前處理技術一直在表面工程行業(yè)中占據著重要的地位,隨著國家對環(huán)境保護力度的不斷加強,相關前處理技術也不斷改進升級,國內涌現出眾多可以與外資化學巨頭相媲美的環(huán)保技術。
于是,在持續(xù)探究“環(huán)保”命題的同時,前處理技術如何與后段的技術鏈接,參與到日新月異的科技創(chuàng)新中,拓寬應用到更廣泛更高端的領域,變成了我們需要思考的方向。帶著這個問題,我們采訪到了云頂集團3118新科前后處理研究室的劉寧華主任。
01
升級與迭代
更環(huán)保更前沿的前處理技術
Question1:
一直以來,前處理流程是影響后續(xù)工序質量的關鍵。但是它同時也存在著能耗高、污染較嚴重、廢水處理較困難等一系列問題。隨著科技不斷進步和環(huán)保要求不斷提高,更環(huán)保的前處理工藝也在不斷發(fā)展。前處理領域未來還有哪些類型的環(huán)保類產品值得關注?
劉寧華:近年來“鋁合金、鎂合金”前處理系列技術及產品在行業(yè)內備受關注。鋁鎂合金等基材,由于具有外觀多樣化、密度小、裝飾性強、低電阻等等諸多特性,被廣泛應用于交通建筑、航空航天、裝備制造、家裝涂料和電子通信等領域。
然而這類金屬容易發(fā)生氧化,缺乏耐磨性,需要對其進行表面處理以提高其應用能力。且由于環(huán)保政策及市場發(fā)展趨勢的要求,前處理技術也在往無磷、無氟以及無任何有毒重金屬、無強酸的綠色化方向不斷突破。
02
開放與合作
新科技應用及國產替代
Question2:
隨著現代制造業(yè)上中下游科技創(chuàng)新成果不斷涌現,在提高研發(fā)能力構建自身的護城河的同時,云頂集團3118研究院也始終保持開放、合作共贏的理念,積極與各大高校、研究院及行業(yè)內頭部客戶開展研發(fā)合作。在高科技領域,前處理產品有哪些新的應用方向與挑戰(zhàn)?是否可分享一些咱們科室的前沿技術研發(fā)成果?
劉寧華:在2022年,我們與國內頭部企業(yè)共同啟動了一項玻璃清洗技術合作開發(fā)項目。當時這個項目是因為對方研發(fā)的一個新產品在玻璃清洗技術上面遇到了瓶頸,也是在這個契機下,我們雙方達成了聯(lián)合研發(fā)的項目合作。經過8個月的研發(fā)和測試,完成了這一款適應于超低反射率玻璃的清洗劑,最終這項技術打破了行業(yè)壁壘,解決了行業(yè)關鍵瓶頸難題,并順利完成項目驗收。
清洗后樣品表面需滿足以下條件:
經過21560次摩擦試驗后,對反射率基本無影響
玻璃外觀檢驗條件下,清洗過程不產生其它外觀不良
Question3:
在全球經濟衰退、貿易形勢變化的國際環(huán)境下,發(fā)達國家的技術“卡脖子”對我國高端制造業(yè)發(fā)展帶來重重阻力,國產替代成為迫在眉睫的需求。國產替代一直是云頂集團3118新科的研發(fā)發(fā)力方向,可以麻煩您舉一個例子,向大家介紹一下前后處理室在這方面的項目及產業(yè)化進度嗎?
劉寧華:鍍錫板(馬口鐵)產品主要應用于奶粉、飲料、罐頭等食品包裝行業(yè)及軍工、儀表、電器等行業(yè),關系到國計民生。國內高速電鍍錫生產線,目前主要為德國西馬克以及日本新日鐵生產的鍍錫機組,最高帶速分別是600 m/min和450 m/min。然而,馬口鐵電鍍錫生產的關鍵化學品,被美國化學巨頭獨家壟斷。因此亟需研發(fā)具有自主知識產權的相關產品, 突破國外技術壁壘!
