项目名称：防滑抗静电安全鞋鞋底的开发与产业化

完成单位：茂泰（福建）新材料科技有限公司

一、项目研究的背景

安全鞋是避免或减轻工作人员在生产和工作中足(腿)部伤害的必要个体防护装备。我国每年发生各类安全事故众多，据不完全统计，36%的工业意外安全事故是由踏着物件、碰着物件或遭物件砸伤等引起的，结果往往是足部受到伤害，重者甚至残疾。安全鞋涉及工作场所多、工作环境复杂多变，不仅要求撕裂强度高、耐磨性能和耐折性能好，还需要附加高抗湿滑性能、耐油防滑性能或永久防静电性能等，最大限度地减少意外摔倒事故的发生，同时避免因人体带有静电而可能引起燃烧、爆炸事故。目前，很少看到兼具轻便、耐磨、耐油防滑、低温柔韧性和永久防静电的多功能安全鞋的相关技术报道。

二、项目的特点及亮点

本项目系统探索了防滑抗静电安全鞋鞋底的机理以及成型工艺，开展了7个关键技术研究：（1）纳米纤维素晶须的制备研究；（2）特制硫化促进剂的合成研究；（3）二维纳米杂化填料的制备研究；（4）防滑抗静电橡胶大底配方设计与性能优化的研究；（5）橡胶大底的底花纹设计与模具材质的研究；（6）抗静电发泡中底配方设计与性能优化的研究；（7）防滑抗静电安全鞋鞋底的中试及工业化生产。

项目创新点：

关键技术1： 采用聚醚-聚酰胺共聚物与EVA或橡胶共混后，在材料中形成有效的电子传输网络，制得的发泡中底和橡胶大底的电阻率小于1兆欧，实现永久防静电。而且不同于现有技术采用导电炭黑来完成抗静电处理，因此，鞋底颜色不受限制，可以根据需要更改鞋底的颜色，提升鞋底的视觉美观性，丰富使用者的选择性，降低视觉审美疲劳。本创新点获授权发明专利2件。

橡胶是绝缘材料，单一抗静电剂(除了炭黑)无法达到较好的抗静电效果，也无法达到永久抗静电作用。本项目创造性地将极性的丁腈橡胶与聚醚-聚酰胺共聚物、离子键聚合物抗静电剂等不同类型抗静电剂共混，使多种抗静电剂相互补充，减少抗静电剂的表面迁移，提高了抗静电剂与橡胶的相互作用力，显著提高了抗静电效果，且抗静电效果稳定，不受环境温度、湿度、时间的影响，能永久抗静电。采用本项目技术制得的抗静电鞋底，采用超绝缘计SM-8215测试，鞋底的电阻值是0.14～0.9兆欧，具有优异的抗静电效果。

关键技术2：开发了含纳米晶须填充的橡胶防滑结构，实现对橡胶-地面介质膜的极化-穿刺协同抑制，并结合表面光滑、防滑花纹清晰的太空铝材质模具，提高防滑性能。本创新点获授权发明专利3件。

本项目技术从橡胶的极性出发，以丁腈橡胶为主，以马来酸酐化聚丁二烯橡胶为改善剂，显著提高了橡胶材料的极性，进一步利用纤维素晶须的棒状结构和表面极性，发明了含纳米纤维素晶须填充的橡胶防滑结构，一方面利用纳米纤维素晶须表面的羟基对接触面液体介质的极化吸附作用，分散液体介质，抑制膜形成；另一方面利用一维纳米晶须的棒状特性，保持橡胶-地面接触面长效的粗糙结构，实现了橡胶材料对介质膜的刺穿作用，确保橡胶鞋底材料的长效防滑效果。按照ISO 13287测试平滑模式，SRA防滑系数达到0.44～0.48范围，SRB防滑系数达到0.51～0.56范围。

