11月12日，中国纺织工业联合会科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行，表彰2024年度中国纺织工业联合会科学技术奖。由现代纺织技术创新中心副主任、浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)戚栋明教授作为项目第一完成人研发的“车用超纤革反应性聚氨酯涂层加工新技术及产业化”项目，荣获科技进步奖一等奖。
新能源车用革以超细纤维基布为底，通过聚氨酯基(PU)功能涂层赋予阻燃、抗菌、防霉、耐日晒、易去污等特性，并需长期保持高物性、轻量化与舒适感，是涂层加工中最具挑战性的细分技术赛道之一。该项目由浙江理工大学、浙江省现代纺织技术创新中心副主任戚栋明教授团队和浙江禾欣控股有限公司团队共同完成。项目针对传统车用革生产加工过程及制品普遍存在高能耗、高污染、溶剂残留等问题，历时5年从原理机制、工艺技术和生产装备三大层面联合攻关，掌握了新一代PU涂层加工新技术。项目总体技术达到国际先进水平，其中PU预聚物管式混合反应器和高速共混高精度喷射涂层技术达到国际领先水平。经产学研深度融合、协同创新，浙江禾欣控股有限公司以此确立了三大绿色制造方向，即反应性PU树脂绿色低碳合成、超细纤维绿色低碳纺丝和超纤合成革绿色低碳制备，为新能源车内饰输出了多款高物性、轻量化的高端产品。
剖析反应机理，指导技术路线
针对传统PU涂层加工技术高能耗、高污染的问题，团队走访调研、扎根企业，创新提出“反应性PU”这一概念。而在无介质条件下，如何有效调节体系粘度以控制反应速率，是掌握反应性PU涂层制备技术的关键。团队通过动态追踪反应性PU涂层的结构演化历程，提出了反应性PU涂层聚合/成型同步的“链扩展-凝胶化-相分离”三阶段理论，填补了反应性PU反应机理的空白，掌握了预聚物粘度和反应速率控制方法，实现了无介质下聚合/成型同步短流程生产的全新技术路线。
研发新工艺，阶段调控过程
反应性PU由于具有聚合/成型同步的特点，因此在工艺上存在低反应可控性的问题，导致最终产品的物性较差。团队面向无介质高车速聚合/成型同步下的时温同域受限性，提出聚合/成型速率调控和物性提升新工艺：开发了调控预聚物聚合度的管式混合预聚技术及反应器；提出了交联体系替代策略，优化物理交联点数量和分布，提升PU物性；研发了双轴拉伸促熟工艺，利用PU涂层尚处于固化成型阶段的特点，借助双向拉伸，优化微相结构分布。浙江禾欣控股有限公司借此开发了系列高品质产品，实现了功能设计和环保理念的完美平衡。
开发成套设备，提升产业水平
团队面向反应性PU聚合/成型同步特点和实际高车速生产特性，基于分阶段调控新工艺，创制了成套生产新设备：研制了与“链扩展”管式混合预聚技术相匹配的“促扩链-抑凝胶”型共混喷射系统，解决了因PU自聚发热导致的凝胶化提前问题；开发了与“凝胶化”可逆交联相适应的折返式梯度温控“熟化”系统；研发了与“相分离”阶段相适配的张力和速度精准同步协调的闭环控制生产系统，提高整体均匀性。
项目已获授权发明专利14件(含美国专利1件)、实用新型专利6件(含日本专利1件)，制定国家标准1项、行业标准2项、团体标准5项，形成反应性PU超纤革涂层加工的知识产权和标准体系。戚栋明教授团队联合浙江禾欣控股有限公司团队共建成车用超纤革反应性PU生产示范线10条，形成2400万米/年生产能力，开发了阻燃、自清洁等系列车用高端产品，打破了国际技术垄断，近三年新增销售12.9亿元、利润2亿元。
产品经第三方检测评估碳足迹，每合成和涂覆1公斤反应性PU涂层能耗和CO2排放较传统溶剂型PU减少37%和45%，经济、社会和环境效益显著，有助于我国车用超纤革涂层加工技术由跟跑向全球领跑推进。
