公示信息-面向风电用碳纤维复合材料规模制造与应用关键技术及其产业化公示.docx

2023 年度新疆自治区科学技术奖提名项目公示 项目名称：面向风电用碳纤维复合材料规模制造与应用关键技术及其产业化 申报单位：新疆隆炬新材料有限公司、东华大学、江苏澳盛复合材料科技有限公 司、艾郎科技股份有限公司、上海工程技术大学、新疆大学 提名单位意见：对照自治区科技进步奖授奖条件，提名建议该项目为自治区科技 进步奖一等奖。 一、项目简介 项目属高性能纤维与复合材料领域。风电是绿色能源，中国在技术和规模方面均 处于国际领先地位。更轻更长叶片是提高风电效率和性价比的重要发展方向。应用碳 纤维增强复合材料（CRFP）制造叶片主梁是叶片减轻重量，增加叶片长度的有效途径。 项目团队多年持之以恒，长期开展 CFRP 主梁叶片、叶片用拉挤碳板、风电专用碳纤 维低成本规模制造关键技术研发，并实现规模产业化。主要创新如下： （1） 攻克 CFRP 大型风电叶片结构设计与验证、CFRP 大型风电叶片高效规模 制造等关键技术，在国内外建立 6 大生产基地，产品占全球市场 20%，中国市场 50%， 正在策划新疆建立大型生产基地； （2） 攻克风电叶片用拉挤碳板复合材料表界面调控、碳纤维与树脂匹配、快速 浸润、CFRP 碳板低成本高效规模制造等关键技术，建立 100 多条生产线，产品占全球 市场 30%，单家企业碳纤维用量全球最多； （3） 研发建立高起始温度高效快速预氧化新技术、碳化裂解反应及其多级结构 和微缺陷调控技术体系、碳纤维与风电复合材料基体匹配及其表界面调控技术，建立 年产 6000 吨风电专用生产线。 项目发表论文 19 篇，授权发明专利 10 件，实用新型 28 件，三年累计新增产值 60 亿元。 项目技术对细分市场碳纤维研发、规模生产、规模应用，对支撑碳纤维规模化发 展，为中国成为全球碳纤维最大应用和生产国具有借鉴意义；对支撑风电大型化等技 术进步具有重要意义。 二、推广应用情况 项目 CFRP 主梁风电叶片结构设计、规模制造等关键技术在艾郎科技股份有限公司应用，在全 球建立 6 大生产基地，产品占全球 20%，中国市场 50%。碳纤维与树脂匹配性、浸润性、拉挤碳 板规模制造等技术在江苏澳盛复合材料科技有限公司应用，建立了 100 多条生产线，产品占全球市 场 30%，澳盛为单家企业用碳纤维全球最多。风电专用碳纤维低成本规模制造、碳纤维与风电基体 树脂浸润性等技术在新疆隆炬新材料有限公司应用，建立年产 6000 吨生产线，产品在风电碳板全 球龙头规模应用。 三、主要知识产权目录 主要授权专利 序 号 国 别 专利类型 专利名称 发明人 专利号 授权日期 1 中 国 发明专利 一种碳纤维增强 材料用环氧树脂 体系 赵清新;郎鸣华; 严兵;何定军;郭 海军;刘腾达;刘 孟强;张可可;施 刘生 ZL201711353153.4 2020-08-21 2 中 国 发明专利 一种有机无机杂 化的高性能树脂 增韧剂及其制备 方法 肖杰,孙泽玉,余 木火,戚亮亮,闵 伟,秦银乐 ZL202210032366.1 2022-04-29 3 日 本 发明专利 碳素纤维及其原 丝、预氧化纤维 的制造方法 余木火，荣怀苹， JP 2012-502426 韩克清，王兆华， 张毅伟，田银彩， 董勤礼，赵曦， 张辉 2013 4 日 本 发明专利 预氧化纤维的制 造方法 余木火，荣怀苹， JP 2013-157840 韩克清，王兆华， 张毅伟，田银彩， 董勤礼，赵曦， 张辉 2015 5 中 国 发明专利 一种水性碳纤维 上浆剂及其制备 方法和应用 严兵;赵清新;施 刘生;郎鸣华;何 定军;张林强;刘 