是什么樣的“黑科技”新材料,能讓涂抹后的雞蛋隨意摔落和壓迫都不會破?能讓新能源汽車底護(hù)鋼板承受住1200焦耳(1焦耳的沖擊力相當(dāng)于讓一個1公斤的物體瞬間移動1米)的沖擊能量?
走進(jìn)位于北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的中珀(北京)新材料科技有限公司(以下簡稱中珀新材)總部和研發(fā)中心,一種名為“高分子碳納米復(fù)合材料”的新材料讓人大開眼界。中珀新材創(chuàng)始人、董事長鄧強(qiáng)介紹:“我們是一家專注于功能防護(hù)涂裝新材料的研發(fā)、生產(chǎn)與前沿應(yīng)用的高科技企業(yè),高分子碳納米復(fù)合材料是我們自主研發(fā)的一個拳頭產(chǎn)品,已被中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會評價為‘國際*’水平!
自主研發(fā)打破國外企業(yè)壟斷
中珀新材的高分子碳納米復(fù)合材料到底是什么?又是怎么“煉”成的?
“這是一種添加碳納米管材料復(fù)合而成的高分子材料,具有超強(qiáng)的防水、防腐、防滲、耐候、超耐磨、抗沖刷、抗沖擊、防彈、防爆等性能。其中,防水抗?jié)B功能在江西省水利科學(xué)院的測試中,1.5毫米厚的涂層材料經(jīng)各種極限方法測試,實(shí)測數(shù)據(jù)高出國家標(biāo)準(zhǔn)四十余倍。”在展廳,中珀新材總經(jīng)理于杰指著展臺上的碳結(jié)構(gòu)模型解釋道,“所謂碳納米管,就是這種看起來長管狀的碳結(jié)構(gòu)。它具備很高的拉伸強(qiáng)度,是普通碳鋼的100倍以上,將這種碳納米管添加進(jìn)高分子復(fù)合材料中,能提升材料的拉伸強(qiáng)度、硬度、撕裂強(qiáng)度等性能!
面向碳納米復(fù)合材料領(lǐng)域,想要打破國外企業(yè)技術(shù)壟斷,開發(fā)獨(dú)特的產(chǎn)品設(shè)計思路只是開始,更難的是,怎樣在生產(chǎn)過程中把碳納米管添加進(jìn)去?中珀新材副總經(jīng)理劉永波表示:“從微觀結(jié)構(gòu)看,碳納米管是一根根相互纏繞在一起的。若想精準(zhǔn)將其添加進(jìn)高分子復(fù)合材料中,首要挑戰(zhàn)便是將纏繞在一起的碳納米管分散開!蓖ㄟ^反復(fù)設(shè)計、驗證,中珀新材攻克了這一技術(shù)難題,自主創(chuàng)新研發(fā)出一種碳納米管分散、添加技術(shù)。在使用自創(chuàng)專利設(shè)備條件下,不僅能將碳納米管分散開,還能用特殊材料將分散開的碳納米管包裹住,使得它們不再纏繞,*后精準(zhǔn)接枝到高分子鏈段上。
*新能源車動力電池防護(hù)革新
目前,中珀新材的高分子碳納米復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于新能源汽車、水利電力、石油化工、市政交通、海洋設(shè)施、國防軍工等領(lǐng)域。
“我們一直致力于進(jìn)入新能源汽車動力電池防護(hù)細(xì)分市場領(lǐng)域前列!敝戌晷虏母笨偨(jīng)理黃鵬說。去年11月,中珀新材和國內(nèi)一家新能源汽車頭部企業(yè)簽訂電池防護(hù)材料供應(yīng)協(xié)議,并破格成為其一級供應(yīng)商。
對新能源汽車動力電池包的底板防護(hù)來說,業(yè)界需要做刮底和托底兩項安全測試。“刮底”是指車輛行駛中刮到地面硬物,“托底”是指刮到的硬物撞擊底板。在一項針對新能源汽車底護(hù)鋼板的沖擊測試中,一個26.1公斤的落錘從4米高度自由落體,以1200焦耳的沖擊能量砸到噴涂了1.5毫米新材料涂層的底護(hù)鋼板上,鋼板沒被砸穿,而當(dāng)時測試標(biāo)準(zhǔn)僅為600焦耳。
此外,在新能源汽車動力電池防護(hù)領(lǐng)域,中珀新材還以“由外向內(nèi)”的防護(hù)理念持續(xù)推出新產(chǎn)品。在不久前的中關(guān)村論壇上,中珀新材發(fā)布了面向鋰離子電池隔膜領(lǐng)域的界面超組裝碳納米復(fù)合材料新品,該材料能有效提升電池隔膜機(jī)械效能,增強(qiáng)電池安全性能,進(jìn)而延長約40%的電池使用壽命。該材料未來還能運(yùn)用到航天航空、國防軍工等領(lǐng)域。
從研發(fā)向市場推廣邁進(jìn)
新材料產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),是新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
聚焦新材料賽道,從2022年成立至今,中珀新材已獲得發(fā)明專利9項、實(shí)用新型專利22項,推出4款核心產(chǎn)品系列,分別是高分子碳納米復(fù)合材料體系、超組裝介孔碳納米材料體系、納米硅海洋防污涂料體系、水性自交聯(lián)氟硅新材料體系等。
從研發(fā)向市場推廣邁進(jìn),今年中珀新材將主要聚焦新能源汽車動力電池內(nèi)外部防護(hù)、國防軍工和城市老舊熱力管道在非開挖場景下管道內(nèi)壁噴涂等三大市場方向進(jìn)行應(yīng)用拓展。據(jù)介紹,地下市政管網(wǎng)就是典型的非開挖場景,如在不開挖或不大面積開挖條件下,對老舊管道的內(nèi)壁進(jìn)行防腐防護(hù)處理,需要利用高科技設(shè)備和先進(jìn)工藝無人進(jìn)入管道內(nèi)部,將防護(hù)新材料噴涂在管道內(nèi)壁上。目前中珀新材已完成立項,預(yù)計年底前能形成從材料、工藝到設(shè)備的整體解決方案。
“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,我們將繼續(xù)以自主研發(fā)推動新材料的國產(chǎn)替代,做新材料行業(yè)先行者!编噺(qiáng)表示。尤其是面向新能源汽車動力電池防護(hù)領(lǐng)域,中珀新材已和18家新能源動力電池生產(chǎn)企業(yè)和汽車整機(jī)廠合作,推進(jìn)40余項應(yīng)用測試,接下來預(yù)計將于今年年內(nèi)邁入國內(nèi)新能源動力電池防護(hù)細(xì)分領(lǐng)域前列。