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新材料关键技术产业化实施方案

 金乌神 2018-01-23
2018-01-21
 国家发改委
 

为加快培育和发展新材料产业,提高技术水平和核心竞争力,夯实制造强国建设基础,根据《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》,制定本方案。

一、主要任务和预期目标

紧密围绕国民经济社会发展重大需求,按照自主创新、突破重点的思路,开展市场潜力大、附加价值高的重点新材料关键技术产业化,加快公共服务平台建设,提升新材料产业发展水平。

(一)先进金属及非金属材料

1. 钢铁材料。重点发展汽车用超高强钢板及零部件用钢,高铁关键零部件用钢,高性能硅钢,发动机用高温合金材料,海洋工程及高技术船舶用钢,核电关键装备用钢,大型压铸模用热作模具钢,极地环境用钢,大型水电用高级别压力钢管及蜗壳用钢,高炉渣提钛产钛白粉等产品。

2. 有色金属材料。重点发展航空用轻合金材料,高端稀土功能材料,电子信息用关键材料,高端伺服电机用热压磁环及热压磁粉,核燃料贮存格架用铝基碳化硼中子吸收材料,新型稀有稀贵金属材料等产品。

3. 无机非金属材料。重点发展石墨烯,8.5代TFT-LCD及以上玻璃基板,显示面板用高强盖板玻璃,钢化真空玻璃,高性能氮化硅陶瓷材料,高性能石英玻璃等产品。

(二)先进有机材料

1. 高性能树脂。重点发展聚碳酸酯、特种聚酯等高性能工程塑料,高碳α烯烃、茂金属聚乙烯等高端聚烯烃,高性能氟硅树脂及关键单体等产品。

2. 特种橡胶及弹性体。重点发展溴化丁基橡胶、氢化丁腈橡胶、氟硅橡胶等高性能合成橡胶,聚烯烃类、氢化苯乙烯类、聚氨酯类等新型热塑性弹性体。

3. 功能性膜材料。重点发展海水淡化处理用膜,锂离子电池用软包装膜,偏光片及配套膜材料,微棱镜型光学膜,聚乙烯醇缩丁醛胶膜等产品。

4. 高端专用化学品。重点发展新一代锂离子电池用特种化学品、电子气体、光刻胶、高纯试剂等高端专用化学品。

(三)先进复合材料

1. 高性能纤维材料。重点发展高性能碳纤维,对位芳纶,超高分子量聚乙烯纤维,聚酰亚胺纤维,碳化硅纤维等产品。

2. 生物基化学纤维材料。重点发展新型溶剂法纤维素纤维,聚乳酸纤维,聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维,生物基聚酰胺纤维等产品。

3. 纸基新材料。重点发展航天航空、轨道交通、无人机制造等领域用纸基新材料。

4. 高端产业用纺织材料。重点发展土工建筑纺织材料,高端医卫非织造材料及制品,高性能安全防护纺织材料,高温过滤纺织材料等产品。

5. 高性能电池材料。重点发展高镍三元正极材料,磷酸铁锂正极材料,高安全高比能电池等产品。

6. 先进半导体材料。重点发展照明用第三代半导体材料,LED照明芯片等产品。

通过方案实施,推动我国相关材料关键技术进步,一批对国计民生有重要影响的新材料实现自主生产并填补国内空白。相关行业产品研发设计和试验检测设施更加完善,关键设备和系统自主化水平不断提高,大幅降低我国制造业成本。

二、组织形式

整合新材料产业优势资源,鼓励上下游企业和产学研联合攻关,集中力量重点突破核心技术的产业化应用。

(一)新材料产业化项目

主要依托基础设施条件好、产品开发能力强、生产管理水平高的骨干企业实施。支持相关企业、科研院所、高等院校等开展技术合作或组建联合体共同合作建设生产线。鼓励通过并购、合资合作等形式,引进先进技术。

(二)新材料公共服务平台

鼓励新材料生产骨干企业、下游重点用户、关键设备配套企业、科研院所、高等院校、检验认证机构,通过股权合资、技术合作等形式组建联合体,共同开展产品研发、设计制造、试验检测、应用示范、标准制定等业务。

