一、项目名称：特种高性能橡胶复合材料关键技术及工程应用 二、提名者：中国石油和化学工业联合会
三、提名意见：
特种大型橡胶输送带广泛应用于冶金、建材、矿山、煤矿等重点产业恶劣工况和复杂地形区的物料输送。我国橡胶输送带产量居世界第一位，但具有长寿命耐高温、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨等特种性能的高端输送带，长期被美国固特异、德国大陆、美国芬纳邓禄普等几家国外大公司掌握和垄断。该项目历经多年攻关，开发了输送带复合材料结构及纤维增强体编织结构的有限元分析软件，建立了我国输送带结构与性能的优化设计方法；发明了具有高温高强抗老化、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨性能的系列特种高性能橡胶材料；开发了其与连续纤维增强体的先进复合加工工艺技术，发明了配套的关键装备。研制出了冶金、建材行业用耐高温输送带、矿山行业用高抗撕耐磨输送带、煤矿行业用高阻燃耐磨输送带等高端产品，产品寿命和性能可与美国固特异等国际知名大公司同类产品比肩，形成了自主知识产权，打破了国外垄断，实现了国际并跑。 该项目获授权专利54项（发明专利44项），主持或参与修订国家/行业标准7项。生产产品已在澳大利亚必和必拓公司、芬兰美卓矿机、瑞典大瀑布电力公司、印度塔塔集团、国家能源集团等国内外知名用户应用，累计实现销售收入逾42亿元，近三年实现销售收入13.9亿元，出口创汇超3000万美元。经济和社
会效益显著。
经审查，提名书及附件材料真实有效，相关栏目填写符合国家科技奖励要求。提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。
四、项目简介
本项目属有机高分子材料领域。兼具柔性和高强度的连续纤维/橡胶复合材料输送带及其系统，是实现物料高效连续化现场输送的首选，广泛应用于冶金、建材、矿山、煤矿等重点产业恶劣工况和复杂地形区的物料输送，每年输送物料数百亿吨，作用巨大。我国橡胶输送带产量居世界第一位，但具有长寿命耐高温、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨等特种性能的高端输送带，长期被美国固特异、德国大陆、美国芬纳邓禄普等几家国外大公司掌握和垄断。本项目产学研强强联合，在国家“863”计划等的持续支持下，历经近10年攻关，发明了具有高温高强抗老化、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨性能的系列特种高性能橡胶材料，开发了其与连续纤维增强体的先进复合加工工艺技术，发明了配套的关键装备，研制出了冶金、建材行业用耐高温输送带、矿山行业用高抗撕耐磨输送带、煤矿行业用高阻燃耐磨输送带等高端产品，产品寿命和性能可与美国固特异等国际知名大公司同类产品比肩，形成了自主知识产权，打破国外垄断，实现了国际并跑。
主要科技创新：（1）开发了输送带复合材料结构及纤维增强体编织结构的有
限元分析软件，建立了我国输送带结构与性能的优化设计方法；（2）创新微纳复合改性及化学接枝改性新技术，发明了具有高温高强抗老化、高抗撕耐磨、高阻燃耐磨性能的系列特种高性能橡胶材料，攻克了橡胶材料“高温下抗老化兼具高温强度”、“高抗撕兼具高耐磨性”、“高阻燃兼具高耐磨性”等瓶颈问题，显著提升了在不同复杂苛刻工况下服役的承载面橡胶材料的性能；（3）开发了与不同纤维材料增强体匹配的高粘合强度界面层橡胶材料，解决了高粘度橡胶与纤维增强体的界面粘合难题，有效解决了不同复杂苛刻工况下层间脱层破坏问题；（4）研发了宽幅连续挤出－压延－恒张力复合、钢丝绳均匀排布与恒张力拉伸精准控制复合等先进工艺及关键装备，解决了连续纤维/橡胶复合材料特种大型输送带制造过程中易夹气、尺寸控制精度差等难题，实现了高质量制造。发表英文文章69篇，SCI 引用1500余次，获中国石油和化学工业联合会科技进步奖4项，授权专利54项（发明专利44项），主持或参与修订国家/行业标准7项。
利用本技术形成年产2000万㎡输送带生产线，近八年累计实现销售收入逾42亿元，近三年实现销售收入13.9亿元，出口创汇超3000万美元；装备推广应用10台套，价值逾1.3亿元。创制的特种高性能橡胶材料的主要性能指标优于相应国际标准，产品已在世界最大矿业企业澳大利亚必和必拓公司、全球矿物处理和岩石加工领导者芬兰美卓矿机、欧洲第5大能源公司瑞典大瀑布电力公司、印度塔塔集团、国家能源集团、平煤神马能源化工集团等30余家国内外知名用户使用，表明使用寿命可提高约1倍，并成为他们的首家、唯一中国供应商或卓越供应商。耐高温输送带以及高阻燃耐磨输送带全国市场占有率