腾达;刘圣强;张 可可;钱馨馨 ZL201810821516.0 2021-08-24 6 中 国 发明专利 具有离型功能的 环氧树脂、固化 物及其碳纤维复 合材料 严兵;郎鸣华;赵 清新;何定军;刘 成;唐许;张林强; 张可可;施刘生 ZL201910124315.X 2021-05-18 7 中 国 发明专利 一种碳纤维表面 上浆剂及其应用 严兵;赵清新;施 刘生;郎鸣华;何 定军;张林强;刘 腾达;刘圣强;张 可可;钱馨馨 ZL201810852568.4 2020-03-31 8 中 国 发明专利 一种碳纤维展宽 设备和工艺 严兵;刘成;施刘 生;张可可;许文 前 ZL201610616675.2 2018-05-01 9 中 国 实用新型 一种用于制造风 电叶片主梁的拉 挤板材的生产设 备 刘成;施刘生;张 可可;唐许;郎鸣 华;严兵;许文前 ZL201920464363.9 2020-02-14 10 中 国 实用新型 一种拉挤板材的 生产设备 刘成;赵清新;郎 鸣华;唐继青;鲍 王飞;詹景超 ZL202121590086.X 2021-12-24 11 中 国 发明专利 风电叶片后缘粘 接角区域降温方 法 孙元荣;李成威; 崔锋锋 ZL 201710994099.5 2018-04-13 12 中 国 发明专利 模具以及风电叶 片腹板组件的制 备方法 孙元荣;周宇;王 含 ZL 201710750681.7 2018-01-26 13 中 国 实用新型 丝束卷绕装置及 碳纤维缠绕装置 周游;马祥林;夏 广和;朱良保;张 永明;张保平;李 英民;张开山;孙 宝红;温廷佩;邱 安军;秦刚 ZL 202220443178.3 2022.06.14 14 中 国 实用新型 一种碳纤维生产 上浆液浓度的在 线检测装置及生 产碳纤维装置 张超;马祥林;朱 良保;张永明;黄 辽东;邱安军;夏 广和;周游 ZL 202220857220.6 2022.08.09 15 中 国 实用新型 碳化炉冷却装置 及碳纤维生产设 备 邱安军;马祥林; 黄辽东;朱良保; 张永明;张超;雷 楚彬 ZL 202221015423.7 2022.07.26 16 中 国 实用新型 具有异常检测功 能的碳纤维输送 装置及碳纤维生 产设备 黄辽东;夏广和; 孙宝红;马祥林; 朱良保;张永明; 温廷佩;程汉 ZL 202221061596.2 2022.08.09 17 中 国 实用新型 碳纤维复丝浸胶 装置及碳纤维检 测设备 张超;马祥林;程 汉;袁静;朱良保; 张永明;杨家忠; 黄辽东 ZL 202221061646.7 2022.08.12 18 中 国 实用新型 一种碳纤维丝束 用的水洗装置 周游;李英民;马 祥林;夏广和;孙 宝红;张永明;朱 良保 ZL 202221237770.4 2022.08.16 19 中 国 实用新型 碳纤维氧化炉废 气收集装置及碳 纤维生产设备 周游;邱安军;任 婷;刘勇;高飞;陈 成冬;陈成荣;胡 文龙;衡谦;刘婷; 邓静;铁宇荣;朱 良保;张永明 ZL 202221533393.9 2022.09.16 20 中 国 实用新型 具有组合填料的 焚烧炉及碳纤维 废气处理设备 周游;邱安军;任 婷;高飞;衡谦;陈 永峰;刘韬;陈百 盈;刘路;铁宇荣; 王萧;包林海 ZL 202222171684.4 2022.12.27 21 中 国 实用新型 一种碳纤维丝用 连续上浆装置 周游,黄武重 ZL 202121697757.2 2022.01.25 主要论文 19 篇 1. 余木火,赵世平,滕翠青,韩克清,顾丽霞.碳纤维表面胺基化处理提高复合材料的界面粘合性[J].