中國氣相法白炭黑創新創業二十周年紀念會隆重舉行


大會現場

8月9日,中國氣相法白炭黑創新創業二十周年紀念會在宜昌彙富矽材料有限公司隆重舉行。來自有機矽産業界、科技界、行業協會、上下遊企業、客戶代表等300餘人共憶中國氣相法白炭黑民族産業崛起之路,凝心聚力,攜手共創行業發展新局面。

氣相法白炭黑(又稱氣相法二氧化矽)作為有機矽的重要原材料和産業鍊中關鍵一環,對中國有機矽行業發展起到至關重要作用,其用量雖然不大,但作用不可小觑。毫不誇張地講,如果沒有氣相法二氧化矽就沒有矽橡膠産業。氣相法二氧化矽對有機矽行業而言,就類似于集成電路領域“芯片”的作用。

經過20年艱苦創新創業,我國氣相法白炭黑從産量少到幾乎可以忽略不計,到如今全球市場三分天下有其一;從産品全部依賴進口到實現淨出口;沿着自主開發—創新發展—産業化的發展主線,實現了從小到大的跨越,走出了一條獨立自主創新的發展道路,不僅在國内市場站穩了腳跟,同時還在國際上赢得了一席之地,打磨出一張閃亮的中國名片。

中國氟矽有機材料工業協會理事長曹先軍緻辭

中國氟矽有機材料工業協會理事長曹先軍在緻辭中表示,我國氣相法白炭黑民族産業從一個弱不禁風、蹒跚學步的幼童成長為一個朝氣蓬勃、活力四射的青年,自豪地屹立于世界民族之林。2002年,我國氣相法白炭黑總産量不足1000噸/年;2007年之前,國内氣相法白炭黑自給率不足40%;2010年我國氣相法白炭黑能夠完全自給,并實現出口,出口量逐年增長。截至2018年,我國氣相二氧化矽總産能為13.86萬噸/年,國産氣相二氧化矽不僅能滿足國内需求,而且産品還出口到全球50多個國家;生産企業發展到到22家,其中國内企業18家,單套生産裝置規模擴大到了6000噸/年。這是國内氣相法白炭黑産業經過二十年創新發展所取得的偉大成就。

同時,在與外資企業激烈競争中,在行業不斷發展和成熟過程中,以宜昌彙富矽材料有限公司為代表的具有自主知識産權的國産氣相法白炭黑企業實現快速崛起,成為民族氣相法白炭黑産業的中堅力量,與國際巨頭在技術、标準和市場領域同台競技。

曹先軍表示:“宜昌彙富矽材料有限公司經過短短5年時間便實現10000噸氣相法白炭黑年産量,成為國内最大的氣相法白炭黑生産企業,産品已經出口到50多個國家和地區。特别是在高端疏水氣相法白炭黑産品方面,宜昌彙富已經建成國際先進水平生産線,打破了該類産品長期被國外公司壟斷的局面。宜昌彙富是目前國内唯一同時掌握采用有機矽單體和多晶矽生産過程副産物為原料生産氣相法白炭黑的企業。在專利技術方面,宜昌彙富矽材料擁有核心技術專利15項,其中兩項專利獲得中國專利優秀獎。這些直觀數據體現出宜昌彙富矽材料高效、先進的生産技術和巨大的企業發展潛能。期待以宜昌彙富矽材料有限公司為代表的國産氣相法白炭黑企業在現有的經濟技術優勢和日漸強大的創新能力基礎上,不忘初心,砥砺前行,創造具有世界一流競争力的産品和服務!”

