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环氧乙烯基酯树脂(以下简称“乙烯基酯树脂”)技术从在国内得到认识,开展基础研究、应用研究、试验发展,再到商品化、产业化、国际化,已经60余年了,从1973年周润培教授率先研发、1975年在上海石化总厂应用到现在,也有40多年了。到目前,该技术成果的转化结出了硕果。

在乙烯基酯树脂技术成果40多年的转化历程中,先后迈上了四个台阶。

第一个台阶:转入校办工厂投产

1975年中试产品用于上海石化总厂维尼纶厂醛化浴的防腐蚀工程,1980年解决了石化行业的防腐蚀难题,反映了该成果的广阔前景。为此,华东理工大学于1981年将乙烯基酯树脂成果放在校办化工厂进行转化。1992年7月,华东化工学院化工厂更名为华东化工学院华昌聚合物公司(以下简称“华昌聚合物公司”)。然而,华昌聚合物公司的管理体制和经营机制不适应科技成果转化的要求,加之缺乏融资能力和渠道,公司的发展陷入困境,连职工的工资都发不出来了,濒临倒闭。

第二个台阶:华昌聚合物公司改制

1998年6月,上海市人民政府发布了《上海市促进高新技术成果转化的若干规定》(以下简称“若干规定”),对科技成果转化实行财政资金扶持、人才引进、职称评审、金融支持、要素分配等一系列的扶持政策。在科技成果转化政策的激励下,华东理工大学与徐汇区联合,共同推进乙烯基酯树脂成果的转化。在上海市徐汇区人民政府的大力支持下,1998年9月,上海市徐汇区华泾镇所属的龙华、天华、牌楼等实业公司向华昌公司注资682万元,华昌公司以有形资产和无形资产作价,并引入自然人股东,按照《公司法》的规定,将华昌聚合物公司改制为华昌聚合物有限公司,注册资本为1550万元。其中科技成果作价387.5万元,占25%的股权。

华东理工大学对新的华昌公司实行优惠政策,充实了科技成果转化人才队伍。改制后参与乙烯基酯树脂成果转化的研发人员和经营管理人员仍然保留其学校的编制和岗位。这一做法使参与成果转化的教职工没有了后顾之忧,当时有60多人自愿到华昌公司继续从事科研和生产经营工作,由当时任华东理工大学校产总支书记的刘坐镇教授领衔。

这是乙烯基酯树脂技术成果转化向前迈出的非常重要的第二步,也是该成果转化过程中的第二个里程碑事件。

为进一步调动科技人员的积极性,华昌公司的法人股东从公司的长远发展的角度出发,逐步降低持股比例,将股权转让给华昌公司的经营骨干和员工,经营管理骨干等自然人所持股权达到47%。

第三个台阶:在上海化工区建成生产基地

2004年8月,华昌公司“以产顶进树脂类产品研发、中试、产学研基地项目”作为华东理工大学国家技术转移中心首批项目,入驻上海化学工业区。2008年9月,在化工区拥有占地126亩(折合84000平方米)、投资2亿元、年产6万吨的产学研基地正式投产,现代化的生产基地成为科技成果向实现生产力转化的孵化器。这是乙烯基酯树脂技术成果转化向前跨出的一大步,也是该成果转化过程中的第三个里程碑事件,即进入了规模化稳定发展阶段,具备了乙烯基酯树脂产业化的条件。

华昌公司依靠华东理工大学雄厚的科技实力和政府的扶持,得到了较快的发展,2008年注册资本扩大为4588万元,2014年扩大到6588万元。截至2015年年底,企业总人数215人,其中技术人员人数80人,技术人员占比40%以上,拥有22项授权发明专利,100多项企业标准获得备案,参与10多项国家或行业标准的制定。近几年的营业总收入均在3亿元以上,2011年实现总收入3.8亿元,净利润3000多万元,纳税1100多万元。到2015年,虽然销售收入有所下降,只有3.3亿,但利税总额高达6500万元。经过多年的转化,MFE乙烯基酯树脂广泛应用在化工防腐、交通运输、环境保护、新能源等领域,连续十余年国内市场占有率第一,打破了亚什兰、帝斯曼等跨国公司垄断,奠定了华昌公司在中国乙烯基酯树脂领域的领头羊地位。

