在全球制造业加速升级与绿色发展理念深入人心的当下,紫外光固化技术凭借其高效(Efficient)、经济(Economical)、环保(Ecological)、节能(Energy-saving)和适用性广(Extensive)的“5E”显著优势,已成为涂料、油墨、胶黏剂、电子材料、医疗卫生及3D打印等众多领域不可或缺的核心技术。而在紫外光固化体系中,光引发剂扮演着至关重要的角色,它是决定固化过程快慢的核心组成部分,直接影响着固化产品的质量与生产效率。光引发剂TPO作为目前应用最为广泛的光固化材料之一,曾长期占据市场主导地位,为全球光固化行业的发展立下了汗马功劳。然而,自2023年起,欧美国家出于环保或其他相关考量,逐渐对光引发剂TPO实施禁用政策。
这一政策的出台,对我国光固化相关行业造成了沉重打击。我国光固化产业在国际市场上占据着重要份额,TPO的禁用严重阻碍了我国涂料、油墨、胶黏剂等行业的出口贸易,大量订单因不符合进口国标准而被迫取消或搁置,企业的海外市场份额急剧萎缩。同时,这一禁令也给国内光固化剂生产企业带来了巨大的生存压力,许多以生产TPO为主的企业面临着产品滞销、生产线闲置、资金链断裂等严峻问题,整个行业陷入了前所未有的困境。
为了打破这一僵局,帮助行业走出困境,企业迅速组织了一支由资深化学专家、材料工程师和工艺技术人员组成的研发团队,致力于研究开发TPO的替代品。在研发之初,明确替代品的核心要求:必须保证其性能与TPO接近,以确保能够满足各行业的生产需求,同时成本又不能高于TPO太多,以保障企业的市场竞争力和盈利能力。
这一目标看似简单,实则面临着诸多挑战,需要在性能与成本之间找到精准的平衡点。研发团队从查阅海量的国内外文献入手,对TPO的化学结构、作用机理、性能特点以及市场应用情况进行了深度分析。在这个过程中,团队成员们常常为了一个数据、一个观点反复研讨,甚至争得面红耳赤,但正是这种严谨细致的态度,为后续的研发工作奠定了坚实的理论基础。理论研究之后,便是漫长而艰辛的实验阶段。
研发团队从分子结构设计入手,筛选出数百种潜在的化合物进行初步测试。每一种化合物都需要经过合成、提纯、性能检测等多个环节,任何一个环节出现问题,都意味着前面的努力可能付诸东流。在一年的时间里,团队成员们放弃了节假日,日夜奋战在实验室里,累计开展了数千次的小试和中试。小试阶段,他们在烧杯、烧瓶等小型容器中探索反应条件,优化配方比例;中试阶段,则在模拟工业化生产的装置中验证工艺的可行性,解决放大生产过程中出现的各种问题。
在实验过程中,遇到了各种各样的困难:有的化合物合成难度极大,多次实验都无法得到足够的产物;有的化合物性能不稳定,在不同的测试条件下表现差异巨大;有的化合物虽然性能接近 TPO,但生产成本过高,不符合市场需求。面对这些困难,研发团队没有退缩,他们一次次分析失败原因,调整实验方案,重新进行实验。
经过无数次的摸索与尝试,终于在众多的候选化合物中,成功研发出一种全新的光引发剂TPM,作为TPO的理想替代品。光引发剂TPM作为一种新化学物质,其生产工艺采用了企业自主研发的“酯化 - 重排”工艺。这一工艺具有创新性和独特性,不仅提高了TPM的合成效率,还降低了生产过程中的能耗和物耗,为TPM的工业化生产提供了可靠的技术支撑。
