新材料產(chǎn)業(yè)向“新”而行

新材料是指新出現(xiàn)的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料，或是產(chǎn)生新功能的傳統(tǒng)材料。

 

提起新材料，部分讀者可能會感到陌生。事實上，新材料既是制造業(yè)取得關鍵突破的基礎，也與日常生活息息相關，小到數(shù)碼產(chǎn)品性能的提升，大到空間站飛天、核電站運轉、航母下水，都離不開新材料的發(fā)明和應用。

 

在新材料生產(chǎn)領域，有一批專精特新企業(yè)?；蛟S對老百姓來說，這些企業(yè)的名字不是那么響亮，但在所從事的新材料領域，這些企業(yè)耕耘多年，成為該領域不可或缺的一分子，也成為產(chǎn)業(yè)鏈上至關重要的一環(huán)。我們將鏡頭聚焦于這樣一群“小巨人”們。

 

“小巨人”們艱難起步

 

走進千家萬戶的太陽能熱水器，道路邊隨處可見的太陽能路燈……光伏產(chǎn)品因其發(fā)電具有零污染、零排放、壽命長等優(yōu)點，愈來愈受到重視，也愈來愈被人們熟知。

 

等靜壓石墨，正是光伏、半導體等產(chǎn)品生產(chǎn)過程中必不可少的高端材料，是光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的重要一環(huán)。可以說，中國等靜壓石墨供給的多少、質量的好壞直接決定著國內光伏產(chǎn)品產(chǎn)能大小及壽命長短。

 

那么中國等靜壓石墨的供給情況究竟如何呢？

 

帶著這個疑問，記者采訪了成都炭素有限責任公司（以下簡稱“成都炭素”），這是一家專門生產(chǎn)等靜壓石墨等先進碳材料的企業(yè)。走進成都炭素，工人們正熟練地操作機器，進行著壓形、燒制、浸漬，一切都有條不紊。

 

談起企業(yè)成立之初，成都炭素總經(jīng)理李虓感慨：“當時，國內生產(chǎn)的等靜壓石墨質量參差不齊且生產(chǎn)率低，與來自日本、德國的進口產(chǎn)品相比，在質量和價格上都沒有優(yōu)勢，不僅增加國產(chǎn)光伏產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，也讓中國光伏產(chǎn)業(yè)面臨‘卡脖子’的風險。”

 

從清華大學博士畢業(yè)的李虓，選擇扎根西南，放棄了一份在外人眼里體面穩(wěn)定的工作，去成都炭素成為一名基礎研發(fā)人員。提起當年做的這個決定，李虓笑著說：“我博士研究方向與此吻合，做一名研發(fā)人員正好符合我一直以來所秉持的‘實業(yè)報國’的心愿。”

 

但等靜壓石墨的研發(fā)談何容易！等靜壓石墨生產(chǎn)周期較長——大概在6個半月至7個月，生產(chǎn)過程較復雜——有幾十道工藝控制點，通過創(chuàng)新以提質增量需要更多的耐心和投入。但初出茅廬的李虓并不膽怯，和其他研發(fā)人員一道，“立志做一根‘杠桿’，去撬動我國整個等靜壓石墨市場”，在大部分人并不知曉的領域坐著“冷板凳”，進行著日復一日的試驗……

 

相似的故事，也在江蘇揚農(nóng)錦湖化工有限公司（以下簡稱“揚農(nóng)錦湖”）成立之初發(fā)生。

 

揚農(nóng)錦湖位于江蘇省揚州市，以環(huán)氧樹脂為主營業(yè)務。作為一種新材料，環(huán)氧樹脂可以說是“十八般武藝樣樣精通”。不僅能作為黏接劑，應用在土木建筑中，為建筑牢固性保駕護航，也因其特殊的物理特性和化學特性，成為用于風力發(fā)電的風車葉片、高爾夫球桿等的原材料。國外生產(chǎn)廠家由于起步早，形成先發(fā)的資金、技術優(yōu)勢，占據(jù)了國際市場的絕大部分份額。

 

而成立于2008年的揚農(nóng)錦湖，起步階段還面臨著國內同行激烈的競爭。“當時國內相關企業(yè)大多數(shù)唯產(chǎn)量為王，市場充斥著大量同質化產(chǎn)品。”揚農(nóng)錦湖技術總監(jiān)楊穎向本報記者回憶道，“與其他企業(yè)相比，我們沒有技術優(yōu)勢，企業(yè)也長期處于虧損狀態(tài)。”

 

痛定思痛后，揚農(nóng)錦湖成立了環(huán)氧樹脂新材料研發(fā)中心，走上了自主創(chuàng)新的道路。

 

站穩(wěn)腳跟，形成優(yōu)勢

 

企業(yè)剛成立沒幾年，成都炭素就收到了研發(fā)成功帶來的回報。“那時，日本產(chǎn)的直徑為500mm的等靜壓石墨產(chǎn)品在國內要賣到25萬元/噸。我們成功研制出直徑為600mm規(guī)格產(chǎn)品，直接把國外企業(yè)同規(guī)格產(chǎn)品從25萬元/噸降到15萬元/噸，打破了國外產(chǎn)品壟斷中國市場的局面。”李虓向本報記者講述時，難掩自豪。