第四个台阶:技术与品牌输出国外

MFE乙烯基酯树脂批量出口至德国、荷兰、加拿大、日本、澳大利亚、俄罗斯、中东等35个国家和地区,年出口额800万美元。

为有效占领国际市场,2014年华昌公司授权法国诺德(Nord)公司和马亚西亚树脂理建(Luxchem)公司生产“MFE树脂”,即华昌公司负责新产品研发,并提供技术咨询和技术培训服务,收取技术实施许可费,合作方负责生产、销售。这一合作从出口产品向输出技术与品牌的跨越,不仅节省了产品的运输成本,还进一步扩大了国际市场占有率。

2015年,华昌公司借助国家“一带一路”战略,进一步提升合作层次,提供厂房设计、整体工艺包、技术服务等系统解决方案,由沙特的合作方提供资金和土地,在沙特吉达建设年产4万吨树脂合作工厂,预计于2017年5月投产。

科技成果转化是一个系统工程

科技成果转化是一个非常复杂的过程,其核心是解决好三个问题:一是研制出市场上适销对路的产品,即产品开发;二是批量生产出一致性好、质量合格、品质优良的产品,即工艺开发;三是将生产出的产品有效传递到目标客户(消费者)手上,即商业模式开发。关键是把握好消费者需求,为消费者创造出最大的价值。

图1是华昌公司树脂类产品研发流程图。从图1中可以看出,首先是了解客户对树脂的基本要求,包括耐温高低、耐腐蚀介质特性和力学性能。从耐热性、耐腐蚀性和力学性能进行分子结构设计,确定选择树脂的类型。然后跟客户沟通,明确其采用的复合材料成型工艺,以便确定粘度、凝胶时间、固化特性等技术指标,从而根据这些技术参数进行配方设计。同时根据阻燃、透光、导电、韧性等特殊性能的要求,进一步完善配方中的各组分,使配方树脂的性能达到各项技术要求,满足用户的使用需要,从而形成树脂产品的各种规格。

从图1中可以看出,小试产品只有经过检验、试用合格后才能进入中试;中试产品经过检验、试用合格后才能进行批量生产,如果小试、中试和批量生产中的产品技术指标经测试达不到要求或用户试用不合格,需要重新设计配方或调整配方。

科技成果转化的关键过程是工艺开发,通过工艺改进和创新,不断扩大生产规模,降低生产成本。华昌公司为生产出合格的乙烯基酯树脂,不断探索其生产工艺。

从图2可知,产品研制出来以后,首先要进行工艺小试研究,主要是对工业原料进行试验,选择合适的工业原料。其次,进行概念设计,结合市场需求和技术经济要求,掌握其原理。第三,工程放大,从批量100Kg、1吨、5吨、10吨、30吨等逐一进行放大试验,找到放大规律及其判据。如果找到了放大规律,就进行工业化设计。如果没有找到放大规律及其判据,则要进行中间试验,以进一步寻找其放大规律。第四,工业化设计以后,就进行设备采购、安装、调试。在调试过程中,要进行单元设备调试和水联动调试。第五,设备调试以后,就进行工业化试生产。如果能够生产出合格的产品,就进行工业化投产。如果不能够生产出合格的产品,还要进行进一步的调试,直到生产出合格的产品为止。