湖北興發化工集團股份有限公司副總經理王傑緻辭

湖北興發化工集團股份有限公司副總經理王傑緻辭說,興發集團地處昭君故裡湖北興山,是全國最大的精細磷化工企業,其主業磷化工與有機矽産業高度關聯。公司于2008年正式進軍有機矽行業,通過自主創新,掌握了有機矽生産核心技術,多項關鍵工藝指标達到國内先進水平,綜合實力躍居行業第一梯隊。

“興發集團全力支持宜昌彙富等關聯企業落戶宜昌發展,依托興發原材料和園區完備的公用設施配套優勢,在興山平邑口和宜昌猇亭建成1萬噸/年二甲基矽油、5000噸/年乙烯基矽油、8000噸/年氣相法白炭黑等有機矽下遊深加工裝置。特别是宜昌彙富氣相法白炭黑投産達效,對興發乃至宜昌打造有機矽上下遊一體化産業集群奠定了堅實基礎。希望本次會議彙聚各方力量,共同支持宜昌有機矽産業做大做強。”王傑表示。

中國氣相法白炭黑行業的領軍人物——中國氟矽有機材料工業協會副理事長、宜昌彙富矽材料有限公司研究院院長王躍林發表演講

作為中國氣相法白炭黑行業的領軍人物——中國氟矽有機材料工業協會副理事長、宜昌彙富矽材料有限公司研究院院長王躍林博士動情地說:“從20年前的國慶期間尋找烏克蘭專家合作,18年前在江西點燃中國氣相法白炭黑的星星之火,到後來在興發集團支持下彙富落戶宜昌,再到如今宜昌彙富建成中國最大的氣相法白炭黑生産基地,我們經曆了無數次生與死的考驗!中國氣相法白炭黑産業走過了漫漫‘長征路’。如今在天時、地利、人和的新形勢下,宜昌彙富進入了黃金發展周期,目前的總産能已經超過萬噸級水平,預計未來3年産能将達到3萬噸/年,湖北宜昌将成為世界上最大的氣相法白炭黑生産基地。”

與會代表參觀宜昌彙富矽材料有限公司廠區

會議結束後,與會代表還參觀了宜昌彙富矽材料有限公司廠區,對該公司的産能規模、技術創新、安全環保和管理水平等高度認可,表示将進一步加強攜手合作,共創中國氣相法白炭黑的嶄新發展篇章。


拍攝:鄭東昊



二十載艱難困苦 看今朝勇立潮頭


圖宜昌彙富矽材料有限公司生産廠區

受制于人
創新是唯一出路

上世紀90年代,我國改革開放風頭正勁,建築、汽車、家電、電子元器件等産業迎來了快速發展新時代,這也為作為重要配套材料的矽橡膠産業開辟了廣闊的市場空間。

當時廣州白雲粘膠廠(我國最早從事矽橡膠生産的企業)生産的有機矽建築密封膠(聚矽氧烷密封膠)供不應求。産銷兩旺的勢頭讓時任公司常務副廠長兼總工程師的王躍林無比欣慰。而與此同時,氣相二氧化矽供貨的問題卻一直困擾着他。

氣相二氧化矽是矽橡膠的補強劑,可以增加矽橡膠的強度,提高矽橡膠的抗高溫性和耐化學性。雖然用量不大,但作用不可小觑。毫不誇張地講,如果沒有氣相二氧化矽就沒有矽橡膠産業,其地位與IT行業“芯片”的地位相當。而且,氣相二氧化矽在軍工、汽車以及很多與老百姓息息相關的産業中也扮演着無可替代的角色。因此,氣相二氧化矽也被稱為“工業味精”和“材料科學的原點”。

我國氣相二氧化矽研究與開發始于上世紀 60 年代,沈陽化工廠自行開發并建設了我國第一套氣相二氧化矽裝置,産能50噸/年 。1995年該公司引進烏克蘭技術,建成了兩套年産能250噸/年的生産裝置。上世紀 80 年代上海電化廠建設了一套小規模的生産裝置,年産量不足100噸。

“當時,我國隻有2家企業為軍工配套生産少量氣相二氧化矽,産品質量無法滿足矽橡膠的要求。我們廠用的産品全部從國外進口,價格貴不說,而且交貨周期長,車間生産經常要等米下鍋。”王躍林回憶道。

