一、課題來源與背景
項(xiàng)目源于鐵路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施長效防護(hù)技術(shù)升級帶來的材料與裝備創(chuàng)新需求,由浙江寶晟鐵路新材料科技有限公司自主立項(xiàng)研發(fā),聚焦鐵路、軌道交通等場景對鋼結(jié)構(gòu)防腐與輪軌潤滑減磨的高性能訴求,結(jié)合企業(yè)在仿生材料、納米技術(shù)及智能裝備領(lǐng)域的技術(shù)積累開展專項(xiàng)研發(fā)工作。
本項(xiàng)目“仿荷藕式納米自分層梯度防腐技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”,核心源于鐵路領(lǐng)域鋼結(jié)構(gòu)的迫切防腐蝕需求——鐵路鋼軌、扣件、橋梁雨棚等關(guān)鍵鋼結(jié)構(gòu)長期暴露在戶外復(fù)雜環(huán)境中,易受風(fēng)雨、酸堿、紫外線等因素侵蝕,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損耗、使用壽命縮短,進(jìn)而影響交通運(yùn)行安全與運(yùn)維成本控制?;诖?,我司立足自身定位,自主立項(xiàng)開展專項(xiàng)研發(fā)工作,致力于破解鐵路鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕行業(yè)痛點(diǎn)。
二、技術(shù)原理
1. 低表面處理適配原理
材料底層采用高活性改性硅橡膠體系,分子量大、表面能高,且含有特殊滲透組分,可在鋼結(jié)構(gòu)表面僅去除浮銹(無需徹底除銹、鈍化)的條件下,快速滲透至基材表面的微孔、裂紋及銹蝕層縫隙中,與銹蝕層、基材形成牢固的化學(xué)結(jié)合與機(jī)械錨固,同時(shí)隔絕空氣、水分等腐蝕介質(zhì),實(shí)現(xiàn)帶銹涂覆的長效防腐效果,徹底簡化表面處理流程。
2. 仿荷藕結(jié)構(gòu)仿生原理
借鑒荷藕“多孔支撐-梯度結(jié)構(gòu)”的生物特性,設(shè)計(jì)“底層滲透錨固-中層韌性過渡-面層致密防護(hù)”的梯度功能結(jié)構(gòu),底層模擬荷藕根系的滲透作用,強(qiáng)化低表面處理?xiàng)l件下的附著穩(wěn)定性;中層模擬荷藕莖稈的韌性結(jié)構(gòu),緩解應(yīng)力沖擊;面層模擬荷葉疏水表面,形成致密防護(hù)膜,實(shí)現(xiàn)“低處理附著-緩沖-防護(hù)”三重功能協(xié)同。
3. 納米復(fù)合增強(qiáng)原理
通過對氣相法白碳黑進(jìn)行表面改性,使其與改性硅橡膠基體發(fā)生化學(xué)鍵合,形成納米復(fù)合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),既利用納米粒子的高比表面積提升材料力學(xué)性能與附著力,彌補(bǔ)低表面處理可能導(dǎo)致的結(jié)合力不足問題,又通過均勻分散減少光散射與腐蝕介質(zhì)滲透通道,實(shí)現(xiàn)力學(xué)增強(qiáng)與防腐性能的協(xié)同提升。
4. 自分層梯度功能原理
利用底層改性硅橡膠與面層氟硅改性丙烯酸樹脂的表面能差異與相容性設(shè)計(jì),涂覆后通過組分遷移實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分層,無需多道工序即可形成“滲透錨固+致密防護(hù)”的雙重功能層,進(jìn)一步簡化施工流程,提升施工效率。
5. 動(dòng)態(tài)適配防護(hù)原理
底層柔性改性硅橡膠可適應(yīng)-40℃~70℃溫度范圍的熱脹冷縮,通過彈性形變緩解鋼結(jié)構(gòu)振動(dòng)與溫度應(yīng)力;面層氟硅樹脂具備優(yōu)異的抗紫外、耐化學(xué)介質(zhì)性能,可抵御不同環(huán)境下的腐蝕因素,實(shí)現(xiàn)寬溫域、多場景的動(dòng)態(tài)適配防護(hù),保障低表面處理?xiàng)l件下的長效穩(wěn)定性。
三、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性
創(chuàng)造性:
1.創(chuàng)新低表面處理適配體系,突破傳統(tǒng)防腐材料施工瓶頸。
2.創(chuàng)新“低表面處理+梯度結(jié)構(gòu)”協(xié)同設(shè)計(jì),保障長效防護(hù)性能。
3.創(chuàng)新納米復(fù)合增強(qiáng)技術(shù),彌補(bǔ)低表面處理性能短板。
4.創(chuàng)新高效施工一體化方案,實(shí)現(xiàn)全流程降本增效。
5.創(chuàng)新多場景低處理適配技術(shù),拓寬應(yīng)用邊界。
先進(jìn)性:
本項(xiàng)目產(chǎn)品在低表面處理適配性上形成絕對優(yōu)勢,無需復(fù)雜預(yù)處理,即可實(shí)現(xiàn)與國外產(chǎn)品在徹底除銹后相當(dāng)?shù)母街εc防護(hù)性能,施工效率提升5倍,單公里施工成本降低60%,且供貨周期短(15-30天),較國外產(chǎn)品60-90天供貨周期更具市場競爭力;
四、技術(shù)的成熟程度,適用范圍和安全性
1、成熟程度