三、保障措施

(一)拓宽产品市场应用

充分利用潜力巨大的国内市场,统筹用户需求和产品生产制造能力,加快启动一批技术基础较好、市场需求迫切的重大产品生产和示范应用项目。鼓励企业采用商业质量保险等方式拓展自主创新产品市场。

(二)加大资源整合力度

发挥骨干生产企业的牵头和引领作用,探索建立科学合理的知识产权共享和利益分配机制,大力推动研发、设计、建造、配套等资源整合,加快关键技术产业化进程。

(三)创新项目支持方式

充分利用现有渠道,加大资金投入力度,支持相关项目实施。创新资金使用方式,积极运用先进制造产业投资基金等资金,支持以联合体方式申报的项目。产业投资基金注资的具体方案由基金管理机构和项目单位协商确定。

(四)强化组织协调管理

国家发展改革委会同有关部门加强对方案实施的组织协调,委托有关机构对方案实施进行跟踪评估,及时协调解决实施过程中的问题,必要时调整支持方式、支持重点和主要技术参数要求。

(五)建立动态监管机制

各地发展改革委要对本地区的项目建设进行动态监管,积极协调解决项目建设中出现的问题,对因条件变化确实无法实施的项目及时提出调整意见。

重点新材料关键技术产业化项目指标要求

先进有机材料

高性能树脂

(一)工程塑料

1、聚碳酸酯:具有高透明性、耐冲击性和尺寸稳定性,2 mm薄板可见光透过率达90%,熔程220~240 ℃。光气法工艺的单套装置规模达到6万吨/年;非光气法工艺的单套装置规模达到10万吨/年。

2、聚苯硫醚:具有优良的热稳定性、化学稳定性及电性能等,重均分子量≥40000,结晶熔点≥280 ℃,玻璃化温度≥90 ℃。单套装置规模达到万吨级/年。

3、特种聚酯及关键单体:包括PCT(聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)及共聚物PETG(聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯)、PEN(聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯)、以及关键单体PDO(1,3-丙二醇)、CHDM(1,4-环己烷二甲醇)、NDA(2,6-萘二甲酸)。 PCT长期使用温度达130 ℃,高强度,高韧性;PETG高度透明,抗冲击性能优异;PEN长期使用温度达160 ℃,拉伸强度>74MPa,气体阻隔性好。单套装置规模达到5千吨/年。

4、聚苯醚:具有较高的耐热性能和耐化学腐蚀性,吸水率低,热变形温度高(190 ℃),长期使用温度范围-127 ℃至121 ℃。单套装置规模达到万吨级/年。

5、芳族酮聚合物:包括聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮。聚醚醚酮是主要品种,半结晶性高聚物,玻璃化转变温度>143 ℃,熔点>334 ℃。单套装置规模达到千吨级/年。

6、聚芳醚醚腈:耐高温并兼具高力学性能,负载热变型温度达260 ℃,可在230 ℃下长期承载压力使用,且具有高强度、高模量以及优良的尺寸稳定性。单套装置规模达到千吨级/年。

7、聚苯并咪唑:聚合反应温度<160 ℃,分子量>40000,密度1~1.5g/cm3,玻璃化温度>400 ℃,热分解温度>600 ℃。单套装置规模达到百吨级/年。

8、含杂萘联苯结构系列特种工程塑料:包括聚芳酰胺、聚芳醚等,耐热温度250~370 ℃,拉伸强度90~120 MPa,氧指数32~45,可溶解于非质子极性溶剂。单套装置规模达到百吨级/年。

9、热致液晶聚合物:介于固体结晶和液体之间的中间状态聚合物,拉伸强度>150 MPa,弯曲强度>205 MPa,缺口冲击强度>12 kJ/m2,热变形温度>280 ℃。单套装置规模达到百吨级/年。