关键技术3： 揭示了特制硫化促进剂和功能填料对橡胶阻隔性能及橡胶网络结构稳定性的影响作用，发明了同时含有噻唑类和秋兰姆类结构的硫化促进剂、含有二维纳米杂化填料橡胶体系，保证橡胶材料抗静电和防滑效果的长效稳固。本创新点获授权发明专利2件。

本项目从橡胶的微观结构出发，通过有机合成反应获得一种分子结构中同时含有噻唑类和秋兰姆类结构的特制硫化促进剂，其硫化速度稍慢于硫化促进剂M，能有效控制丁腈橡胶为主体的橡胶硫化体系，并能有效控制混炼胶的自硫化现象。另一方面，本项目分析了小分子助剂在橡胶体系中的扩散机制，揭示了阻隔与结构稳定间的本构关系，发明了含有二维纳米杂化填料的橡胶材料体系，提高了橡胶网络结构的稳定性，保证稳定的防滑特性和综合使用性能，实现了橡胶鞋底的长效防滑抗静电效果。

三、项目应用情况及前景

项目整体技术于2017年9月开始在本单位实施产业化，通过严格控制各生产工序的关键参数，详细检测原材料、半成品和成品的性能，确保每一双鞋的技术指标和安全指标都能符合要求。产品已应用于国内外知名品牌的户外鞋、安全鞋、职业鞋等鞋类领域，潜在应用范围包括减震产品、体育用品等。

项目名称：皮革喷涂废气高效处理设备

完成单位：无极县富创皮革有限责任公司 河北泰帆机械设备有限公司

一、项目研究的背景

制革生产是一个复杂的化学处理和机械加工的过程，在皮革生产中产生的废气主要为挥发性有机气体，这些气体不仅难闻，还对人体健康不利，需要科学处理才不会对自然环境造成污染和对人体造成伤害。皮革喷涂产生的废气是治理难点之一，其特点是颗粒物含量高，喷涂雾化后的浆料部分散布空气中，形成半干态、易漂浮空气中的细小有机颗粒物，不易沉降，回湿难，易堵塞废气处理中使用的活性炭。随着废气排放标准和生态环境保护意识的提高，对制革废气高效低耗处理工艺的需求越来越迫切。因此，研发以制革喷涂废气为代表的工业废气高效处理技术，对制革废气的空气净化节能减排具有重要价值,对改善生态环境、提高皮革行业废气治理水平具有重大意义。

二、项目的特点及亮点

研发皮革喷涂废气高效处理设备的总体思路是针对传统的喷淋塔+活性炭吸附技术在实际应用过程中存在风速不均匀、活性炭堵塞等降低去除料率的问题，根据市场发展需求，进行科技创新与新产品研发，主要有以下三个特点：

（1）滚溶式喷淋除尘器。滚筛网孔的大小直接影响到微尘气体通过滚筛的滚溶效果，经多次实验证明采用浸水结膜、机械强度最佳的网孔距，通过滚筛转动使废气与水混合效率大大提高，在滚筛表面形成水膜拦截了绝大部分颗粒物；滚筛上部加有特制液面覆盖球，增加了对颗粒物的拦截作用，并保证滚筛的清洁；在筛网浸入水池中被减速机带动旋转时,筛网的斜片会像船桨一样拔起水花，将水带到上方又落下,与进入滚筛的微尘气体发生碰撞,形成第二次滚溶；滚筛中的微尘气体再冲出滚筛上方的时候，由上方喷淋水流正好落在滚筛的上方，重复一次微尘气体与水的碰撞；滚筛网的拔水效果和表层网的水膜形成反溅产生的飞沫比较适中，对废气的流通影响小，滚溶效果好；滚筛的驱动电机设有变频器,具有滚筛自清洗的效果。

（2）反冲洗泥浆过滤器。循环水经水泵引致反冲洗过滤器后再经喷淋系统中的涡旋喷头将循环水喷洒至除尘箱体内，根据工况条件，设置时间自动打开反冲洗过滤器的反冲洗系统，经过高压气和清水的混合冲洗后，将过滤器中的泥浆排至污水排放管道，经此处理可保证喷淋系统稳定高效工作。本过滤器为爆气自排渣全自动过滤器，能有效防止喷头堵塞的问题，并且实现了全自动免维护，无需人工清洗。

