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东北林业大学生物质环保胶黏剂团队基于我省丰富的大豆资源,开展无醛环保大豆胶黏剂的基础应用研究和技术攻关,历经10多年的科技攻关,先后发明了新型高效无醛交联改性剂MM制备、高温豆粉常态活化、多网络共交联改性等多项关键技术,实现了利用高温豆粕制备I类大豆基胶黏剂和大豆基胶黏剂成本与脲醛胶黏剂相当的技术突破,解决了大豆基胶黏剂耐水性能不理想、成本高等无醛人造板生产应用瓶颈问题,实现无醛大豆胶黏剂产业化应用,先后在全国13省份的100多家人造板企业推广应用。 “低成本无醛大豆基木材胶黏剂的制造与应用技术”使用低成本的高温榨油豆粕为主要原料,经常态活化和高效环保的MM树脂共交联改性,获得一种成本2300-2600元/吨、固含量30~35%、适用期大于3个月、胶合性能耐受4h沸水煮的无醛环保大豆基胶黏剂,尤其适用于胶合板、细木工板、实木地板基材、刨花板等多种人造板工业化生产应用。 技术转让, 技术转让费用200万元(其中包括后续的技术服务费用),提供低成本无醛大豆基木材胶黏剂的全套成熟工业化制造与应用技术。
高振华,教授、博导,1976年生人,黑龙江省木质资源材料科学与技术重点实验室主任、生物材料工程黑龙江省重点学科带头人,一直从事生物质基胶黏剂和复合材料的研究开发与产业化应用研究。先后主持各类纵向项目25项、企业横向项目7项,出版论著5部,发表论文130余篇(其中SCI、EI论文75篇),获省部级科学技术二等奖3项;获国内外授权发明专利15项;所研发并成果转化的系列无醛大豆胶黏剂,在国内100多家人造板企业进行工业化推广应用。 顾继友教授,国内木材胶黏剂与人造板工艺著名专家,一直从事木材胶黏剂、胶接技术、人造板工艺等方面的研究开发与产业化应用研究,主持各类纵向项目30项、企业横向项目20余项,发表研究论文300余篇。
课题组所依托的“林业工程”学科是国家级重点学科和国务院批准建设的一流学科。多年来一直积极从事环保木材胶黏剂及人造板新技术的研究、开发和生产应用,近五年在木材胶黏剂及人造板生产技术研究方面获得各级科研成果奖励40多项,拥有生物质胶黏剂相关的发明专利12项,配备有大型精密仪器设备总价值9000多万元以及装备有50L、200L、1000L生物质胶黏剂制造中试装置和系列人造板成型系统。 本项目以低成本的高温榨油豆粕为主要原料,采用自主研发的常态活化技术和高效环保的MM树脂共交联技术,生产成本与脲醛树脂胶黏剂相当、胶合性能耐受4h沸水煮的无醛环保大豆基木材胶黏剂。 研发的“低成本无醛大豆基木材胶黏剂的制造与利用技术”,已在宁波中科朝露新材料有限公司和浙江衢州博蓝装饰材料有限公司进行成果转化和产业化生产应用,相关无醛大豆基胶黏剂产品已在国内100多家人造板企业进行无醛人造板的生产应用,因此该项目技术完全成熟、可直接工业化生产应用。
中国是世界上人造板生产和消费的第一大国,2020年我国人造板总产量为3.11亿m3,但90%以上的人造板生产仍使用传统的甲醛系合成树脂胶黏剂。人造板及其产品由于甲醛释放引发的安全问题备受关注,国家关于健康中国建设的十四五规划目标和面向人民生命健康的战略布局,对无醛环保胶黏剂和无醛人造板也提出了重大需求。大豆基胶黏剂作为无醛人造板的主要胶种之一,是以脱脂豆粉为主要原料制备的一种生物基胶黏剂,具有原料可再生、可生物降解、无醛环保等优点,用以替代石化基甲醛系合成树脂胶黏剂还能减少二氧化碳排放。 2020年我国人造板总产量为3.11亿m3,消耗甲醛系合成树脂胶黏剂约1542万吨(全固体份计算)。基于国家关于健康中国建设的十四五规划目标和面向人民生命健康的战略布局,无醛大豆基胶黏剂的需求比将进一步提升。如果我国5%的人造板企业使用大豆基胶黏剂(以35%固体份计算),市场将产生220万吨的大豆基胶黏剂市场需求,然而我国现有大豆基胶黏剂的产量仅有8万吨,因此,市场需求巨大。
以年产3万吨的低成本无醛大豆基木材胶黏剂生产基地为例,每年需生产浓度15%的MM交联剂溶液约0.9万吨、外购豆粉0.9万吨(二者加水调制大豆胶黏剂3万吨),主要向胶黏剂成产基地附件500km左右的单板类人造板企业提供无醛大豆基胶黏剂产品。可满足50万m3的细木工板或4.5万m3的多层胶合板(7层12mm厚)生产需求。无醛大豆基木材胶黏剂生产基地的建设需投入需装配反应釜3个(15吨×1个+25吨×2个)、加热炉1个、贮存罐1个、干粉混合器1个,生产设备投入约200万元。 基于2022年1月初的市场化工原料价格,每吨大豆基胶黏剂的原料成本约2500元;扣除设备折旧、人员费和运输费,每吨大豆基胶黏剂的净利润平均约300元,则年产3万吨的低成本无醛大豆基木材胶黏剂企业的年产值为7500万元、年生产利润约900万元。