中国纺织工业联合会科学技术奖获奖项目选载

硅丙乳液涂料印花黏合剂关键技术研发及产业化

获奖等级:二等奖

主要完成单位:传化智联股份有限公司、鲁丰织染有限公司、杭州传化精细化工有限公司

主要完成人:王胜鹏、张战旗、于本成、王德振、宋金星、齐元章、陈八斤、储昭华、兰淑仙、陈英英

由于传统染料印花都需要水洗,导致印花加工废水排放每年约5~6亿t,占全部印染废水的25%~30%.涂料印花工艺因不需水洗,几乎不产生废水,而被国家工信部重点推广并列入纺织行业清洁生产工艺之一.该项目依托国家级企业技术中心,历经十年的研发,采用分子结构设计及制备新方法,在多项关键技术上取得了突破,实现了手感、牢度、亲水性等产品性能的全面提升.

(1)自主设计了"单乙烯基硅氧烷-丙烯酸酯共聚物"结构(Ⅰ),其单官能团有机硅结构能避免常规硅丙乳液中双官能团有机硅单体在聚合时易交联而不稳定的问题,而使硅单体含量突破了常规技术5%的限制,达到单体总量的40%,真正解决了手感柔软的问题.

(2)首次设计了"嵌段-接枝型可交联的封端异氰酸酯"结构(Ⅱ)作为稳定剂及交联剂,具有双亲基团的嵌段-接枝型结构使其分子兼具了表面活性剂和高分子分散稳定剂的双重作用,不仅解决了硅单体难以乳化的问题,降低了体系乳化剂的用量,实现了有机硅与丙烯酸酯的稳定高效共聚,同时,封端的异氰酸酯在解封后,可以和纤维上的羟基等活性基团反应交联,提升了色牢度.

(3)首次采用"有机硅缔合改性技术",引入了侧链聚醚及十八烷基的改性聚硅氧烷(Ⅲ),通过聚醚链段赋予产品亲水性能;再通过侧链十八烷基与结构(Ⅰ)中的十八烷基产生缔合锚定的作用,解决了传统乳液存在的相分离问题,使得结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ形成一个有机整体.

通过该项目实施,获授权发明专利12件,作为全国标委会秘书处单位主持国家标准1项、行业标准4项、企业标准2项;发表论文7篇.整体技术水平国际先进.

高耐水压军警雨衣面料的研制

获奖等级:二等奖

主要完成单位:丹东优耐特纺织品有限公司、辽宁恒星精细化工有限公司

主要完成人:宋宏波、赫荣君、葛川、王翀、陈丽颖、赵颖、肖婷婷、郑文慧、王云秀

目前国内外公认的先进防雨面料产品主要为PU涂层产品和层压复合防水透湿产品,其综合性能指标难以满足军用雨衣的技术性能要求.该项目以部队、武警军需被装防护装备及民用产品的升级换代为目标,通过材料合成和生产工艺优化技术研究,赋予超高耐水压、抗老化、高剥离强力和单向导湿等性能,满足特大暴雨等极端环境作业需求.

主要技术内容:(1)通过构建亲疏水双侧通道功能膜结构使雨衣面料具备更好的透湿性、吸湿不溶胀、轻重性能.(2)选择特定结构聚醚型聚氨酯并在涂层胶复配过程中创新加入防水剂、有机硅滑爽剂、粉体填料;增加底层涂层胶的骨架结构,同时使制备产品耐老化性能优异,产品性能远高于同类产品面料.(3)面层聚氨酯选用含有更多亲水基团的聚氨酯,并添加微孔木质纤维素,进一步增加纺织品的透湿性及剥离强度等性能.

项目产品具有优异的防特大暴雨、抗老化和透湿性能,达到现行部队被装标准JXUB2136-2012《07雨衣规范》和武警被装WHB3404-2015《07武警分体雨衣规范》要求,综合性能指标全面超过目前同类产品,达到国际先进水平.

项目产品属军民融合产品,填补了军警高性能雨衣面料的市场空白,目前已广泛用于部队、武警雨衣以及公安等行业雨衣面料市场,并逐步推广到户外运动防雨面料领域.

无甲醛仿活性涂料印染黏合剂及其应用产业化研究

获奖等级:二等奖

主要完成单位:四川省纺织科学研究院、绵阳佳联印染有限责任公司、四川意龙科纺集团有限公司、遂宁市新绿洲印染有限公司、四川益欣科技有限责任公司

主要完成人:黄玉华、樊武厚、石岷山、刘太东、杜非非、梁娟、韩丽娟、翟鸿卫、胡志强、罗艳辉

随着国内外对环保问题的重视,工艺流程短、用水量少、废水排放少的涂料印染工艺高速发展,涂料印染布的市场份额逐年增加.但是,涂料印染布的摩擦色牢度和手感较差,完全不能达到活性染料印染织物的水平,从而极大地限制了涂料印染工艺的深入推广.