為了擺脫受制于人的局面,王躍林萌生了自己生産氣相二氧化矽的念頭。這在當時很多人看來簡直就是天方夜譚。

當時,國際上也隻有德國德固賽公司、美國卡博特公司等少數公司掌握着氣相二氧化矽生産技術。為了壟斷市場,其技術對外嚴格保密,中國想轉讓幾乎不可能,自主創新是唯一的出路。

但當時國内可供參考的專利技術幾乎是空白,想自主創新打破國外的技術壁壘談何容易。

自主開發

打破國外壟斷

1999年,在王躍林的帶領下,廣州白雲粘膠廠成立氣相二氧化矽項目組,一批年輕的技術骨幹懷揣着振興氣相二氧化矽民族工業的夢想,雄心勃勃開始了在這一領域的創新創業之路。

“我們想開發氣相二氧化矽技術,一方面是矽橡膠的需要,另一方面也是為了化解有機矽的副産物一甲基三氯矽烷處理的難題。”王躍林表示。上世紀90年代,由于缺乏有效的回收利用技術,生産有機矽單體時産生的大量副産物一甲基三氯矽烷無法處理,帶來安全和環境污染隐患。

1999年9月,利用吉化電石廠提供的一甲基三氯矽烷和上海電化廠生産裝置,項目組進行規模試驗并獲得成功,制備出了寶貴的氣相二氧化矽。

首戰告捷鼓舞了團隊士氣,但要規模化生産依然困難重重。項目組費盡周折,2000年從烏克蘭購買了250噸/年技術工藝包。在此基礎上,項目組夜以繼日花費大量時間和精力對技術工藝進行了全面改進升級,終于開發成功具有自主知識産權的500噸級氣相二氧化矽工藝技術,填補了國内空白,使我國成為國際上第三個掌握利用一甲基三氯矽烷生産氣相二氧化矽技術的國家。

2001年,利用廣州白雲粘膠劑廠項目改制機會,王躍林以及部分員工與廣州白雲粘膠廠共同出資,成立了廣州吉必時科技實業有限公司,專注于氣相二氧化矽技術開發與項目建設。

此後的十幾年裡,我國氣相二氧化矽開發團隊始終堅持自力更生、自主開發,在自主創新的道路上砥砺前行,從未停止過前進的腳步。在攻克了生産技術難題後,王躍林又帶領開發團隊針對氣相法二氧化矽表面處理技術展開技術攻關。

表面處理技術是生産高端疏水型産品的關鍵技術,隻有掌握了這項技術,才能徹底擺脫國外公司在膠黏劑和密封膠、汽車塗料、軌道防水塗層、PCB油墨、消泡劑等領域的産品壟斷。

2003年,吉必時科技将開發高端疏水型産品作為公司發展戰略正式立項。經過3年多的攻關,取得實質性進展。2006年,吉必時科技開始試産試銷疏水型氣相二氧化矽,2007年在廣州建成了我國首套具有自主知識産權的500噸/年疏水型氣相二氧化矽生産線,又一次填補了國内技術空白,并獲得發明專利授權(ZL 200510033776.4)。同年,吉必時科技改名為廣州吉必盛科技實業有限公司。2008年,吉必盛科技與美國客戶簽訂了第一單出口合同,“GBS”這個中國品牌逐漸為歐美國家的客戶所認知。

2010年,吉必盛科技建成了國内首條1000噸/年疏水型氣相法白炭黑連續生産線,實現了疏水産品規模化生産,技術達到國際先進水平。此後,我國相繼突破了利用二甲基二氯矽烷、六甲基二矽氮烷以及聚二甲基矽氧烷對氣相二氧化矽進行表面改性的技術,産業路線和表面處理産品均填補了國内技術和産品空白,高端疏水型産品牌号基本涵蓋國外同類産品,改變了全部依賴進口的局面。