2000年,华昌公司乙烯基酯树脂产销量达到了800吨,2012年突破10000吨,目前达到了年总生产能力6.8万吨,其中环氧树脂10000吨/年,环氧乙烯基酯树脂 20000吨/年,不饱和聚酯树脂30000吨/年,防腐蚀涂料5000吨/年,核纯胶粘剂3000吨/年。单釜乙烯基酯树脂30吨,单釜不饱和聚酯树脂40吨。拥有全球最大的乙烯基酯树脂反应釜和不饱和聚酯树脂反应釜,生产过程全程采用先进的DCS集散系统集中控制,确保产品质量稳定、可靠、可追溯。

除了树脂配方设计(新产品开发)、工艺放大外,树脂应用工艺开发也是成果转化一个关键的过程。

复合材料具有不同的成型工艺,包括手糊成型、喷射成型、纤维缠绕、拉挤成型、树脂传递成型、SMC/BMC模压工艺、预浸料成型等成型工艺。例如,在管道、贮罐上,要采用缠绕工艺,型材、管材、棒材采用拉挤工艺,大型风电叶片、造船等采用液体成型工艺,航空复合材料大多采用预浸料工艺。不同成型工艺对树脂的工艺性能要求是不同的,因此在进行树脂新产品研发配方设计时要充分考虑。如树脂传递成型工艺生产大型风力叶片时,不仅要求树脂粘度低,而且要求凝胶时间长,有足够的可操作时间,同时要求厚部位一次成型不开裂,薄的部位固化完全。而SMC/BMC对树脂的要求是增稠、低收缩、高反应活性。

在树脂使用过程中,树脂供应商不仅需要向用户提供树脂选材及反应活性、固化特性等相关技术参数,还需要提供模具设计、铺层设计、生产工艺等系统解决方案。这样才能指导用户更好地使用树脂,使树脂与其生产设备、生产工艺匹配,达到树脂与增强材料浸润性好,树脂固化完全,生产效率提高,以充分发挥其性能优点。

华昌公司不断按照市场需求进行产品研发,研发出了具有不同性能和用途的化工防腐产品,不断扩大乙烯基酯树脂的应用领域,从无到有、从有到形成系列,基本覆盖各个应用领域的完整的产品体系,实现了产品从耐腐蚀材料向结构材料再向功能结构一体化材料的演变。产品线的形成过程见表1:

表1 华昌公司部分MEF系列产品一览表

双酚A型环氧乙烯基酯树脂

耐腐蚀FRP制品;玻璃鳞片涂料与胶泥;食品级

双酚A型环氧乙烯基酯树脂

耐蚀FRP制品,胶衣基体树脂

聚氨酯改性乙烯基酯树脂

高韧性,低收缩;防渗漏层和表面胶衣层;模具制作及整体复合材料桥梁

酚醛型环氧乙烯基酯树脂

耐高温、耐溶剂、耐氧化介质

反应型阻燃型乙烯基酯树脂

防腐蚀、阻燃;阻燃耐蚀FRP衬里,如储罐、管道、电除雾器等

高强度高韧性乙烯基酯树脂

高韧性、高抗击强度、高粘接强度、低收缩;高速铁路弹性垫片、头盔,勾缝材料、密封材料和FRP衬里界面层

海特酸改性乙烯基酯树脂

高氧化性介质;氯碱行业储槽、洗涤器、电解槽,造纸行业ClO2、H2O2 漂白系统

双酚A型环氧乙烯基酯树脂

气干性、低收缩、耐碱性突出;树脂混凝土整体电解槽

反应型阻燃乙烯基酯树脂

双酚A型环氧乙烯基酯树脂

防腐蚀、阻燃;阻燃耐蚀FRP衬里,如储罐、管道、电除雾器等。

长期耐热耐动态疲劳,耐碱性优良;