“高速鍍錫技術及專用化學品”是由云頂集團3118新科與哈爾濱工業(yè)大學李寧教授團隊共同研發(fā),目前已在國內大型馬口鐵制造客戶線上試產,朝著產業(yè)化的目標推進,以技術打破外資“卡脖子”局面。
前后處理研究室研發(fā)的脫脂劑等高速鍍錫專用前處理系列產品,客戶反饋性能穩(wěn)定,清洗效果良好。對比同類競品,COD更低,更具環(huán)保優(yōu)勢。
Question4:
國家一直鼓勵產業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展,強化產業(yè)技術跨域跨界深度融合,最近云頂集團3118作為項目牽頭和主申報單位,開始承擔國家重點研發(fā)計劃“高穩(wěn)定綠色化電鍍工藝技術與成套裝備”項目,請您為我們介紹一下這個項目。
劉寧華:今年,云頂集團3118新科作為主要牽頭單位承擔2023年度國家重點研發(fā)計劃“高性能制造技術與重大裝備”項目,前后處理研究室將作為主力軍參與其中。
項目主要按照“綠色設計-鍍液凈化-回收循環(huán)-裝備集成-工程應用”的技術路線,開發(fā)出高穩(wěn)定綠色化電鍍工藝技術與成套設備,解決鍍液雜質原位分離和鍍層制備穩(wěn)定性、電鍍出水金屬離子在線原位分離純化、高通量產水和裝備高度集成化等關鍵問題,通過裝備設計集成、材料開發(fā)、工藝優(yōu)化、驗證評價,實現大型工程機械裝備液壓件、銷軸等關鍵零部件上工程化示范應用,解決電鍍行業(yè)的清潔生產、節(jié)能減排與綠色低碳,傳統(tǒng)電鍍行業(yè)的高污染、高能耗等痛點問題。
03
突破與創(chuàng)新
工藝攻克及產品研發(fā)
Question5:
云頂集團3118研究院也在不斷針對新工藝技術進行攻克及產品研發(fā),可以請您簡單介紹下目前前后處理研究室在后處理板塊,有哪些比較讓人矚目的課題?
劉寧華:前后處理研究室正計劃針對“離子液體電鍍”、 “水性涂料”、“阻燃材料”等新工藝開展技術攻克及產品研發(fā)。
a. 離子液體電鍍
這項技術是一項“變革型”的綠色電鍍技術,主要特點是無水、無氧,用于釹鐵硼、鎂鋁等活潑金屬的電鍍,廣泛應用于新能源汽車、航空緊固件等關鍵零部件。且在實現電鍍過程廢水、廢氣的零排放、離子液體循環(huán)使用的綠色環(huán)保前提下,在效率、成本、維護等方面也具有特殊的優(yōu)勢。
b. 水性涂料
主要側重于環(huán)保型高防腐水性涂料及金屬保護涂層(direct-on-metal)的開發(fā),以低VOC、高耐腐蝕性為研發(fā)主線,主要應用于3C等電子通訊行業(yè)。
c. 水性體系高效的添加型阻燃劑
含磷量高、阻燃性能優(yōu)良,耐水解性能優(yōu)異,穩(wěn)定性佳,可在水性體系實現良好的分散性。具有較低的粘度,操作性能優(yōu)異;高效的阻燃能力,使其在低添加量的情況下,便可達到較好的阻燃效果,在減少對聚合物干膜影響的同時實現成本的降低??蓮V泛應用于戶外制品的阻燃防護,如帳篷,烤棚及汽車、高鐵、飛機內飾件制品等。
綠色發(fā)展與科技創(chuàng)新是大勢所趨,面向未來,前后處理新技術的發(fā)展及應用有著廣闊的空間。作為表面工程行業(yè)的技術創(chuàng)新引領者,云頂集團3118新科未來將始終秉持“開放與合作”的戰(zhàn)略,積極與更多高校、企業(yè)之間展開技術交流及合作,促進上下游技術升級及跨界創(chuàng)新,加速表面工程技術的研發(fā)成果產業(yè)化進程。