川企大调研·“宝藏”企业成长记⑩丨填补国内特种工程塑料空白,这家川企如何以“塑”代“钢”?

2024-12-19 07:55:50来源:四川在线编辑:杜馥利

四川在线记者 阚莹莹 李强 文/图

“等会儿还要去高铁站接几位西安的客户。”12月13日一早,刚踏进成都天顺保利新材料有限责任公司(以下简称天顺保利)的大门,公司总经理郑文全就向记者透露了当天的重要行程。前一天,郑文全从外地赶回成都,就是为了当天的接待。

这家在去年3月刚投产的公司,“不放过任何一位客户”是当下的“头号工程”。郑文全说,几百公斤我们也卖。

不过,记者了解到,这个可以论公斤卖的新型特种工程塑料价值可不菲,一吨售价大致在30万元左右。

这不禁让人好奇,这家由大连理工大学教授、中国工程院院士蹇锡高团队作技术支撑,产品进入工业和信息化部重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)的公司,是什么来头?


一项成果,打破国外垄断

天顺保利的第一批产品诞生于2023年,而产品背后的技术,一直要追溯到20年前的2003年。

二十年前,从加拿大留学归国的蹇锡高带领团队以“含二氮杂萘酮联苯结构新型聚芳醚砜酮(PPESK)及其制备法”获得国家技术发明奖二等奖。

聚醚砜酮是一种特种工程塑料,所谓特种,指的是这种塑料可以在150℃以上环境中长期使用。因为机械强度高,容易加工,因此可制作成各种应用在高温等特殊环境中的机械零部件。如汽车齿轮、飞机发动机零部件,甚至是自动洗衣机转轮、医疗器械零部件。


天顺保利生产区。

彼时,在特种工程塑料领域,另一种特种工程塑料产品聚醚醚酮(PEEK)正风头无两。尤其是在欧美等国家和地区,汽车等运输机械领域、半导体制造设备领域开始推广应用。由于特种工程塑料技术和材料被国外垄断,在国内这一领域仍处于空白。

尽管聚醚醚酮生产技术在国外已经足够成熟,但在留学期间,蹇锡高已经接触到这项技术的升级理念。

由于聚醚醚酮等传统特种工程塑料的耐热性和溶解性呈现反向变化关系,耐热温度越高,溶解性越差,甚至不溶解,这导致了传统工程塑料的应用领域受限。蹇锡高的导师提出,如果能解决兼具耐高温和溶解性强的技术难题,那么用这种技术生产的特种工程塑料将有更广的应用领域。

“兼具耐热性和溶解性的特种工程塑料,它的状态不再受限。不仅可以制作成成型的机械零部件,还可以溶解在液体里,像水一样附着在机械上。”郑文全解释。“就像孙猴子一样‘七十二变’。”

回国后,蹇锡高带领团队从分子结构设计出发,引入二氮杂萘酮联苯结构,并通过工艺技术攻关,成功研制出耐高温可溶解的特种工程塑料,以“弯道超车”的方式打破了西方国家的长期垄断。

同一时间,中国特种工程塑料市场规模不断扩大。有数据显示,2023年国内市场规模已增长至约140亿元,复合年增长率超过18%。尽管如此,但自给率仍然较低。数据显示,2021年中国特种工程塑料整体自给率仅为36%。

这片广阔的蓝海正等着胆识过人者搏击冲锋。


产品展示。

一次“聊天”,成就跨越千里的“牵手”

位于彭州市的成都新材料产业功能区,与天顺保利一墙之隔,大连理工大学成都研究院坐落于此。成立于2018年的研究院,是大连理工大学与彭州市政府、成都石油化学工业园区共建的新型研发机构,致力于解决高校科研成果到企业规模化生产“最后一公里”。

天顺保利的诞生,正是源于研究院副院长向东回学校收集成果转化意向,与蹇锡高的一次偶然的“聊天”。“市场有潜力,蹇院士有成果,我们有平台,地方政府肯支持,可以说是一拍即合。”大连理工大学成都研究院综合办公室主任魏巍说。

但这张谈判“四方桌”上,三方已到,还缺一个关键角色——将成果转化为产品的生产企业。

远在千里之外的四川,老牌化工原料及产品生产企业泸天化(集团)有限责任公司被邀请“上桌”。2019年12月26日,泸天化集团代表飞到大连,当天便签订了合作框架协议。2020年11月,天顺保利开工建设。

2023年2月2日,天顺保利迎来第一次投料试车。这一次试车如果成功,将是全国乃至全球第一炉聚醚砜酮,整个公司既期待又紧张。


工作人员正在指挥生产。

一个多月后的3月5日,第一批产品出炉,大家的心还没有放下,还要等待产品检验结果。两天后,检验结果被送到郑文全手中。

“分子量分布指数太高,产品稳定性不够。环丁砜等杂质含量太高,产品纯度不行。流动性差,下游生产型材、注塑、模压的客户根本用不了。”郑文全说,“这个结果其实也在意料之内,毕竟是国际首创,没有经验可循。”

只有接着改进工艺,公司技术团队开始一个个问题攻关。为了降低分子量分布,技术团队开发了新的溶剂体系,使得分子量和分子量分布这两个重要参数更易于控制,分子量分布参数从原来的2.0降低到1.3以下,大大提高了产品稳定性。

同时,技术团队优化了纯化方式,使环丁砜等杂质含量从原来的1.5%降低到0.1%—0.3%。此外,通过调整产品分子结构、分子量和其他高分子材料共混等方式,解决了产品流动性差不能挤出、注塑的问题。

一场“合谋”,产品市场逐步扩大

按照设计,聚醚砜酮的应用场景十分广泛。既可在航空航天、电子、生物医用材料等这样的高精尖领域应用,也可在家用电器如不粘锅等生活场景下使用,可谓“上得厅堂下得厨房”。

然而,就是这样一个“六边形战士”,却险些在打通市场这一关“卡住了”。

“就目前来看,全球的特种工程塑料还是以聚醚醚酮为主,在国外市场占有率能达到50%,国内也有25%。毕竟聚醚醚酮已经诞生20多年,而聚醚砜酮只能算是‘小婴儿’。”郑文全说。


天顺保利产品制成的耐高温纤维。

对于这样一个刚诞生不久的产品,下游企业并不清楚优势在哪里。生产企业也拿不到使用反馈,更谈不上改进产品。

这就意味着,天顺保利的产品市场化,就是与客户的一场“合谋”。“现在,我们卖给客户的大多是试验产品。几百公斤我们能卖,几公斤的我们也卖,相当于半卖半送。”郑文全说。公司要做的就是让客户拿着产品先搞生产试验。等试验成功了,再批量购买。“就这样一点一点地,把市场走出来。”

如今,天顺保利最成熟的一批客户来自耐高温重防腐涂料生产领域。而航空航天预浸料、功能性膜材料、氢瓶等下游高端制造业正在布局中。

尤其是在航空航天领域,利用新型工程塑料可溶解性和碳纤维复合制作预浸带,热压成型制成板材,可以实现层间剪切强度大于100MPa,板材弯曲强度达2145MPa,填补了国内空白。现在,天顺保利与成飞、商飞等已有合作意向。

“以后,我介绍产品的时候可以用‘上天入地’来形容了。”12月18日,郑文全向记者发来信息,西安的客户已经和公司确定了合作意向,2025年将逐步实现在地下深井抽油管涂层、家电薄板涂层、不粘锅涂层等领域的应用。

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