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紡織之光|紡織科技進步一等獎：新一代PU涂層技術引領新能源車用革綠色轉型
11月12日，中國紡織工業聯合會科學技術獎勵大會在北京人民大會堂舉行，表彰2024年度中國紡織工業聯合會科學技術獎。由現代紡織技術創新中心副主任、浙江理工大學紡織科學與工程學院（國際絲綢學院）戚棟明教授作為項目第一完成人研發的“車用超纖革反應性聚氨酯涂層加工新技術及產業化”項目，榮獲科技進步獎一等獎。
新能源車用革以超細纖維基布為底，通過聚氨酯基（PU）功能涂層賦予阻燃、抗菌、防霉、耐日曬、易去污等特性，并需長期保持高物性、輕量化與舒適感，是涂層加工中最具挑戰性的細分技術賽道之一。該項目由浙江理工大學、浙江省現代紡織技術創新中心副主任戚棟明教授團隊和浙江禾欣控股有限公司團隊共同完成。項目針對傳統車用革生產加工過程及制品普遍存在高能耗、高污染、溶劑殘留等問題，歷時5年從原理機制、工藝技術和生產裝備三大層面聯合攻關，掌握了新一代PU涂層加工新技術。項目總體技術達到國際先進水平，其中PU預聚物管式混合反應器和高速共混高精度噴射涂層技術達到國際領先水平。經產學研深度融合、協同創新，浙江禾欣控股有限公司以此確立了三大綠色制造方向，即反應性PU樹脂綠色低碳合成、超細纖維綠色低碳紡絲和超纖合成革綠色低碳制備，為新能源車內飾輸出了多款高物性、輕量化的高端產品。
剖析反應機理，指導技術路線
針對傳統PU涂層加工技術高能耗、高污染的問題，團隊走訪調研、扎根企業，創新提出“反應性PU”這一概念。而在無介質條件下，如何有效調節體系粘度以控制反應速率，是掌握反應性PU涂層制備技術的關鍵。團隊通過動態追蹤反應性PU涂層的結構演化歷程，提出了反應性PU涂層聚合/成型同步的“鏈擴展-凝膠化-相分離”三階段理論，填補了反應性PU反應機理的空白，掌握了預聚物粘度和反應速率控制方法，實現了無介質下聚合/成型同步短流程生產的全新技術路線。
研發新工藝，階段調控過程
反應性PU由于具有聚合/成型同步的特點，因此在工藝上存在低反應可控性的問題，導致最終產品的物性較差。團隊面向無介質高車速聚合/成型同步下的時溫同域受限性，提出聚合/成型速率調控和物性提升新工藝：開發了調控預聚物聚合度的管式混合預聚技術及反應器；提出了交聯體系替代策略，優化物理交聯點數量和分布，提升PU物性；研發了雙軸拉伸促熟工藝，利用PU涂層尚處于固化成型階段的特點，借助雙向拉伸，優化微相結構分布。浙江禾欣控股有限公司借此開發了系列高品質產品，實現了功能設計和環保理念的完美平衡。
開發成套設備，提升產業水平
團隊面向反應性PU聚合/成型同步特點和實際高車速生產特性，基于分階段調控新工藝，創制了成套生產新設備：研制了與“鏈擴展”管式混合預聚技術相匹配的“促擴鏈-抑凝膠”型共混噴射系統，解決了因PU自聚發熱導致的凝膠化提前問題；開發了與“凝膠化”可逆交聯相適應的折返式梯度溫控“熟化”系統；研發了與“相分離”階段相適配的張力和速度精準同步協調的閉環控制生產系統，提高整體均勻性。
項目已獲授權發明專利14件（含美國專利1件）、實用新型專利6件（含日本專利1件），制定國家標準1項、行業標準2項、團體標準5項，形成反應性PU超纖革涂層加工的知識產權和標準體系。戚棟明教授團隊聯合浙江禾欣控股有限公司團隊共建成車用超纖革反應性PU生產示范線10條，形成2400萬米/年生產能力，開發了阻燃、自清潔等系列車用高端產品，打破了國際技術壟斷，近三年新增銷售12.9億元、利潤2億元。
產品經第三方檢測評估碳足跡，每合成和涂覆1公斤反應性PU涂層能耗和CO2排放較傳統溶劑型PU減少37%和45%，經濟、社會和環境效益顯著，有助于我國車用超纖革涂層加工技術由跟跑向全球領跑推進。
（來源：中國紡聯科技部）
責任編輯：第一時間
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