作为TPO的理想替代品,TPM不仅性能与之接近,还具备诸多显著优势,相容性好,固化速度快,低黄变等特点。在工艺方面,TPM的生产过程更稳定且安全。“酯化-重排”工艺的反应条件温和,反应过程易于控制,减少了因反应剧烈而引发的安全事故风险。同时,生产过程中产生的“三废”较少,且经过简单的处理即可达到环保排放标准,降低了企业的环保治理成本,符合国家绿色发展的政策要求。TPM的出现,恰逢其时地解决了光引发剂TPO面临的困境。它不仅能够满足欧美国家对光引发剂的使用要求,消除了我国相关行业出口贸易的技术壁垒,还为国内光固化剂生产企业提供了新的发展机遇,缓解了企业的生存压力。2025年3月6日,企业完成了TPM的首次工艺安全可行性论证。
论证会上,来自国内知名高校、科研机构、行业协会的专家学者对TPM的生产工艺、安全性能、环保指标等进行了全面、细致地评估。经过充分的讨论和审议,专家们一致认为,TPM的生产工艺成熟可靠,安全风险可控,环保性能达标,具备工业化生产的条件。这次论证的圆满完成,为TPM的后续工业化生产、市场推广等工作奠定了坚实的基础。
目前,TPM 项目正处于立项建设阶段。公司已经投入大量的资金用于厂房建设、设备采购和人员培训等工作。根据规划,项目建成后,将形成年产500吨TPM的生产能力,预计年产值可达1亿元。这不仅将为公司带来可观的经济效益,还将为当地创造30个就业岗位,缓解当地的就业压力,为地方经济发展做出积极贡献。值得一提的是,TPM在国外市场已开始批量试用,并且反响良好。
许多国外的涂料、油墨生产企业在试用了TPM之后,对其性能给予了高度评价,认为其完全可以替代TPO,甚至在某些方面的表现更加出色。一些企业已经表达了长期合作的意向,这充分彰显了TPM巨大的市场潜力。
未来,随着TPM的工业化生产和市场推广,它有望打破欧美国家对TPO的禁用所形成的贸易壁垒,推动我国光固化材料行业在国际市场上重拾竞争力。
我国的光固化相关企业将能够凭借TPM这一优势产品,重新进入欧美等主流市场,扩大出口份额,提升行业的整体经济效益。同时,TPM的成功研发也将带动我国光固化行业的技术创新和产业升级,促进相关产业链的发展,为行业发展注入新的活力。
光引发剂TPM的研发成功是我国光固化行业应对国际挑战、实现自主创新的重要成果。它不仅解决了当前行业面临的实际困境,还为行业的未来发展开辟了新的道路。我们有理由相信,在TPM等创新产品的推动下,我国光固化材料行业必将迎来更加美好的明天。
该案例在先进性上表现突出,技术层面实现“性能-成本”精准平衡,研发的TPM性能接近且部分优于TPO,自主研发的“酯化-重排”工艺提升效率、降低能耗;工艺上反应温和可控,“三废”少易处理,契合绿色发展;市场响应迅速,两年内完成从研发到工艺论证,国外试用反响良好。独特性体现在三方面,技术路径上,作为全新化学物质,通过系统性分子设计形成技术壁垒,工艺不可复制;问题解决靶向明确,围绕TPO禁用困境,形成“问题导向-技术攻关-市场验证”闭环;市场适配具有前瞻性,研发即瞄准国际标准,为打破贸易壁垒奠定基础。可复制推广性显著,“文献分析-分子筛选-小试优化-中试放大-工艺论证”全链条模式适用于精细化工替代研发;“企业主导+专家智库”协同机制可降低研发风险;“国内验证+国外试用”双轨模式助力国际推广。
实施中需注意,控制规模化生产的技术稳定性,建立全流程质控;完善专利布局加强知识产权保护;跟踪国际标准确保市场准入合规;布局多渠道供应链防范风险。经验表明,问题导向是研发核心驱动力,协同创新提高效率,迭代优化促进技术成熟,市场验证是价值实现的最终标准,技术与市场需求结合贯穿始终。
责任编辑:郭海