红麻纤维增强棕榈油基树脂复合材料制备关键技术
admin
2022-09-16
红麻纤维增强棕榈油基树脂复合材料制备关键技术
技术编号
FJ-013
提供单位
福建农林大学
技术大类
资源能源利用技术
联系人
刘文地
技术类型
其他资源能源利用技术
电话
13799389356
邮箱
wdliu9054@163.com
适用范围
生物质资料利用,生物质新材料
推荐单位
福建省科技厅
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技术简要说明以红麻纤维、棕榈油等生物质资源为原料制备高性能生物质复合材料,通过转酯化反应降低树脂粘度和提高树脂反应活性,解决复合材料制备过程中新型树脂的制备与加工、界面增容、复合材料绿色回收与循环等关键技术问题,为价廉高产的棕榈油及植物纤维提供一个高附加值的利用途径。
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Technical Brief Description
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技术提供方福建农林大学交通与土木工程学院
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技术主要指标信息生物基树脂粘度低于500cps;复合材料性拉伸强度大于60MPa,弯曲强度大于80MPa。
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商业应用情况0
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资项目拟投入纤维毡针刺成型生产线5条,每条200万元,共1000万元;树脂合成工业反应釜生产线20条,每条约50万元,共1000万元;复合材料真空辅助成型生产线5条,每条500万元,共2500万元。因此,设备总投资计4500万元,生产线预计寿命10年。
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年运行维护费用原料费:红麻纤维3万/吨,棕榈油0.35万元/吨,树脂合成相关化学试剂约每吨1.65万元,因此生产1吨树脂的原料价格为2万元,1吨复合材料产品的原料价格为2.5万元。 每条生产线投入的人工以及设备的水费、电费、折旧费、修理费和管理费按每年200万元算。
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投资回收期静态投资回收期的公式如下: 静态投资回收期=原始投资额/每年现金净流量 其中原始投资额为4500万元,每年复合材料所产生的年利润为1000万元,树脂所产生的年利润为500万元,总计1500万元,故在三年内可回收成本,第四年可实现盈利。
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附加效益树脂合成生产线预计年产能2000吨,复合材料生产线预计产能1000吨,树脂和复合材料扣除原料成本、运行成本及人工费用等,预计每吨产生盈利1万元,即年盈利1500万元。
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综合效益近年来,随着全球禁限塑政策的不断苛刻,发展生物基可降解树脂及其复合材料符合全球可持续与绿色发展的理念。据统计,2019年度棕榈油全球产量达7581万吨,目前主要用于食物、油脂化学、生物柴油等领域。按约2%的棕榈油(150万吨)用于本技术生产计算,预期可生产棕榈油基树脂200万吨;若50%的生物基树脂用于红麻纤维生物质复合材料制备,可同时消耗100万吨的红麻纤维,生产复合材料产品200万吨。因此,本技术的推广实施,预计每年可代替200万吨的石油基产品,同时减少相应数量的白色污染。研究表明,每吨不可降解树脂约造成0.12平方千米的土地污染,因此本技术的环境效益显著。本技术所得棕榈油基树脂售价按与环氧树脂(3万元/吨)相当,复合材料按5万元/吨计算,每年树脂及复合材料预计总售额可达到130亿元,经济效益显著。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/15
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技术成熟度项目涉及的纤维毡针刺成型及设备可参照纺织行业相关技术进行升级改造,合成工业反应釜生产线则完全可采用现有石油基化学品生产技术,复合材料真空辅助传递模塑成型则采用现有玻璃纤维复合材料制备生产线。因此,项目所涉及的工艺路线及设备条件成熟,系统集成完善度高。
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技术适用性与使用条件技术具体领域为生物基树脂及复合材料,该技术不受到极端天气和环境的使用限制,所得到的复合材料在腐蚀性极强的环境或超过200℃的高温环境保持稳定。马来西亚和印度尼西亚是棕榈油的主产国,85%以上源自于这两个国家;90%以上的红麻纤维也主要分布在亚洲国家。因此,技术原料来源集中、收集难度较低,适合于大规模工业化生产。技术主要下游产品为生物基树脂及复合材料,树脂产品适用于涂料、胶黏剂、复合材料基体等领域的使用,而复合材料可用于汽车、航空航天等内衬构件设计等高附加值领域。近年来全球贸易发展迅速,产品销售完全可不受地域限制。综上,此技术与上下游技术链条的匹配关系几乎不存在限制条件。
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技术稳定性生物质原料稳定性受地域与环境影响较大,但本技术涉及的棕榈油和红麻纤维产地集中,性能可保持一定的稳定性;同时,技术提出的生物质树脂合成方法是利用植物油结构的共性特点展开,不受棕榈油脂肪酸成分所影响;复合材料制备方法技术成熟、技术参数稳定,不受环境影响。
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技术安全性技术过程不涉及易燃易爆高毒性有机溶剂,产品可回收利用,回收途径绿色环保,不存在二次污染及相关安全隐患等;棕榈油和红麻纤维资源集中,同时红麻纤维可实现人工大规模培育种植,因此原料集中,不受上游资源限制;随着经济的快速发展,人们环保意识逐渐增强,对生物基产品的需求和认可度也在不断提高,因此产品市场前景广阔。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让该技术主要源于福建农林大学生物质工程复合材料研究团队,为团队核心成员国家自然科学基金及省部级相关基金研究成果产生。目前已以福建农林大学为第一单位申报发明专利3项,因此所有成果均归本单位所有,具体如下: [1]刘文地, 邱仁辉, 吴宇超, 陈婷婷, 吴淑一, 付腾飞, 於德美. 一种高性能生物基树脂及其制备方法和应用, 202010408075.9(实质审查) [2]刘文地, 邱仁辉, 吴宇超, 陈婷婷, 於德美, 付腾飞, 吴淑一. 一种聚环氧棕榈油/聚乳酸共混树脂的制备方法, 202010405149.3(实质审查) [3]刘文地, 邱仁辉, 吴宇超, 陈婷婷, 於德美, 吴淑一, 付腾飞. 基于天然多酚交联棕榈油基树脂的竹原纤维增强复合材料及其制备方法, 202010405098.4(实质审查)