(3）履带式过滤器。采用在除尘中既达到一定通气性又具备对微尘颗粒的拦截功能的履带式过滤网。工作时过滤网循环转动，同时对过滤网经辊刷和压缩气流同步清洁，以保证履带过滤器正常工作。废气经滚溶过滤器，二次喷淋，液面球、多面球的拦截仅含少量颗粒物，经过履带式过滤器进行细化拦截，颗粒物含量可以降低到≤8mg/m3。

皮革喷涂废气高效处理设备以节能环保为核心，强化去除废气中颗粒物和Vocs，以滚溶式喷淋+活性炭吸附深度净化废气中残余污染物。改变了以前废气治理设备运行过程中气流不均匀、气阻变化大、风速不稳、对喷涂产生负面影响及过滤棉更换频繁、二次污染难以处理、所采用的多面球清理繁琐等问题。采取多样措施加强对颗粒物的拦截，在原有多面球喷淋系统基础上，增加了喷淋系统和液面球拦截，设计了滚筛结构，增强颗粒物与循环水碰撞次数和强度，增强了水溶颗粒物效果；设计了反冲洗泥浆过滤系统，保证循环液在较清洁的状态下工作，对颗粒物包溶能力增强；同时采用履带式过滤器，稳定了气流，降低气阻，达到了节能减排、方便操作的效果。

三、项目应用情况及前景

皮革喷涂废气高效处理设备在当地皮革行业中起到了应用示范的效应，目前已在本地获得了较广泛的推广，石家庄新中天皮革制品有限公司、无极县康惠达皮革有限公司、石家庄轩宇皮革有限公司等单位已在使用，并取得了良好的效果，降低了企业的环保成本，提高了市场竞争力。

本项目有投资小、运行成本低、科技技术含量高、产业带动力强的特点，产品性能指标在国内同行业中处于先进水平，产品有很好的市场前景，是一种具有巨大应用价值的工艺，可使皮革行业大幅减少挥发性有机物和颗粒物的排放，为我国环保事业作出贡献。

项目名称：基于栲胶着色的低染料汽车Nappa 革制造技术及其应用

完成单位：北京理想汽车有限公司 宏兴汽车皮革（福建）发展有限公司

一、项目研究的背景

随着人们对环境问题的日益重视，皮革废水的排放标准将更加严格。染料的使用，使得皮革废水的色度达到600～3000倍。高色度的废水不仅影响视觉效果，还会对水生物和生态系统产生毒害作用，需要特定的技术手段进行脱色处理。如果能减少工业染料的使用，制造过程将更加环保，同时也能降低废水处理成本。

汽车内饰皮革主要应用在座椅上，通过打孔设计来满足通风功能，而孔截面上皮坯纤维暴露在外，由于皮坯掉色明显弱于涂层，因此孔皮的摩擦色牢度明显弱于光面革，对于某些彩色皮革，还会有售后风险，如果能减少染料的使用，那么孔皮的摩擦色牢度物性将得到提升，能有效规避售后风险。

目前，无论是OEKO-TEX认证，还是生态纺织品认证和中汽研五星致敏认证，都对染料使用有严格要求，如果能降低染料的使用比例，将有利于这些认证获得好成绩，同时保证产品使用不影响人体健康。

二、项目的特点及亮点

1.项目特点

植物栲胶的创新应用：项目核心在于将黄檀果栲胶、儿茶果栲胶、虎杖栲胶、塔拉栲胶等天然植物提取物应用于汽车真皮染色中。这些栲胶具有丰富的天然色素成分，能够在不使用或少量使用化学染料的情况下，赋予真皮独特的自然色泽，提升产品的环保性和健康性。