第一，芳纶织物阻燃输送带为2018年单项产品销售冠军，并制造出了煤矿井下用世界最长的芳纶织物阻燃输送带。本技术成果可推广应用到高速高载轮胎、飞机轮胎、军民两用各种耐压高强橡胶制件等领域，对推动我国橡胶工业技术进步具有重要意义。 五、客观评价
（一）国际知名用户及国内权威检测机构测试报告
全球矿物处理和岩石加工的领导者－芬兰美卓矿机对“织物芯耐热输送带”按国际标准ISO 4195检测，所有性能指标满足国际标准要求。承载面橡胶材料的关键性能：175℃×96hr老化后，拉伸强度、断裂伸长率、硬度的变化率分别为2%、-27%和9%，优于标准要求的≥-40%、≥-55%和±25%；高温粘合强度（175℃）为7.2MPa，高于标准要求的≥2.1MPa。美卓矿机对“织物芯阻燃输送带”按照德国标准DIN EN 12882检测，所有性能指标满足标准要求。承载面橡胶材料的关键性能：磨耗量、试样火焰及阴燃持续时间分别为120 mm3、5s和100s，优于德国标准要求的≤200 mm3、<10s和<120s。
欧洲第5大能源公司－瑞典大瀑布电力公司（Vattenfall）对“高抗撕耐磨(钢丝绳芯)输送带”按德国标准DIN EN 10204检测，所有性能指标满足德国标准要
求。承载面橡胶材料的关键性能：抗撕裂强度、磨耗量分别为17.9N/mm、79 mm3，优于德国标准要求的≥14 N/mm、≤100 mm3。
三类产品也经石油和化学工业新材料与制品质量监督检验中心等国内第三方权威检测机构测试，主要性能优于国家、行业标准。
（二）承担或参与重点课题验收意见
2016年9月，科技部组织专家对863计划课题“国产芳纶II复合材料制备及应用关键技术研究”验收，认为“设计了芳纶增强织物直径直纬结构…研制出超厚高强度（3150N/mm）的国产芳纶II帆布，形成批量制造能力；研制了耐高温/阻燃/高强度节能3种橡胶输送带，实现了示范应用”。
2017年11月，江苏省科技厅委托无锡市科技局组织专家对江苏省科技成果转化专项资金项目“无卤阻燃橡胶纳米复合材料在煤矿叠层阻燃输送带中应用的研发及产业化”进行了验收，认为“…成功研制了具有低毒、无烟、高强度、高安全性及长寿命等特点的煤矿用叠层阻燃输送带及系列产品…形成了550万㎡煤矿用叠层阻燃输送带的生产能力”。
（三）国内同行专家鉴定结论
2010年4月，中国石油和化学工业联合会组织专家鉴定“宽幅胶片挤出压延生产线研制”项目。以北京化工大学江波教授为主任的鉴定委员会认为“该生产线用两台平行排列、螺杆旋转方向相反的销钉机筒冷喂料挤出机通过一个组合机头挤出宽幅胶片，…自主开发研制了双流道组合式机头，系国际首创。主要技术性能指标达到国际先进水平”。
2012年5月，中国石油和化学工业联合会组织专家鉴定“耐高温长寿命输送带制备技术及应用”、“高强度长寿命钢丝绳芯输送带制备技术及应用”和“高强度阻燃输送带制备技术及应用”项目。以中国橡胶工业协会副会长许春华为主任的鉴定委员会认为：“…耐高温长寿命输送带产品在高温使用环境下寿命提高60%以上；高强度长寿命钢丝绳芯输送带产品耐磨性提高30%，使用寿命提高1倍；…高强度阻燃输送带承载面橡胶材料的氧指数32%，酒精喷灯燃烧火焰持续时间不超过2s；…总体技术达到了国际先进水平”。
2015年11月，中国石油和化学工业联合会组织专家鉴定“高性能节能芳纶输送带制备关键技术”，以中国橡胶工业协会副会长许春华为主任的鉴定委员会认为“国内首次研制兼具高性能和节能的芳纶输送带，强度≥3150kN/m，接头强度保持率超过85%，运行阻力降低10%-15%；产品经用户使用表明…使用寿命提高1倍以上。…总体技术达到了国际先进水平”。
2017年12月，中国煤炭工业协会组织组织专家鉴定“矿用芳纶织物芯阻燃胶带长距离带式输送系统关键技术研究与应用”，认为：“研制了宽度1600mm、运距5600m、运量4000t/h的矿用芳纶织物芯阻燃胶带…满足千万吨级特大型煤矿生产要求。…在世界尚无先例，整体达到国际先进水平”。
（四）权威机构查新结果
“耐高温长寿命输送带制备关键技术”、“高性能长寿命钢丝绳芯输送带制备技术”和“高强度高阻燃输送带
制备技术”经教育部科技查新工作站（L08）查新，表明“…均未见与项目相同的报道”。
（五）国内外重点客户单位评价
欧洲第5大能源公司－瑞典大瀑布电力公司（V attenfall）评价：“宝通阻燃输送带在使用期间，效果良好，可替代德国大陆的Phoenix产品”。
国际输送带进出口公司巴西Borpac评价：“宝通是我们的优质供应商，其耐热输送带寿命通常为10~12个月，与美国固特异和芬纳邓禄普产品相当。将宝通钢丝绳芯输送带与德国大陆产品连接在同一条输送线上使用，…具有类似的表面磨损状态。…宝通产品在巴西广泛应用后获得良好声誉，我们将长期保持合作。”