纤 维复合材料,1999(04):20-22+42-63. 2. 贾文品,周金利,余木火,韩克清,朱姝.聚醚砜增韧环氧树脂的力学性能及固化体系相分离[J].玻璃 钢/复合材料,2017(03):5-10. 3. 蒋民强,程超,张辉,余木火,周金利.聚醚砜/环氧树脂共混体系流变特性与固化性能的研究[J].玻璃 钢/复合材料,2018(03):33-37. 4. 陶雷,闵伟,戚亮亮,孙泽玉,余木火.增韧改性环氧树脂固化动力学研究及 TTT 图绘制[J].复合材料 科学与工程,2020(10):21-29. 5. 柴进,孔海娟,张新异,余木火.水溶性环氧上浆剂对碳纤维复合材料性能影响[J].复合材料科学与 工程,2020(11):32-36. 6. 任婷,马祥林,张永明.碳纤维生产废水处理装置的优化[J].化工安全与环境,2023,36(06):49-51. 7. 周游. 蓄热式焚烧炉在碳纤维生产中的应用[J].化工管理,2022(05):119-121. 8. 周游. 千吨级碳纤维连续稳定生产的影响因素及解决措施[J].化纤与纺织技术,2021,50(08):45-46. 9. 周游.千吨级碳纤维氧化炉升温提速方法及建议[J].化纤与纺织技术,2021,50(12):31-33. 10. 韩克清,严斌,田银彩,荣怀萍,余木火.碳纤维及其复合材料高效低成本制备技术进展[J].中国材料 进展,2012,31(10):30-36+20. 11. 余木火,赵世平,滕翠青,韩克清,余奇平,顾丽霞.粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理(Ⅱ)碳纤 维增强复合材料的界面[J].玻璃钢/复合材料,2000(02):9-13. 12. 余木火,赵世平,滕翠青,韩克清,余奇平,顾丽霞.粘胶基碳纤维连续式电化学氧化表面处理(1)—碳 纤维表面的物理化学性能[J].玻璃钢/复合材料,2000(01):23-27. 13. 赵世平,袁象恺,余木火.碳纤维的电化学氧化表面处理[J].纤维复合材料,1998(04):7-9. 14. 柴进,孔海娟,张新异,余木火.含碳纳米管上浆剂上浆改性碳纤维及其界面研究[J].复合材料科学 与工程,2020(08):64-69. 15. 田银彩,韩克清,余木火.不同纺丝法制备的聚丙烯腈纤维的结构与性能[J].东华大学学报(自然科 学版),2017,43(03):322-327+334. 16. 张文辉,韩克清,张静洁,刘淑萍,陈磊,余木火.纺丝前热处理对聚丙烯腈结构和热性能的影响[J].合 成纤维,2014,43(02):34-37. 17. 余奇平,滕翠青,余木火.国内外碳纤维上浆剂研究现状[J].纤维复合材料,1997(02):50-54. 18. Qiao M, Kong H, Ding X, Muhuo Yu. Effect of graphene oxide coatings on the structure of polyacrylonitrile fibers during pre-oxidation process[J]. RSC advances, 2019, 9(48): 28146-28152. 19. Muhuo Yu, Ruize Gao, Liangliang Qi, Yuanrong Sun, Lele Cheng, ZhonghaoMei, Mingtao Sun ， Zeyu Sun Large-tow carbon fibers coated an aqueous epoxy sizing agent to enhance interfacial interactions，Journal of Macromolecular Science, Part A，2023. 