高性能环氧乙烯基酯树脂

双酚A型环氧乙烯基酯树脂

耐碱性突出,低放热峰,低收缩;各种耐腐蚀玻璃钢制品,金属或混凝土结构表面的玻璃钢内衬

阻燃、耐腐蚀,满足ASTM、BS476、DIN5510等标准要求;阻燃低烟要求的玻璃钢制品,如烟道、交通运输FRP部件等。

BMC/SMC模压工艺用环氧乙烯基酯树脂

适用于BMC、SMC模压成型工艺;运动器材、汽车零件及模压制品,如鞋头等。

拉挤工艺用环氧乙烯基酯树脂

适用于拉挤工艺要求;各种玻璃钢制品。

耐高温耐溶剂酚醛乙烯基酯树脂

耐高温,耐溶剂,耐氧化性介质,力学性能优异;有较高耐温要求的耐腐蚀玻璃钢制品

高韧性环氧乙烯基酯树脂

高韧性,适用于抗冲击、高韧性复合材料的制作。如高压气瓶。

低苯乙烯挥发树脂和无苯乙烯树脂

固化速度快、低辐射剂量,具有非常好的耐热性、耐磨性和耐溶剂性。

打印速度快、精度高、产品具有较高强度

华昌公司在科技成果转化中,采取了以下措施:

1、以市场为导向,产学研用结合

华昌公司及其技术均来源于华东理工大学,并依托华东理工大学材料、化工、环境等不同的学科资源和人才优势,加强校企的紧密合作。华昌公司与华东理工大学材料学院共建华东理工大学防腐蚀技术开发中心。该中心负责防腐蚀技术、新材料的开发和应用,并为先进材料保护技术等学科的专业建设提供支撑。

在乙烯基酯树脂的产品研制中,要运用高分子化学、应用化学和有机化学等方面的知识,并根据其应用领域及对防腐产品性能和成型工艺的要求,进行配方设计确定分子结构。在生产工艺开发方面,通过系统集成,运用化工机械、化学工程、反应工程和自动控制等多学科资源,解决了工程放大后生产过程中产品放热集中易产生凝胶的难题,通过DCS控制系统稳定了产品质量,提高了生产效率。

华昌公司还主动与国内多所高校、行业知名企业开展了紧密的合作,大大加快了科技成果转化的进程。

华昌公司与清华大学核能与新能源技术研究院共建核纯树脂联合研究室,开展用于配套高温气冷堆核电站的核纯级树脂的研发、中试和产业化工作;与西北工业大学共建高速铁路新材料联合研究所,开展高速铁路建设工程用新材料的研发和产业化工作;与上海飞机制造有限公司、上海玻璃钢研究院、中复连众集团、上海石化等结成了战略联盟,以研发民用航空、新能源、环境保护的新材料。华昌公司参与上海复合材料技术创新战略联盟,参与国内航空、航天及汽车领域复合材料结构件的设计、材料、制造、原材料国产化等工作。

华昌公司联合上海市腐蚀科学技术学会、上海电力学院成立了上海防腐蚀新材料工程技术研究中心,开展防腐蚀新材料研发、中试和产业化,包括防腐蚀新材料合成、性能表征和应用试验研究和开发。

正是因为与国内多所高校、多家企业建立了紧密的合作关系,建立了比较完善的技术创新体系,形成了较强的技术、产品和工艺等的开发能力。因此,完善的技术创新体系是华昌公司实施科技成果转化的根本保证,强大的技术开发能力是其核心竞争力的源泉。

2、注重专利、标准、商标等工作

华昌公司管理层逐渐认识到,未来的竞争是知识产权和品牌的竞争,打造具有自主知识产权的品牌是企业提高核心竞争力的战略选择。为了保持公司在防腐蚀行业与复合材料技术领先地位,华昌公司对技术创新和产业化过程中知识产权的创造、运用和保护等工作健全了管理制度,完善了激励机制,大力提高了专利技术的应用率与产业化程度,乙烯基酯树脂的专利成果产业化率达到了百分之九十以上。目前华昌公司的专利申请量在逐年递增,其中乙烯基酯树脂技术方面共申请发明专利二十余项。