该项目针对涂料印染织物色牢度和手感差的缺陷,主要开发了仿活性黏合剂制备技术及其应用产业化技术.关键技术1,研发了一种端基含酰氧基羟烷基结构的聚硅氧烷中间体,可大幅提高仿活性黏合剂印染织物的手感;关键技术2,引入N-环氧丙基丙烯酰胺和无醛环氧交联剂,研发了一种核/壳结构和互穿网络结构的端酰氧基羟烷基聚硅氧烷改性聚丙烯酸酯的仿活性黏合剂,其印染织物的色牢度和手感与活性染料印染织物相当;关键技术3,发明了具有两级搅拌结构的物料搅拌装置,缩短了仿活性黏合剂与其他印染浆料的混合时间,提高了生产效率;关键技术4,发明了导风板倾斜角度和伸出长度可调的定型机吹风装置,能够对印染织物进行更加均匀的烘干和焙烘,提高了仿活性黏合剂的交联性.项目已获得授权3项发明专利,2项实用新型专利.

该项目黏合剂产品已在绵阳佳禧印染有限责任公司、绍兴飞亚印染有限公司等30多家印染企业使用,得到了用户的一致好评:该项目产品不含甲醛、不含国家禁用的有毒、有害物质,其印染织物的色牢度和手感均能满足客户要求,且与活性染料印染织物相当.

该黏合剂产品在生产和使用过程中均不会对环境造成污染,具有良好的社会生态效益.该项目的实施可以提升涂料印染织物的市场竞争力,使涂料印染工艺替代染料印染工艺成为现实,对于推动纺织印染行业的技术进步和节能减排具有举足轻重的作用.

基于超支化聚合纺织品功能整理剂制备关键技术研发及应用

获奖等级:二等奖

主要完成单位:南通大学、泉州迈特富纺织科技有限公司、南通斯得福纺织装饰有限公司、张家港耐尔纳米科技有限公司

主要完成人:姚理荣、崔建伟、柯永辉、张华、张峰、徐思峻、颜永恩、叶伟、贾雪平、张广宇

该项目产品是新型抗菌型多功能整理液及其衍生纺织品,整理液具有高效稳定和与纤维高亲和性的特点,是实现纺织品多功能化和绿色加工的关键,可广泛应用于医用纺织品、家用纺织品、服用纺织品和产业用纺织品等众多领域.该项目提出了基于超支化聚合物纳米空腔结构的纳米颗粒成型理论,率先攻克了利用聚合物的空腔结构和端基官能团可控制备无机纳米材料的难题,成功开发出粒径小(5~10nm)、粒度分布窄、耐氧化、耐氯、耐高温(150℃)纳米材料,有效提高了纳米材料与纤维的亲和性,实现了常温无助剂下纳米材料对纤维的自动负载、定向组装和多功能绿色整理.该项目的成功产业化,突破了国外对高技术含量、高附加值医用、服用和产业用纺织品的垄断,提升了我国高端纺织品的市场竞争力.

2010年,南通大学联合国内相关公司,对高效稳定强吸附型纳米抗菌剂制备及其对不同纤维、面料复合多功能整理技术进行攻关,获授权发明专利15项,其中美国PCT专利1项,发表研究论文10篇,其中SCI收录论文6篇,"抗菌型防水、防污、防油暖流式荞麦枕芯"2013年被认定为江苏省高新技术产品.项目成果通过了中国纺织工业联合会科技成果鉴定,总体处于国内领先水平.

该项目医用产品已应用于国内北京积潭医院、301医院、湘雅医院等60家医院,以及天津瑞安爆炸事件和台湾新北市重大粉尘爆炸事故,抗菌型多功能面料广泛用于各类防护服装和家纺产品,相关产品远销欧美、中东、日本、印度等国家.

全聚纺关键技术及其产业化

获奖等级:二等奖

主要完成单位:江南大学、南通双弘纺织有限公司、江苏悦达棉纺有限公司、常州市恒基纺织机械有限公司

主要完成人:谢春萍、苏旭中、刘新金、吉宜军、戴俊、李伟东、秦潇璇、乐荣庆、徐伯俊

环锭纺是现代细纱生产中最主要的纺纱方式,国内环锭纺纱锭已超过1.4亿,约占全球纱锭的2/3.但环锭纺纱过程中,由于加捻三角区的存在,使成纱毛羽多、强力低.集聚纺又称紧密纺,因大幅度改善成纱毛羽、强力等品质已成为目前应用最为广泛的一种环锭纺新技术.该项目针对上述问题开展产学研联合攻关,研发出新一代智能数控全聚纺系统,并实现了产业化推广,填补了我国罗拉型集聚纺的空白.主要创新成果如下:

