[01420922]植物油脂绿色转化关键技术及高值化应用

1. 课题来源与背景 课题来源: 国家自然科学基金、广东省科技计划项目、广州市科技计划项目、专利合同实施许可项目。 课题背景：在资源危机日益严重、环保问题日趋突出的形势下,石油基高分子材料的发展面临着十分严峻的挑战,利用可再生资源去开发新型生物基材料迫在眉睫。作为可再生资源的植物油脂,具有多种活性基团,具备构建聚合物材料体系的结构基础,是大规模合成和制备生物基材料的理想替代资源。但植物油脂官能团低反应活性、传统化学改造手段效率低下、高值化应用瓶颈等科学技术问题对其高值化、资源化利用造成很大的限制,针对以上问题开展了植物油脂光化学反应和绿色高效化学转化的原始创新研究工作,核心成果在光固化涂料和油墨、水性涂料等行业龙头企业实现了产业化,带来了显著的经济效益和社会效益。 2. 技术原理及性能指标 通过阳离子光固化、光热双重固化、光诱导热前端聚合、多官能化协同光聚合等特殊聚合手段,实现了植物油直接紫外光引发快速聚合;采用光点击反应、光催化反应等高效化学反应方式,研发了植物油基漆酚类似物、改性植物油、植物油基树脂。通过以上技术高效地实现植物油在UV固化涂料、油墨、胶粘剂、增塑剂等领域中的绿色高值化利用,所有产品经权威机构检测均达到相应的企业、行业和国家标准。 3. 技术的创造性与先进性 本课题在植物油脂直接应用转化方面开展了系列创新研究工作：首先以桐油为研究对象,率先在国内外发展了一系列紫外光催化聚合反应,在反应体系构建、催化剂结构设计、聚合反应机理研究等方面开展了原创性工作;其次研发了新型环保的水性醇酸树脂,并通过改性手段发展了系列功能性水性醇酸树脂涂料。成果整体自主创新程度高,属于完全自主创新,核心技术申请获得授权发明专利115件,申请美国发明专利1件和PCT专利3件,获中国专利优秀奖2项,发表研究论文64篇,制订国家及行业标准16项,成果登记及鉴定12项,省市级以上科技奖励7项。成果总体技术水平达到国际先进水平。 4. 技术的成熟程度,适用范围和安全性 该技术已经处于成熟应用阶段,核心技术成果在紫外光固化行业体系（含油墨、木器涂料、甲油胶、胶粘剂）及水性涂料体系（含木器涂料、建筑涂料、防水涂料）实现了产业化,开发的产品性能良好,经相关机构检测均符合相应标准,用户体验反馈良好,产品整体市场需求度高、占有率高。 5. 应用情况及存在的问题 已成功在国内涂料、油墨等多家企业实施应用,企业分布全面涵盖珠三角、长三角及华南地区,其中15家采用该技术进行生产、销售, 在2018-2020年度实现经济效益93.7亿元,利润15.7亿元,显著减少碳排放和有机污染物排放,该技术拓展植物油脂应用领域和提高其附加值,推动我国涂料、油墨等行业向清洁型、高新技术方向转变。但同时在产品的制备、性能及其稳定型方面仍有很大的优化空间,需要进一步提高产品的竞争力,实现产品更大的推广范围,实现更高的经济和效益。 6. 历年获奖情况 2013年中国专利优秀奖 2015年长沙市科学技术进步奖 2016年佛山市科学技术奖 2018年中国专利优秀奖 2020年度中国商业联合会科学技术奖三等奖 2020年度中国产学研合作促进会产学研合作创新成果奖优秀奖 2020年粤港澳大湾区高价值专利培育布局大赛优秀奖,生物基紫外光固化材料专利培育布局项目。