四大核心技術(shù)難點(diǎn)均實(shí)現(xiàn)完全突破,低表面處理底層材料配方、納米粒子改性、梯度結(jié)構(gòu)合成、專用涂覆設(shè)備適配等核心工藝參數(shù)均完成固化,本項(xiàng)目目前已達(dá)到中試完成階段,核心技術(shù)成熟、工藝參數(shù)穩(wěn)定、低表面處理優(yōu)勢突出、質(zhì)量管控完善,下一步將推進(jìn)產(chǎn)線建設(shè)與市場化應(yīng)用。
2、適用范圍
核心應(yīng)用領(lǐng)域:鐵路基礎(chǔ)設(shè)施防腐(低表面處理適配優(yōu)勢凸顯),
拓展應(yīng)用領(lǐng)域:海洋工程、民用建筑、工業(yè)設(shè)備。
2、安全性
項(xiàng)目嚴(yán)格篩選綠色環(huán)保原材料,優(yōu)先選用低揮發(fā)、無有害殘留的改性劑(如六甲基二硅氮烷)、溶劑及助劑,全面杜絕鉛、汞、鎘、鉻等重金屬物質(zhì)的使用,從源頭降低生產(chǎn)過程中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
五、應(yīng)用情況及存在的問題
客戶合作:與國鐵集團(tuán)其中的四個(gè)路局建立長期戰(zhàn)略合作關(guān)系。
市場業(yè)績:2023-2025年銷售收入增長率80%,2025年銷售收入4300萬元,市場占有率逐步提升。
推廣拓展:已與國鐵集團(tuán)十三個(gè)路局應(yīng)用和試驗(yàn),并在地鐵、地方鐵路開始推廣使用。
存在的問題
國際市場拓展不足,目前銷售仍以國內(nèi)市場為主,海外渠道布局與品牌影響力有待提升。
技術(shù)迭代速度需進(jìn)一步加快,以應(yīng)對不同腐蝕條件的防腐要求。
1.黃樟燦 2.胡萍 3.黃樟華 4.許麗華 5.黃坤 6.徐鳳生 7.蔣海波 8.史昺哲 9.黃小霞 10.許越
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評價(jià)單位: |
中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì) |
報(bào)告編號: |
中電節(jié)評字[2026]第CG037號 |
評價(jià)日期: |
2026-03-16 |
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組織單位: |
中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì) |
項(xiàng)目負(fù)責(zé): |
黃坤 |
成果管理: |
17757581509 |
1.提供的資料基本齊全,符合評價(jià)要求。
2.該科技成果的關(guān)鍵技術(shù)及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
(1)首創(chuàng)高活性改性硅橡膠底層配方,建立低表面處理適配體系,通過特殊滲透組分與高表面能設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)僅去除浮銹或st1級表面處理即可涂覆,突破傳統(tǒng)防腐材料瓶頸。
(2)設(shè)計(jì)了仿荷藕梯度結(jié)構(gòu),通過底層滲透錨固強(qiáng)化、中層緩解應(yīng)力沖擊、面層形成致密防護(hù)膜,保障在低表面處理?xiàng)l件下的長效防護(hù)性能。
(3)研發(fā)了納米粒子表面改性與基體化學(xué)鍵合技術(shù),通過提升防腐材料力學(xué)性能,解決了結(jié)合力不足、易開裂脫落等問題,保障在鋼結(jié)構(gòu)振動(dòng)、溫濕度變化大的環(huán)境下防腐材料穩(wěn)定性。
(4)開發(fā)了防腐涂料智能化噴涂裝置,通過紅外線自動(dòng)識別,可對鐵路鋼軌軌底上下表面及軌底角等進(jìn)行噴涂保護(hù)。
3.該產(chǎn)品提質(zhì)增效顯著,為用戶提供了科學(xué)先進(jìn)的防腐解決方案,有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,應(yīng)用前景廣闊。
4.該項(xiàng)目技術(shù)已獲得國家發(fā)明專利,具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
5.評價(jià)委員會(huì)認(rèn)為該項(xiàng)目技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平,一致同意通過科技成果評價(jià),予以科技成果登記。
| 姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業(yè) |
| 黃利斌 |
工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司 |
正高 | |
| 許國祿 |
工信部經(jīng)濟(jì)運(yùn)行局 |
正高 | |
| 李占保 |
國鐵集團(tuán)調(diào)度中心 |
正高 | |
| 羅俊章 |
工信部中小企業(yè)發(fā)展促進(jìn)中心 |
正高 | |
| 何祚云 |
中國石化長城能源化工有限公司 |
正高 | |
| 王 勇 |
冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院 |
副高 | |
| 李云婷 |
工信部五所認(rèn)證中心 |
副高 | |