中国最大煤炭集团—神东煤炭集团评价“采用宝通提供的芳纶输送带寿命至少可适用10年，而传统钢丝绳芯输送带使用了5.6年便达到报废标准…”
国际合成纤维领域领先的日本帝人集团网站报道：“宝通开发的芳纶输送带在中国最大的煤炭集团－神东煤炭集团推广应用，是世界上煤矿井下最长的芳纶输送带应用案例，对中国煤炭和输送带行业都具有里程碑的意义。”
（六）曾获科技奖励情况
①2012年，“高性能长寿命橡胶输送带关键技术及产业化应用”项目获中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖；②2018年，“高性能芳纶输送带及节能输送系统关键技术”项目获中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。③2项产品被列为国家重点新产品：“煤矿用高性能节能叠层阻燃输送带（2012GRC10050）”和“帆布芯耐高热输送带（2013GRC10075）”。
（七）行业协会评价
中国橡胶工业协会评价：“近三年该公司耐高温输送带产品、国内首创的叠层阻燃输送带产品全国市场占有率第一；煤矿用芳纶织物芯阻燃输送带为2018
年单项产品销售冠军”。
六、推广应用情况
本项目系列核心技术以及通过该系列技术产出的产品装备已广泛应用冶金、建、矿山、煤矿等国内外重点产业领域，技术产品销往澳洲、南美、非洲、欧洲、东南亚等地区，产生了显著的经济和社会效益。具体技术应用及技术产品推广应用情况如下：
（1）无锡宝通科技股份有限公司，利用本项目技术，新增了平行单螺杆冷喂料宽幅胶片挤出机压延装备、强剪切密炼机、钢丝绳芯多功能分梳装置等关键设备，建立了年产2000万㎡的输送带生产线，实
现了“耐高温”、“高阻燃”、“高抗撕耐磨”等高性能输送带产品的规模化生产。产品质量稳定，主要性能远优于相应国际及国家标准。目前高性能输送带产品近8年累计生产销售逾42亿元，累计净利润4.7亿元。近三年产品实现销售13.9亿元，净利润7400万元，税收
7200万元，出口创汇逾3000万美元。产品在世界最大矿业集团澳大利亚必和必拓公司、全球矿物处理和岩石加工的领导者芬兰美卓矿机、欧洲第5大能源公司瑞典大瀑布电力公司（Vattenfall）、印度塔塔集团、世界最大煤炭生产公司国家能源集团、世界第二大钢铁公司中国宝武钢铁集团、世界第二大水泥公司中国海螺水泥、全国最大焦炭生产公司中国平煤神马集团、中国第二大发电集团中国大唐集团等30余家国内外知名用户使用，表明使用寿命可提高约1倍，节能增效显著，获得高度评价。
（2）中国化学工业桂林工程有限公司，利用本项目开发的宽幅胶片双冷喂料挤出压延装备技术，实现了宽幅胶片挤出压延装备的规模化生产，目前已在宝通等10家输送带企业实现了产品的应用推广，累计销售超1.3亿元。
（3）国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司和平顶山天安煤业股份有限公司利用项目形成的芳纶输送带制备技术，分别开发了“矿用芳纶织物芯阻燃胶带长距离带式输送系统”和“大功率长运距永磁电机驱动芳纶皮带运输系统”，并在神东上湾煤矿和平顶山天安煤业股份有限公司十矿推广应用。实际使用结果表明，基于芳纶输送带的带式输送系统运行稳定、运量大、运行阻力低，其中矿用芳纶织物芯阻
燃胶带长距离带式输送系统节电率16.8%，大功率长运距永磁电机驱动芳纶皮带运输系统节电率26.1%，具有显著的经济与社会效益。
七、主要知识产权和标准规范等目录
知识产权类别知识产权具
体名称
国家
（地
区）
授权号
授权日
期
证书
编号
权利人发明人
发明
专利
有效
状态
发明专利一种高耐热
输送带覆盖
层用橡胶复
合材料
中国
ZL2008
1010349
7.4
2011.0
4.27
7688
13
北京化
工大学
田明，张运强，
张立
有效
发明专利一种输送带
覆盖层用粘
土橡胶纳米
复合材料及
其制备方法
中国
ZL20111
0404103
.0
2013.0
6.26
1224
648
无锡宝
通科技
股份有
限公司
萨日娜，张立
，田明，吴
建国，袁佳春
有效
发明专利一种输送带
覆盖层用低
烟无卤阻燃
橡胶材料及
其制备方法
中国
ZL2008
1011244
8.7
2011.0
5.11
7768
23
北京化
工大学，
无锡宝
通科技
股份有
限公司
田明，尹云山，
张立，包志
方，陶小明，
李晓林
有效
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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