新年新起点，包头稀土研究院稀土功能助剂研究创新团队（以下简称团队）研发的稀土聚烯烃线缆材料用稀土复合阻燃剂研制成功，并成功投入市场，签订了10吨聚烯烃线缆材料用稀土复合阻燃剂（以下简称阻燃剂）的新订单，同时又签署年销售不少于100吨的产品代理协议。为延伸稀土资源高值利用产业链条，加大高附加值稀土产品研发和新产品销售赢得2023年开门红。
“作为新时代科技工作者，我们将全面贯彻落实党的二十大精神，立足本职岗位，自觉履行高水平科技自立自强的使命担当。把自己对科研的追求融入到科技强国的伟大事业中去。2023年团队将加快该科技成果转化进程，真正实现创新价值，不断拓展稀土创新应用领域。”包头稀土研究院稀土功能材料研究所副所长于晓丽说道。
技术紧贴现实需求
随着电气设备向轻量化、微型化、精细化方向发展，阻燃塑料在电气领域的应用成为热点，但目前部分塑料材料中碳、氢等元素含量较多，且耐热性能差，发生火灾时易发生二次燃烧，需要添加阻燃剂改进性能。
随着国家对锑的限制开采，使锑系阻燃剂价格十分昂贵，市场售价超过7万元/吨，严重增加了线缆企业的生产成本。此次团队攻克的聚烯烃线缆材料用稀土复合阻燃剂产业化制备技术，是利用镧铈稀土协效改善高分子材料耐热性能和抑烟性能的优势，实现聚烯烃线缆高阻燃，主要应用于PVC电线电缆，可替代目前使用广泛且价格昂贵的锑系阻燃剂。
稀土是我国重要的战略资源，包头的稀土储量以轻稀土为主。随着新能源汽车产业发展，制造永磁电机的镨钕金属市场需求走俏，一定程度上造成镧铈轻稀土产能过剩，稀土资源综合利用不平衡。
“将镧铈轻稀土制备成新材料，其价格将会比未加工的价格至少提高数倍。这将有效解决镧铈轻稀土产能过剩的问题，显著提高稀土的附加值，实现高丰度稀土元素的高值化利用。”于晓丽说道。
团队针对客户提出的开发替代价格昂贵的锑系阻燃剂市场需求，组织有关科技人员进行现场讨论，不断试验与探索，最终利用镧铈轻稀土协效改善高分子材料耐热性能和抑烟性能的优势，实现了聚烯烃线缆高阻燃性能，开发出阻燃剂制备技术，完成了从小试到中试再到工业试验的全过程验证，替代了价格昂贵的锑系阻燃剂制备技术，使稀土应用延伸到阻燃领域，扩大了轻稀土应用范围。
据该团队高级工程师芦婷婷讲，生产阻燃剂的相关技术已申请了国家发明专利和参与制定了团体标准。阻燃剂已经通过下游客户合格供方评价。
技术创新三步走
说到生产阻燃剂的技术原理，团队是通过稀土离子和各种不同功能基团之间的相互作用达到材料多组分整合的目的，实现高性能稀土功能助剂制备技术。
“我们主要围绕新型稀土功能材料的制备，构效关系以及应用展开系统研究和产业化开发。在稀土化合物的可控制备、表面修饰、性能调控、高分子材料制品应用等方面，力争取得一系列创新性研究成果，并实现产业化。”于晓丽说道，团队是基于稀土的独特结构和功能基团的作用，采用无机包覆、有机或高分子表面修饰方法，赋予稀土化合物以新的功能。这就需要先制备出粒度、形貌可控的稀土化合物，再根据基体树脂特征，通过表面改性技术，提高稀土和聚烯烃的相容性，最终突破高性能稀土功能助剂产业化的难题。
团队制备的表面功能化稀土化合物形貌规则、粒度均一、分布范围窄；制备的高性能稀土功能助剂应用在高分子材料制品中，分散性佳，聚烯烃力学性能（玻璃化温度,拉伸强度,弯曲强度等）和阻燃性能显著提高。特别是通过SGS权威机构的检测，阻燃剂各项指标完全符合欧盟RoHS和REACH要求，经第三方机构测试极限氧指数达到33.4%，高于行业要求的30%指标要求。
于晓丽介绍：“稀土复合阻燃剂是名副其实的高效益产品。经过几年的科学攻关和技术研发，该技术不仅完成了从小试到中试再到工业试验的全过程验证，进一步扩大了轻稀土的应用范围和资源价值。下一步，稀土功能助剂研究创新团队将延伸此技术的下游应用，开发含稀土复合阻燃剂的PVC专用料，为线缆企业提供成本更低的一体化PVC母料，同时，稀土功能助剂研究创新团队将更大范围地推动此项科技成果转化落地，实现科学研究、实验开发、推广应用的三级跳。”
来源：内蒙古新闻
编辑：Deng
原文始发于微信公众号（艾邦高分子）：国内首创！聚烯烃线缆材料用稀土复合阻燃剂研发成功
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