四、主要完成人情况 主要完成人情况 姓 名 余 木 火 排 名 1 行政职 务 国重实 验室副 主任 技 术 职 称 教 授 工作单 位（完 成单位 ） 东华大 学 新疆隆 张 永 明 2 总经理 / 炬新材 料有限 公司 对本项目的主要学术贡献 项目第一完成人，作为东华大学高性能纤维及其复 合材料领域领军人才，担任项目技术研发和成果转 化总负责人，为项目创新设计及制备、生产工艺方 面做出贡献。对风电叶片制备树脂增韧、快速浸润 提高纤维与树脂的浸润性作出贡献；对风电用碳纤 维的快速预氧化、低高温碳化以及上浆剂开发作出 贡献。 项目的主要完成人；为风电专用碳纤维生产线设计、 建设、运行等主要技术骨干，开展风电专用碳纤维 氧化碳化及表面处理研发，风电用碳纤维生产线建 设和系统集成作出贡献，为碳纤维生产线技术负责 人。 郎 鸣 华 孔 海 娟 孙 元 荣 郭 继 玺 周 游 孙 泽 玉 马 祥 林 韩 克 清 张 可 可 夏 广 和 科技办 主任 高 级 工 程 师 江苏澳 盛复合 材料科 技有限 公司 本项目的主要完成人，为风电用碳板规模主要技术 骨干，开展风电碳板低成本规模制造技术研发，建 立快速拉挤风电碳板制备关键技术。 / 副 教 授 上海工 程技术 大学 项目的主要完成人，主要开发风电用碳纤维上浆剂， 开展风电专用碳纤维氧化碳化及表面处理相关研 究。。 技术总 监 总 工 程 师 艾郎科 技股份 有限公 司 项目的主要完成人，为风电叶片设计、验证、制造 技术研发及生产的负责人，建立叶片主梁碳纤维复 合材料、叶片大型复合材料结构高效制造技术，并 进行产业化。。 / 教 授 新疆大 学 项目的主要完成人，主要负责碳纤维表面改性，与 东华大学、新疆隆炬等单位合作，开展风电专用碳 纤维表面处理等研发。 副总经 理 / 新疆隆 炬新材 料有限 公司 项目主要完成人，主要负责风电用碳纤维的预氧化 、低高温碳化等关键技术和工艺技术开发和关键装 备开发，主要负责风电用碳纤维生产线建立和产品 性能调控。 / 讲 师 东华大 学 本项目主要完成人，主要负责风电用大丝束碳纤维 碳化、风电碳板复合材料用树脂增韧、拉挤成型等 技术开发。 9 研发总 监 / 新疆隆 炬新材 料有限 公司 项目主要完成人，主要负责风电用碳纤维预氧化、 低高温碳化过程中的纤维结构和性能调控，并指导 风电碳纤维生产线建设。 10 复合材 料系副 主任 教 授 东华大 学 主要负责碳纤维的快速低成本预氧化工艺及关键 技术开发 工 程 师 江苏澳 盛复合 材料科 技有限 公司 主要负责风电用碳纤维复合板的拉挤成型关键技 术和工艺、关键设备的开发 / 新疆隆 炬新材 料有限 公司 主要负责风电用碳纤维制备过程中预氧化、低高温 碳化关键技术和关键设备的开发，碳纤维生产系统 开发。 3 4 5 6 7 8 11 12 副总经 理 技术骨 干 五、主要完成单位及创新推广贡献 排 名 完成单位 主要贡献 新疆隆炬新 材料有限公 司 新疆隆炬新材料有限公司作为第一完成单位，主要贡献为：建立了 风电专用碳纤维低成本规模制造关键技术，并通过系统工程集成， 建立年产 6000 吨风电用碳纤维生产线，纤维产品应用于风电叶片， 满足风电应用要求。 2 东华大学 东华大学作为第二完成单位，对本项目主要学术（技术）贡献如下 ：开展风电叶片 CFRP、风电用碳板低成本规模制造、碳纤维氧化 碳化、电化学表面处理、上浆剂等关键技术研发，相关成果应用在 新疆隆炬新材料、澳盛复材碳板拉挤及艾郎叶片制备。 。 