截至2018年,我國在氣相二氧化矽的生産工藝和設備、産品的表面改性及應用、産品包裝工藝和設備等方面申請并獲得授權的有效專利多達20多項。其中,宜昌彙富矽材料有限公司已擁有核心技術專利15項,該公司利用多晶矽生産過程中的副産物生産氣相二氧化矽工藝技術(發明專利号ZL 200610035301.3)和一種脫酸工藝及其設備(發明專利号ZL 201110391335.7)還榮獲中國專利獎優秀獎。

2000年,烏克蘭科學院專家到廣州白雲粘膠廠考察,并簽訂氣相法白炭黑項目技術合作協議。(資料圖片)

百折不撓

實現規模化生産

技術開發隻是實現自主生産氣相二氧化矽夢想的第一步。為盡快實現産業化,2001年5月,吉必時科技與星火有機矽産進行合作,建設了一條500噸/年氣相二氧化矽裝置,當年12月點火。

然而生産過程并不順利,吉必時科技技術開發團隊克服重重困難,對工藝和技術進行反複調試改進,直到2004年,500噸/年的裝置實現滿産超産。經過5年多的努力,中國企業終于憑借自主開發的工藝技術打破了國外的技術壁壘,實現了氣相二氧化矽規模化生産,這讓所有參與開發的技術人員興奮不已。

正當大家躊躇滿志,準備撸起袖子大幹時,一個強大的競争對手阻斷了吉必時科技前進的道路。

不斷擴展的中國市場,讓氣相二氧化矽國際巨頭卡博特不再滿足于隻是銷售産品。與此同時,中國民營企業的崛起也讓卡博特産生了些許危機感。而此時的星火有機矽廠正準備将有機矽單體産能從2萬噸/年擴大到10萬噸/年。顯然,吉必時科技現有的500噸/年裝置難以消化擴産後有機矽單體副産物。于是,星火有機矽廠選擇與卡博特合作建設4800噸/年氣相二氧化矽生産裝置。

與資金雄厚且擁有技術和人才優勢的卡博特相比,那時的吉必時科技還十分弱小稚嫩,無力抗争。情非得已,他們隻好退出了這場不在同一起跑線上的競争,選擇另謀出路。

此後,王躍林帶領技術團隊,一邊繼續完善工藝技術,一邊在吉林、浙江、四川、江蘇等地尋找合作夥伴,相繼建成了4套氣相二氧化矽生産裝置。但由于各種各樣的原因,這些裝置不是胎死腹中,就是早年夭折。每一次的打擊,對于還在起步階段的中國二氧化矽産業都是緻命的。

2006年前後,在國家大力發展太陽能政策支持下,我國多晶矽産業掀起了一股投資熱潮。氣相二氧化矽産業也因此迎來了新的轉機。多晶矽生産中副産大量四氯化矽,由于當時沒有合适的處理技術,國内曾多次出現非法處置四氯化矽的嚴重環境污染事件。如何無害化處置四氯化矽成為多晶矽産業發展的一大瓶頸。

在這場環境危機中,吉必時科技尋到了新的生機,公司掌握的以四氯化矽為原料制備氣相二氧化矽的專利技術排上了用場。公司通過技術轉讓的方式幫助國内幾家大型多晶矽生産企業建設了多套四氯化矽綜合利用的生産裝置,既解決了令人頭痛的環境污染問題,同時也生産出大量國内緊缺的氣相二氧化矽,可謂一舉兩得。

在吉必盛科技的示範和帶動下,全國多晶矽及相關企業紛紛效仿,建成了幾十套氣相二氧化矽生産線,單套最大規模也提升到1000噸/年。到2008年,我國氣相二氧化矽總産能達到2.3萬噸,總産量達1萬噸,産業規模雛形顯現。

此後,我國氣相二氧化矽産業迎來了快速發展的10年。截至2018年,我國氣相二氧化矽總産能為13.86萬噸/年,産量約9.24萬噸,國産氣相二氧化矽不僅能滿足國内需求,而且産品還出口到全球50多個國家;生産企業達到22家,其中國内企業18家,宜昌彙富矽材料有限公司成為國内最大的生産企業,單套生産裝置規模擴大到了6000噸/年,年産量接近1萬噸。