10、己二腈:单套装置规模达到5万吨/年。

11、甲基丙烯酸甲酯:异丁烯工艺路线。单套装置规模达到5万吨/年。

(二)高端聚烯烃

1、高碳α烯烃:采用齐聚生产工艺,可生产碳八及以上的高碳α烯烃,单套装置规模达到5万吨/年以上。

2、茂金属聚乙烯:依托现有或新建装置开发万吨级/年以上茂金属聚乙烯生产线。

3、乙烯和α烯烃共聚(POE)弹性体:由乙烯和α烯烃(主要是辛烯-1)通过茂金属催化剂与溶液法聚烯烃生产工艺相结合的工艺合成。单套装置规模达到万吨级/年。

4、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH树脂):单套装置规模达到万吨级/年。

(三)高性能氟硅树脂

1、高性能氟树脂及单体:特种聚四氟乙烯可熔融加工,聚偏氟乙烯达到拉膜级,乙烯-四氟乙烯共聚物高透明、高抗污、易清洁、高强度、耐腐蚀,三氟氯乙烯共聚物可常温固化。单套装置规模达到千吨级/年。

2、高性能硅树脂及单体:硅树脂耐高温和高绝缘性,介电强度>30 KV/mm,可在180 ℃以上温度条件下长期使用。重点发展苯基硅树脂、有机硅共聚改性环氧树脂、乙烯基硅油、苯基有机硅单体、乙烯基有机硅单体等。单套装置规模达到千吨级/年。

(四)其他

1、食品包装用聚氨酯胶粘剂:可耐120~135 ℃高温蒸煮或无溶剂型。单套装置规模达到5千吨/年。

2、增强阻燃绝热聚氨酯泡沫材料:水蒸汽透过率2.8 g/m2/h;导热系数(-163 ℃)≤0.019 W/(m·k);氧指数(%)≥24;垂直燃烧(20s内焰尖高度mm≤110~120(点燃自熄)。单套装置规模达到千吨级/年。

3、特种(脂肪族/脂环族)异氰酸酯:主要包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HMDI)等脂肪族/脂环族异氰酸酯,具有优良的机械性能、突出的化学稳定性和优秀的耐光耐候性。单套装置规模达到万吨级/年。

4、新型可降解塑料:包括二氧化碳基、PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PBAT(聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯)和PBSA(聚丁二酸/己二酸丁二醇酯)、聚羟基烷酸酯类(PHA)、聚己内酯(PCL)等可生物降解塑料,同时具有较高的强度、耐久性、耐温性等。单套装置规模达到万吨级/年。

5、3D打印高分子材料:对高分子材料进行改性,使其具有良好的加工性,优良的尺寸精度,耐高温,流动性好,低成本,适宜工业化3D打印技术。单套装置规模达到千吨级/年。

6、高吸水性树脂:粒度分布:<150 μm≤5%,<106 μm≤1%;吸收速度≤55 s,吸收量≥50 g/g,保液量≥30 g/g。新建单套装置规模达到3万吨/年或现有装置升级改造。

特种橡胶及弹性体

(一)高性能合成橡胶

1、溴化丁基橡胶:溴质量分数1.5~2.5%。单套装置规模达到3万吨/年。

2、氢化丁腈橡胶:耐低温可达-50 ℃,高温常规使用温度为150 ℃。单套装置规模达到千吨级/年。

3、氟橡胶:可在200 ℃之下长期使用,250 ℃之下短期使用,脆点在-20~-40 ℃之间,具有极好的耐油、耐化学介质性能,适用于汽车靠近发动机部位的耐高温、耐油橡胶件。单套装置规模达到5千吨/年。

4、特种硅橡胶:液体硅橡胶、苯基硅橡胶等特种硅橡胶,具有特别优异的耐高低温性能、耐压回弹性和人体惰性,在-150~250 ℃的极宽温度区间可长期使用。单套装置规模达到万吨级/年。

5、异戊橡胶及单体:顺式异戊橡胶顺位含量≥98%,可替代天然橡胶,单套装置规模达到3万吨/年;反式异戊橡胶产业化,单套装置规模达到3万吨/年。杜仲胶达到百吨级/年,要实现综合利用。

6、丙烯酸酯橡胶:汽车配件用丙烯酸酯橡胶,耐油性类似于丁腈橡胶,耐高温性能优于氢化丁腈橡胶,使用温度为-20~80 ℃。单套装置规模达到5千吨/年。

(二)新型热塑性弹性体

1、氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯热塑性弹性体(SEPS):使用温度可达-65~120 ℃,短时可达150 ℃。单套装置规模达到万吨级/年。

2、丁基橡胶/尼龙热塑性弹性体:60~80%的丁基橡胶与20~40%的尼龙在高剪切力下熔融共混,气密性优于卤化丁基橡胶,气体渗透系数(60℃,N2)(10~17m2·S-1·Pa-1) ≤0.3。单套装置规模达到万吨级/年。

