讓新材料走入你我生活
在深圳中凝科技有限公司展廳,工作人員用高溫火槍灼燒一塊厚度不到1厘米的“毛氈”,沒有任何損壞,用手觸摸其背面也感受不到熱度。
“這是公司自主研發的氣凝膠絕熱氈,具有超低導熱系數,厚度比同類產品薄75%,能在650攝氏度的溫度下提供很好的保溫效果。”中凝科技董事長兼總經理王天賦介紹說。
以技術創新為發展主戰略,中凝科技致力于氣凝膠材料生產制備技術研發及應用推廣,不斷做大做強氣凝膠產業鏈關鍵環節,以品牌、技術和規模優勢引領行業發展,被認定為國家高新技術企業、國家專精特新“小巨人”企業。
瞄準新賽道
氣凝膠是通過溶膠凝膠法用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級多孔固態材料,面世后歷經3次迭代,皆因生產成本居高不下,難以推向商用市場。中凝科技為什么要選擇這個幾乎沒有經驗可以借鑒、實現應用難度較高的領域呢?
“氣凝膠是一種性能比較全面的新型材料,我們看好這個領域的前景。”王天賦說,“氣凝膠具有隔熱保溫、隔音降噪、高效吸附、耐腐蝕、防火等特性。基于這些特性,其產品可應用于航空航天、工業、建筑、紡織、儲能等多個領域,市場應用廣泛。”
站在新賽道上,企業只有盡快實現突破,才能在市場上占得先機。“持續的研發投入是第一要務。我們每年研發投入占營業收入10%以上。”王天賦說,基于行業兩大技術路徑,中凝科技組建了常壓干燥技術團隊和超臨界技術團隊。同時,瞄準產業化目標,組建了產品開發團隊。
針對氣凝膠生產成本高導致難以走向市場的行業難題,中凝科技通過開展技術創新,攻克了氣凝膠常壓干燥技術和乙醇超臨界制備技術,從而具備了大規模、可持續、低成本量產的能力。“只有產能提升,具備供貨能力,才能有效降低市場門檻。”王天賦說,如今,中凝科技實現年產能2.5萬立方米氣凝膠氈、1100噸氣凝膠粉體、2.5萬噸氣凝膠涂料和10萬立方米氣凝膠復合不燃保溫板,綜合產能在亞洲處于領先地位。
隨著產能持續提升,中凝科技業務逐步涵蓋了工業、建筑、新能源、紡織服裝、原材料五大領域,與中國石化、中國鋁業、中國建筑、中儲糧、國家能源集團、寧德時代等公司建立了長期合作關系。
突破新工藝
“氣凝膠產業得技術者得‘天下’,研發創新是立身之本。”王天賦說,新材料產業的全球競跑必須依靠企業自身的基礎和應用研發綜合實力。
材料制備工藝是氣凝膠實現產業化的核心技術。“氣凝膠制備技術根據其干燥方法不同,有超臨界干燥制備方法和常壓干燥制備方法兩條技術路線。”王天賦說,經過前期市場調研,基于工藝先進程度、原材料國產化利用率、設備投入成本以及技術侵權風險等綜合因素考量,公司最終選定了常壓干燥這一技術路線。
技術突破,并非易事。如何做到利用配方設計、工藝流程設計、設備匹配設計讓低成本制備成為現實,沒有任何經驗可以參考。“常壓干燥制備過程中,會涉及酸堿兩個主要流程,對設備和輔料的要求都很高,并且還涉及一些易燃易爆、有腐蝕性的物質,如何保障技術的安全性很重要。”中凝科技研發技術總監彭戰軍說,“公司成立了科研小組進行技術攻關,通過不斷試驗、驗證,歷時2年,終于實現工藝匹配,并建立了第一條氣凝膠生產線。”
中凝科技自主研發的氣凝膠氈正式投產后,應用無氯、無醇常壓干燥隧道式反應爐量產技術,實現氣凝膠氈連續化生產,生產效率大幅提高。“制備過程中無任何含氯原料,減少了設備腐蝕。同時,采用無醇洗交換工藝,無甲醇、乙醇精餾,減少了危化品庫存,降低了安全風險。”彭戰軍說。
在研發團隊努力下,中凝科技進一步攻克了氣凝膠易掉粉、易碎等普遍性難題,獲得豐富的產品結構和應用經驗,實現氣凝膠連續化、規模化生產。目前,公司擁有80多項國內外技術專利,形成完備的自主知識產權體系,被認定為廣東省氣凝膠工程技術研究中心。
產品種類越來越多,中凝科技的發展模式也在探索中不斷創新。公司開發了絕熱節能云數據平臺線,通過應用大數據、物聯網等新技術,實時動態呈現節能環保經濟效益,實現了熱能傳輸領域的信息化和智能化,推動公司從單一銷售材料向節能服務商轉變。
拓展新應用
隨著技術不斷進步,中凝科技成功推出氣凝膠涂料、氣凝膠板材、氣凝膠超薄材料、氣凝膠紡織品等產品,并在湖北仙桃市、山西陽泉市建立大型生產基地。“實驗室里攻克技術難題,只是從0到1,我們加緊從1做到100,把產品應用到工業、建筑、新能源汽車、紡織品等更多更豐富的場景中。”王天賦說。
在工業領域,氣凝膠是作為“隱形者”身份出現的。王天賦介紹,在工業、熱力設備和管道上,氣凝膠作為新型保溫材料,被包裹在鋁皮和外保護層之下;在建筑產品內保溫板中,氣凝膠以絕熱涂料的形式為住戶帶來安全和舒適;在新能源領域,氣凝膠可用作動力電池電芯隔熱片,為用戶的安全保駕護航。
“我們要把氣凝膠變成看得見、摸得著,與百姓生活息息相關的產品。”王天賦說,“制備流程不斷優化、工藝適應性增強、成本大幅降低,為氣凝膠產品從工業市場走向更為廣闊的民用市場開辟了道路。”
氣凝膠低碳核酸采樣艙便是中凝科技氣凝膠創新應用的一個案例。“相較常規采樣艙,采用氣凝膠新型材料可實現高效節能,并具有A級防火、可循環使用等特點。”中凝科技氣凝膠全品類市場部總經理孫陽介紹,目前,氣凝膠低碳核酸采樣艙已在湖北、廣東、山西等地投入使用。
推動氣凝膠在紡織行業應用,是中凝科技拓展民用市場的重要領域。孫陽說,采用氣凝膠短絲纖維、氣凝膠紗線制成的服裝彌補了傳統保暖服飾在重量、柔韌性、耐久性等方面的不足。通過特殊紡絲工藝,將氣凝膠短纖填充于羽絨服、沖鋒衣、被子、枕頭等用品中,達到較好的保溫效果。目前,公司研發的氣凝膠夾層、功能性聚酯纖維、紡織品涂層等產品已應用于波司登、探路者等品牌。
“今年,我們加強氣凝膠下游終端產品開發,著手在華東、華北等全國五大核心區域,布局建設新興建材的民用產品生產工廠,以實現更高效的物流周轉能力。”中凝科技渠道發展部總經理朱富強說,公司正在加速全國布局和多行業拓展,帶動相關新材料產業鏈發展。
“發展成為氣凝膠綜合服務商,為各領域工業級產品、終端產品提供更多服務。”中凝科技在為實現這個愿景而努力。 記者 楊陽騰
(責任編輯:支艷蓉)