經過20年艱苦創業與自主創新,在一代有志之士的拼搏與奮鬥中,我國氣相二氧化矽民族産業從一個弱不禁風、蹒跚學步的幼童成長為一個朝氣蓬勃、活力四射的青年,自豪地屹立于世界民族之林。

廣州吉必時科技實業有限公司在江西星火工廠廠區建設的氣相二氧化矽生産裝置。(資料圖片)

制訂國标

加快國産化進程

一個産業的健康發展,離不開技術标準的保駕護航。開發團隊從一開始就充分意識到這一點。他們一邊開發技術,一邊進行産業化,一邊抓緊制訂企業産品标準。

當時,國内外沒有專門的氣相二氧化矽國家标準和行業标準,能用來參考的隻有國際标準ISO3262-20:2000(E)《塗料和添加劑——說明及一般方法 第二十部分:氣相二氧化矽》,其中規定了氣相二氧化矽的一般技術指标和試驗方法,但一些關鍵指标比如表面積以及測試方法等,标準中都未涉及。

為了能制訂出一個像樣的标準,起草小組負責人查閱了大量國外資料,不斷摸索、不斷修改、不斷完善,終于在2002年制訂出我國氣相二氧化矽行業第一個企業标準Q/(GZ)GBS 01-2002(氣相二氧化矽)。2003年,國家标準化委員會批準由吉必時科技與中橡集團炭黑工業研究設計院共同主持完成我國第一部氣相法二氧化矽标準的制訂工作。該标準在吉必時科技企業标準的基礎上,根據國内外生産和使用企業的最新發展和實際應用,對技術要求和試驗方法進行了補充完善。

2005年,我國首個氣相二氧化矽國家标準——GB/T 20020-2005《氣相二氧化矽》正式頒布實施。該标準的制訂和實施,使我國氣相二氧化矽産業走上了規範、健康的發展道路,加快了氣相二氧化矽國産化發展的進程,帶來了良好的經濟效益和社會效益。

随着行業的快速發展以及用戶要求的不斷提高,中橡集團炭黑工業研究設計院和吉必盛科技又對标準進行了修訂。新版GB/T20020-2013《氣相二氧化矽》在技術要求上進行了範圍縮減,更加符合目前行業技術水平的要求,同時還參照ISO相關标準對相關測試方法進行了修改,對檢驗、包裝、采樣等進行了修改和細化,使新版标準更符合實際生産和應用的情況,對提升行業的技術水平、加強産品質量控制、拓展産品應用領域、帶動氣相法二氧化矽和相關産業鍊的發展起到了積極作用。

制訂ISO标準

提升國際話語權


随着國際貿易的競争,“規則之戰”趨勢越來越明顯。王躍林意識到,搶占國際标準的制高點對于進一步提升我國氣相二氧化矽産業的國際話語權至關重要。

2014年,吉必盛科技經過與德國赢創工業集團公司協商決定聯合制訂國際标準,雙方于2014年向ISO/TC256正式提出來新标準提案。提案于2015年10月正式獲得立項批準,并決定由中國專家王躍林博士擔任負責人,德國赢創工業集團質量總監Martin Reisinger博士擔任聯合負責人。

2018年3月,ISO18473-3《矽橡膠用氣相二氧化矽》正式發布,标準以國内外氣相二氧化矽産品綜合生産水平和評價方法為依據,以我國GB/T 20020-2013為基礎,對矽橡膠用氣相二氧化矽系統提出了核心評價體系和檢測方法。

該項國際标準的發布對我國氣相二氧化矽産品的推廣和應用起到積極的促進作用,帶動我國數千億矽橡膠下遊市場的發展,為我國氣相二氧化矽産品更好地走向國際市場奠定了基礎,也為中國企業争取到了更多的國際貿易主動權。該标準的制訂過程也堪稱是由企業标準轉化為國家标準、國際标準的典範,對中國企業的國際化發展具有重要的指導意義。


本文作者:李聞芝


關鍵字:炭黑
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