(1)首创采用直径为50mm的钢质窄槽式空心集聚罗拉,攻克了采用不锈钢材质进行空心罗拉加工的方法和热处理技术难关,罗拉和系统的使用寿命是国外一流产品的3倍,解决了集聚元件寿命短、系统维护成本高的难题;(2)研发了多电机传动牵伸全数控系统,实现了牵伸传动可移植安装和工艺参数的办公室下单,解决了罗拉型集聚纺系统在国产环锭细纱机上不可改造的难题,降低企业投资成本65%;(3)研发了基于高气密性负压吸风系统整体优化设计的全程聚集技术,全面提高成纱综合质量,降低系统能耗20%以上,解决了集聚纺系统能耗高的难题;(4)研发了基于牵伸专件优化设计的浮游区长度可调技术,前浮游区长度可在11.79~14.00间调节,纺各种原料时适应性好,解决了品种适纺性差的难题.

项目已成功实现智能数控全聚纺系统关键技术研发,并完成在国产环锭细纱机上的规模化改造,系统属国内首创,整体技术达到国际先进水平,其中空心罗拉和吸风组件等关键技术达到国际领先水平;获授权专利40件,其中美国发明1件、中国发明10件、实用新型29件,发表SCI论文9篇.

JSC326型梳棉机

获奖等级:二等奖

主要完成单位:卓郎(常州)纺织机械有限公司

主要完成人:朱中华、许小平、王刚、万伟锋、冯晓建、张永平、徐玉俊、盛意平、王春平、黄玉强

清棉工序与梳棉工序联结形成一条自动生产线-清梳联,它是棉纺技术发展的必然,是当前我国棉纺行业技术改造的重点项目,也是棉纺行业装备现代化的重要标志,高产梳棉机是清梳联的重要组成部分,是清梳联的心脏.梳棉机是将经开清棉工序开松过的散纤维进行梳理、除杂、混合并且排除大部分棉结、杂质和短绒后集束成较均匀的棉条,有规律地圈放在条筒内,供后续并条工序使用.梳棉机在技术上要求达到高速、高产、并实现连续自动控制,性能上要求可靠、稳定并具多重安全保护,这样实现梳棉产量高、棉条质量好的目标.

JSC326梳棉机机幅加宽到1280mm,同时锡林抬高,分梳区长度增加,分梳区分梳面积增大,提高梳棉产量;活动盖板的精度及可靠性,单独变频传动,速度设定方便,工艺适应性强;采用铝合金盖板骨、特殊耐磨材料的盖板接头及优化的盖板接头自清洁装置设计;工艺隔距调节机构设计合理,调整、拆卸方便;整机控制系统采用通讯控制,操作界面直观,并能实现互联网远程监控功能;采用混合环控制的自调匀整及配置自动换桶圈条器,锡林平稳启动.

JSC326梳棉机具有完全自主知识产权,共获2项发明专利,8项实用新型专利,另申请发明专利5项,其中梳棉机活动盖板接头自清洁装置、纺纱准备机上的分离刀位调节装置及其使用方法已进入实审阶段.该机是清梳联中的关键设备,自2015年推向市场至2017年底,已经销售1505台,实现销售收入5.7亿元,为企业向棉纺用户提供性价比更好的设备奠定了基础,给公司和客户带来双赢,经济和社会效益显著.

DYECOWIN高温染色机

获奖等级:二等奖

主要完成单位:立信染整机械(深圳)有限公司

主要完成人:徐达明、李俊威、陈和、王智山、曾育南、蒋荣、欧正初

液流染色机依靠含染料流体以物理推动方式令织物运转并同时上染."DYECOWIN高温染色机"多种创新机械设计以热流体力学为基础,提升织物内循环综合指标,相比传统液流染色设备更有效节约用水、染化料及能源.配合新研发过程控制器提供中央计算器链接功能,以控制及自动化科学为基础,实现染色车间全面智能化管理.

主要科技内容:(1) 研发水流分布调节技术,解决折痕及压顶情况,提升最大布速及载量.(2)研发可调控防旋涡喷流技术,实现在不改变风机频率或停机情况下,通过调控CONJET喷嘴机理实时精准控制喷流量.(3)研发三段式储布槽技术,降低染色浴比.(4)研发提升织物循环效果的导流技术,改善裂纹瑕疵.(5)研制人体工学为基础的取样出口,改善质量监控效率;研制简易清洁保养的缸底结构,解决传统储布槽缸底积聚毛碎问题.(6)研发高效出布滚筒,提高出布效率.(7)研发综合智能洗水技术.(8)研发模糊(快思)逻辑温控技术,实时监测外在环境的物理状况并持续微调温控参数,有效控制温差精度及提升温控稳定性.

该项目的成功研制,推动了国内印染设备技术创新,为印染行业提供更加优良的设备,提升了国内外印染行业的染色质量和产能.