 

不僅滿足于做“追趕者”，更要做“領跑者”。由于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異，光伏產(chǎn)品性能的不斷提升對等靜壓石墨規(guī)格、質量提出了越來越高的要求，倒逼著等靜壓石墨生產(chǎn)企業(yè)不斷研發(fā)創(chuàng)新。成都碳素也面臨著“逆水行舟，不進則退”的情形：如果率先研發(fā)出大規(guī)格產(chǎn)品，毫無疑問會在等靜壓石墨市場中成功實現(xiàn)“彎道超車”，反之則將被市場無情淘汰。

 

成都炭素笑到了最后。李虓介紹，2011年，成都炭素生產(chǎn)出直徑為930mm規(guī)格產(chǎn)品；2019年，生產(chǎn)出直徑為1450mm規(guī)格產(chǎn)品。如今，成都炭素生產(chǎn)出的等靜壓石墨方形最大尺寸已達到2100mm！據(jù)了解，成都炭素自主研發(fā)生產(chǎn)的等靜壓石墨質量好、規(guī)模大，不僅成為國內光伏企業(yè)的重要供貨商，產(chǎn)品還遠銷歐美。

 

在成都炭素業(yè)務蒸蒸日上的同時，揚農(nóng)錦湖的創(chuàng)新之樹也結下了成熟的果實。

 

“副反應是環(huán)氧樹脂生產(chǎn)中最大的敵人。”楊穎介紹道，“環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)過程中有溶解、醚化、閉環(huán)反應等多道工序，不可避免地發(fā)生副反應，副反應會導致環(huán)氧樹脂中的高分子含量增多，進而影響環(huán)氧樹脂的性能。如果在任何一道生產(chǎn)工序中沒有控制好副反應，其他工序中所作的努力都會付之東流。”

 

而在閉環(huán)反應中，勢必會產(chǎn)生高鹽廢水。高鹽廢水中含有大量有機物，不僅會誘發(fā)副反應，若肆意排放還會對生態(tài)環(huán)境造成影響。如何控制高鹽廢水中的有機物？如何有效回收高鹽廢水以保護環(huán)境？這是擺在所有中國環(huán)氧樹脂從業(yè)者面前的一道難題。

 

相較于在傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝蒸發(fā)法中小修小補，揚農(nóng)錦湖選擇“不破不立”。“2012年開始，我們開發(fā)出了一套全新的物理、化學組合工藝，可有效降解高鹽廢水中的有機物，既減少生產(chǎn)過程中的耗材、又提高了產(chǎn)品性能，處理后的鹽水還可以繼續(xù)用于環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)，成功實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的結合。”楊穎說。

 

技術創(chuàng)新，正是揚農(nóng)錦湖形成優(yōu)勢、扭虧為盈的“催化劑”，也是揚農(nóng)錦湖雄心勃勃地向下一個目標進軍的底氣所在。

 

堅持創(chuàng)新，拓展領域

 

在記者和李虓的交談過程中，“自豪”成了高頻詞匯。這不是沒有理由：如今的成都炭素，早已深度融入中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈。“我們的產(chǎn)品在國內光伏產(chǎn)業(yè)鏈中補上了一個關鍵短板，確保國內光伏產(chǎn)業(yè)在這一環(huán)節(jié)不再受制于人。”李虓說。

 

“如今的中國光伏產(chǎn)業(yè)鏈，上游、中游、下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)均已實現(xiàn)國產(chǎn)化，放眼全球，我國產(chǎn)業(yè)鏈的完備程度、產(chǎn)品配套程度、成本競爭優(yōu)勢都是獨一無二的，我們從業(yè)者十分自豪。”李虓告訴記者。

 

化自豪為動力，成都炭素并不滿足于眼前的成績，在穩(wěn)住光伏產(chǎn)業(yè)基本盤的情況下，著眼布局新領域，瞄準了核電領域這座富礦。“目前中國第四代高溫氣冷堆核電站正在蓬勃發(fā)展，特殊型號的等靜壓石墨由于隔熱和屏蔽輻射性能良好，成為堆芯的絕佳原材料之一，這一技術必須要牢牢掌握在中國企業(yè)手中。”李虓介紹道，“這對我們來說，既是機遇，又是挑戰(zhàn)。”

 

揚農(nóng)錦湖也在加大研發(fā)投入、引進科研人才，以期在新的領域“厚積薄發(fā)”。楊穎介紹，目前揚農(nóng)錦湖正在研制特種環(huán)氧樹脂及固化劑，開發(fā)在航空航天、軍工等高端應用領域特種復合材料、涂料及黏合劑等方面的產(chǎn)品或應用。并加快企業(yè)在環(huán)境友好型涂料、5G材料、黏合劑、3D基材、光刻膠等領域的應用研究與產(chǎn)業(yè)化步伐。

 

此外，揚農(nóng)錦湖在綠色生產(chǎn)上發(fā)力，減少生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響。“推動國內環(huán)氧樹脂產(chǎn)業(yè)向高端化、綠色化發(fā)展，是我們的目標。”楊穎表示。（趙 昊）