3、聚烯烃热塑性弹性体:可在-60~135 ℃温度范围内使用,硬度范围在25A~65D之间,具有较好的耐候性,优异的抗老化、耐臭氧和耐紫外线性能。单套装置规模达到万吨级/年。

4、聚酯型热塑性弹性体:具有良好的耐高低温性能,使用温度范围-51~163 ℃,气密性和油密性好,耐磨耗、耐冲击和抗蠕变性能好。单套装置规模达到万吨级/年。

5、有机硅改性聚氨酯热塑性弹性体:通过有机硅改性增强聚氨酯弹性体的回弹性,减少永久形变,拉伸强度比未改性的提高30%,伸长率提高50%。单套装置规模达到万吨级/年。

(三)功能性膜材料

1、偏光片及配套膜材料:TFT-LCD用偏光片和配套醋酸纤维素膜、聚乙烯醇膜等。偏振度可根据用户需求在95~100%定制调整,综合性能达到高世代(6代以上)TFT液晶显示器配套需求;偏光片用光学聚酯基膜透光率大于88%,雾度小于1%,综合性能满足偏光片配套需求。单套装置规模达到1000万平方米/年。

2、锂离子电池用软包装膜:采用铝箔、尼龙膜、聚丙烯膜和聚氨酯胶粘剂复合生产,破裂强度≥1500 KPa。尼龙/Al剥离强度≥3.0 N/15 mm(剥离速度200 mm/min),Al/PP剥离强度≥7.0 N/15 mm(剥离速度200 mm/min),封装强度≥40.0 N/15 mm(封装条件:180 ℃、0.3 MPa、6 Sec),耐电解液性测试(Al/PP)无边缘分层,强度≥40.0 N/15 mm(15 mm幅宽样品置于85 ℃电解液中4h后测试剥离强度)。单套装置规模达到2000万平方米/年。

3、海水淡化处理用膜:超滤膜为热致相分离(TIPS)法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)膜,单支超滤膜组件面积≥80 m2,超滤膜纯水通量≥0.25 m3/(m2·h·bar);以海水为超滤膜的进水,超滤膜的产水SDI≤2.0,浊度≤0.1 NTU。单套装置规模达到300万平方米/年。

4、微棱镜型光学膜:采用UV固化工艺取代传统热压工艺,拉膜速度快(8~10 m/min),综合性能满足高世代(6代以上)液晶显示器等领域的配套需求。单套装置规模达到1000万平方米/年。

5、聚乙烯醇缩丁醛胶膜:用作夹层玻璃胶膜,要求兼具透明性、拉伸强度和粘接性,雾度小于0.4%,拉伸强度大于20 MPa,断裂伸长率大于200%。单套装置规模达到万吨级/年。

(四)高端专用化学品

1、光刻胶:KrF(248 nm)光刻胶和ArF光刻胶(193 nm),为大型和超大型集成电路提供配套。单套装置规模达到10吨/年。

2、超高纯化学试剂:盐酸、硝酸:单个金属杂质含量<100 ppt,颗粒(≥0.2 μm)<100个/ml。高纯氨水、双氧水、硫酸、氟化氢铵、氢氟酸:电子级,金属离子≤10 ppb;颗粒≤100(≥0.5 μm);半导体级,金属杂质含量≤0.1 ppb;控制粒径≤0.2 μm。单套装置规模达到5千吨/年。

3、特种电子气体:高纯氯气、氯化氢、锗烷:纯度≥99.999%;氧硫化碳、乙硼烷:纯度≥99.99%;砷烷、磷烷、乙硅烷:纯度≥99.9999%。装置规模:高纯磷烷、高纯砷烷、高纯锗烷达到50吨/年;高纯氯气、高纯氯化氢、高纯溴化氢达到500吨/年;高纯乙硅烷达到5吨/年。

4、新一代锂离子电池用特种化学品:高比能量硅碳负极(1700~2000 mAh/g,能量密度:300~350 wh/kg),单套规模5千吨/年;新型电解质双(三氟甲基磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂。单套装置规模500吨/年,纯度和其它综合性能满足新一代锂电池的需要。

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