3 江苏澳盛复 合材料科技 有限公司 江苏澳盛复合材料科技有限公司为主要完成单位，主要贡献为：开 展风电用碳板低成本规模制造、碳纤维与风电专用基体树脂匹配性 等关键技术研发，建立拉挤碳板规模制造生产线，碳板在艾郎、 Vestas 等风电叶片中进行应用。 4 艾郎科技股 份有限公司 艾郎科技股份有限公司主要完成单位，主要贡献为：建立 CFRP 主 梁叶片制造过程中叶片的结构设计、规模制造关键技术研发，并进 行技术推广，再国内建立 6 大风电叶片规模制造基地。 上海工程技 术大学 上海工程技术大学作为主要完成单位，主要贡献为：负责对本项目 风电用碳纤维用上浆剂开发、碳纤维制备过程中氧化、碳化的关键 技术开发，并应用于风电用碳纤维，提高碳纤维拉挤过程中纤维与 树脂浸润性。 新疆大学 新疆大学作为主要完成单位，主要贡献为：建立碳纤维表面改性、 碳纤维九宫格性能表征方法，应用于新疆隆炬新材料碳纤维开发与 应用。 1 5 6 六、完成人合作关系说明： 本项目《面向风电用碳纤维复合材料规模制造与应用关键技术及其产业化》为各完成单位发 挥各自优势，多年长期合作研究、攻关、开发的成果，从生产实践中提炼关键问题，发挥各单位 优势，攻克难题，再把成果用于生产实践。根据新疆科技进步奖励办法对申报奖项时主要完成人 人数限定，及项目个人创新贡献，确定了 12 名对本成果创新贡献最大且无异议的主要完成人，现 以 12 名主要完成人合作关系说明如下： 第 1 完成人余木火，作为东华大学高性能纤维及其复合材料领域领军人才，担任项目技术研 发和成果转化总负责人，为项目创新设计及制备、生产工艺方面做出贡献。第 8、10 完成人孙泽 玉、韩克清为东华大学主要的研究人员，为风电叶片碳纤维复合材料、表面处理、结构设计与验 证等做出贡献，与第 1 完成人共同申请专利和论文。 第 7、9、12 完成人张永明、周游、马祥林、夏广和为新疆隆炬新材料有限公司，技术总监及 骨干，为风电专用碳纤维生产线设计、建设、运行等主要技术骨干，公司与东华大学、上海工程 技术大学、新疆大学等长期合作，开展风电专用碳纤维氧化碳化及表面处理研发，共同完成取得 “风电专用碳纤维规模制造关键技术与产业化”成果鉴定证书。 第 3、11 完成人郎鸣华，张可可为江苏澳盛复合材料科技有限公司，科技办主任及副总经 理，为风电用碳板规模制造主要技术骨干，公司与东华大学、上海工程技术大学等长期合作，开 展风电碳板低成本规模制造技术研发，共同完成取得“大型风电叶片用碳纤维复合材料拉挤板材 规模化制造关键技术”成果鉴定证书。 第 5 完成人孙元荣为艾郎科技股份有限公司总工程师，为风电叶片设计、验证、制造技术研 发及生产的负责人，公司与东华大学长期合作，开展叶片主梁碳纤维复合材料、叶片大型复合材 料结构高效制造技术研发；共同完成取得“CFRP 主梁风电叶片规模化制备关键技术与产业化” 成果鉴定证书。 第 4 完成孔海娟是上海工程技术大学副教授，主要负责碳纤维上浆剂，与东华大学、新疆隆 炬等单位长期合作，开展风电专用碳纤维氧化碳化及表面处理研发，共同完成取得“风电专用碳 纤维规模制造关键技术与产业化”成果鉴定证书。 第 6 完成人郭继玺是新疆大学教授，主要负责碳纤维表面改性，与东华大学、新疆隆炬等单 位合作，开展风电专用碳纤维表面处理等研发，共同完成取得“风电专用碳纤维规模制造关键技 术与产业化”成果鉴定证书。 七、知情同意证明 提名成果主要完成单位、人员对本成果其他主要完成人员名单及排名知情并无异议，各自论 文、论著、专利等涉及知识产权的内容同意被提名成果使用，并不在其他成果中重复使用；提名 成果中作为主要技术支撑材料的论文、论著、发明专利等不涉及知识产权权属争议。