家自然科学基金资助2项。

应用及经济效益

自主研制的建筑乳液以其环保及卓越的性能在市场中有着广阔的发展前景，不仅能填补我国在高档水性丙烯酸酯杂化乳液的空白，而且能推动我国涂料工业的技术进步以及向环保型和水性化的转型。同时能产生亿元以上的产值，具有十分巨大的经济效益。

介绍市场等

据专家预测：2015年预计全国建筑涂料年产量将达到300万吨，外墙装饰的应用率大于60 %，而多种传统涂料将被具有良好环保性质的水性涂料所替代。今后我国建筑涂料的发展趋势可以概括为：总量供大于求，中低档产品过剩，部分高档产品供应不足，需求呈多层次、多元化发展态势，专用漆比重进一步增加。我国已加入WTO，随着经济的全球化，环保问题也引起各个国家的关注，我国对溶剂型涂料产品实施强制环保标准，必将推动水性建筑涂料发展。因此，建筑乳液具有广阔的市场。