为了提高防腐蚀行业整体技术水平,华昌公司参与了相关国家标准、行业标准的编制工作,包括《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》(GB ),《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB),《环氧树脂自流平地面工程技术规范》(GB ),《乙烯基酯树脂防腐蚀工程技术规程》(GB ),《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》(GB)。这些标准为MFE乙烯基酯树脂在防腐蚀领域、建筑领域的成功应用提供了保障。

华昌将乙烯基酯树脂注册商标为“MFE”、“MERICAN”。经过多年的品牌宣传,有效提升了MFE品牌在国内外客户中的知名度和影响力,形成了具有自己特色的品牌传播之路。在国内防腐蚀复合材料行业,MFE成为乙烯基酯树脂的代名词。

华昌公司作为一个知识密集型的高科技企业,通过制定并实施针对技术人员、管理人员、营销人员和生产人员不同的激励措施,积极营造了凝聚人才、激励人才、发展人才的良好氛围,形成老中青三代技术人员组成的技术团队,涌现出全国劳动模范、国务院特殊津贴、上海市劳动模范、上海市领军人才、全国防腐蚀大师、上海市学科带头人、徐汇区领军人才等高级专业人才队伍。

4、建立了完善的激励机制

华昌公司制订了《华昌公司科技八条》,充分调动每个研发人员的积极性和主动性。主要的激励措施包括:

(1)实行了“课题制”,建立了科技人员重奖机制,将科技人员的贡献、绩效与其收入挂钩。科技成果实现产业化后,根据该成果产生的经济效益连续8年按销售量进行提成科技奖励,提成比例根据原材料占售价的比例确定(按销售额的0.5%-5%提取)。
(2)实行管理层和工作骨干的持股制度,使管理层和工作骨干分享企业发展的成果,进而激发其积极性、创造性。
(3)每年选拔优秀人员到各相关高等院校深造,全部费用由公司承担。华昌公司鼓励员工在职读研,属于公司鼓励科目的学资由公司支付。
(4)申请专利者可获得专利申请奖励、专利授权奖励、专利实施奖励,并记入员工档案,作为员工晋升的考评依据之一。
(5)每年组织科研人员出国考察,交流。有贡献的工程技术人员除享有规定的年假外,公司还安排国内旅游。

这些制度的实施,极大地调动了广大科技人员的积极性,取得了较好的效果。

5、为用户提供系统解决方案

华昌公司倡导“技术促销”开拓市场,采取“材料、工程、案例、设计”四结合的方式,实施咨询、设计、工程与服务一体化解决方案,稳步推进乙烯基酯树脂的应用,并不断扩大市场规模。

华昌公司在全国防腐工程密集的地区和企业,组织数十期防腐蚀材料与工程技术交流研讨会、培训班,采取多种形式加强技术培训与服务,为市场和企业培训技术骨干,包括统一组织培训班进行专题培训,上门为用户开展技术培训,加强售后技术服务,对用户进行电话指导等,推进乙烯基酯树脂的应用。

为进一步推进防腐蚀产品在工程上的应用,华昌公司主动进入化工防腐施工领域,成立工程部承接防腐蚀工程项目,开展工程服务,按用户要求进行防腐设计,并承担承包、施工、监理防腐蚀工程。十多年来,华昌公司先后承接全国数十项重点项目的防腐工程,取得了较好的业绩。

6、充分享受政策的扶持

华昌公司先后获得上海市高新技术企业、国家火炬计划重点高新技术企业、上海市科技小巨人培育企业与科技小巨人企业、上海市知识产权示范企业、上海市创新示范试点企业、上海市创新示范企业等称号,6项产品被认定为国家重点新产品、7项产品被评为上海市重点新产品、6项技术成果被认定为上海市高新技术成果转化项目。先后承担上海市科技攻关项目3项、上海市高新技术产业化项目1项等,上海防腐蚀新材料工程技术研究中心,其技术中心被认定为上海市企业技术中心。华昌公司的成果转化是离不开市各级部门的政策引导和资金扶持、财税优惠政策。

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