环保性增强：采用黄檀果栲胶、儿茶果栲胶、虎杖栲胶等天然植物提取物作为染色剂，大大减少了化学染料的使用，成功将染料用量减少了50%，极大降低了生产过程中的环境污染和资源消耗，符合当前全球推行的绿色生产和可持续发展理念。这一技术突破，对于推动汽车行业乃至整个皮革加工行业的绿色转型具有重要意义。

色泽持久、自然且可调：利用植物栲胶染色的汽车用真皮，其色泽更加自然、柔和，且具有良好的耐光、耐水洗和耐摩擦性能，能够保持长久的颜色稳定性，满足高端汽车内饰对品质的高要求。项目通过精细调配不同植物栲胶的比例，能够实现皮革颜色的灵活调整，从棕色到黑色再到白色，均可达到理想的视觉效果，且颜色自然、温润，符合现代消费者对于自然、高雅审美的追求。

对健康无害：天然植物染料不含有害的重金属或其他有害化学物质，相比传统化学染料，植物栲胶及环保染料的使用显著降低了有害物质的释放，减少了对人体健康的潜在威胁，使得制成的汽车真皮座椅等对乘员的健康无害，减少了过敏反应和有害气体释放的风险，提升了产品的安全性与舒适性。

技术创新：项目不仅运用了天然染料的提取与应用技术，还结合了现代化学显色原理（如含铁鞣剂与栲胶的显色反应），体现了在传统工艺基础上的技术创新，提升了产品的技术附加值和市场竞争力。

高生物基与可持续性：项目采用天然植物提取物作为核心材料，这些材料具有高生物基特性，即它们源自可再生的自然资源，且在整个生命周期中减少了对化石燃料的依赖。这种高生物基的应用不仅降低了碳足迹，还促进了生物多样性的保护，体现了项目的可持续性。

2.项目亮点

绿色环保技术引领：本项目通过技术创新，实现了汽车用真皮制造的绿色转型，树立了行业内的环保标杆，推动了整个产业链的绿色发展。

产品差异化竞争优势：利用植物栲胶染色的汽车用真皮，不仅满足了消费者对环保健康的需求，还赋予了产品独特的自然美感，增强了产品的市场竞争力和差异化优势。随着消费者环保意识的提高和健康理念的普及，使用天然植物染料制成的汽车真皮座椅等产品将更容易获得市场的青睐，特别是中高端汽车市场，有助于车企树立绿色环保的品牌形象，拓展市场空间。

可持续发展的典范：项目的成功实施，不仅降低了生产成本和环境污染，还促进了植物资源的合理利用和生物多样性的保护，是实现可持续发展目标的重要实践。

综上所述，基于植物栲胶的低染料汽车真皮研发与应用项目，以其独特的创新理念、显著的环保效果和广泛的市场应用前景，展现了极高的技术价值和社会价值，是未来汽车内饰材料发展的重要方向之一。

三、项目应用情况和前景

本项目在宏兴皮革开发落地，并横展到鹰革沃特华和明新旭腾公司，宏兴和明新旭腾公司相关产品已经完成认证，正在应用到理想汽车新车型试制中。

汽车革由于考核项目多，技术标准高，因此综合考虑验证后，不太鲜艳的大地色系可以规模化应用，如米色、黑色、灰色、棕色等，这些颜色使用10份以内的有色栲胶，结合少量染料，可满足需求。而鞋面和箱包革对于颜色、雾化、VOC和气味等没有这么高的要求，同时也鲜有打孔设计，因此可以在此基础上可以有应用更广的颜色选择，如红色等。

该项目虽然针对铬鞣产品，但我们在开发过程中也做了无铬鞣的尝试探索，对于某些颜色，如黄棕色，在复鞣中当有色栲胶使用20～25份的时候，可以完全不依赖染料即可实现皮坯上色，这给无染料技术提供了广阔的想象空间，进一步增强了无铬鞣皮革的环保特性。