今天(9月20日)上午,在浙江省知识产权保护和发展大会上,巨石集团有限公司获颁中国专利金奖,成为嘉兴市首个获此殊荣的企业。
今年7月26日,国家知识产权局和世界知识产权组织正式公布第二十三届中国专利奖,全国共30项发明专利获得金奖,浙江省共4项专利获得金奖。巨石集团有限公司作为专利的唯一所有权人,其发明专利“一种玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料(专利号ZL201580000905.1)”荣获中国专利金奖。
这是纤维及增强复合材料领域的唯一金奖,是首个由中国企业单独提出,并同时在英国、德国、美国、日本、韩国等30多个世界主要国家获得成功授权的高性能玻纤配方技术,该专利产品是中国玻纤技术领域一次里程碑式的科技进步。
中国专利奖是我国唯一专门对授予专利权的发明创造给予奖励的政府部门奖,由国家知识产权局于1989年设立,得到联合国世界知识产权组织(WIPO)认可,在国际上有着极其重要的影响力。从发明专利和实用新型专利中评选产生的专利金奖,每年只有不超过30项可以获得,因其价值含金量被誉为“皇冠上的明珠”。
桐乡首次摘下“皇冠上的明珠”,其背后有着怎样的故事?
解决“卡脖子”难题 实现规模生产
上世纪60年代,国外就出现了高性能玻纤专利,但由于易析晶、成型温度高,不能规模化生产,该类产品被国外长期垄断,中国进口依存度高达98%以上。材料性能、规模化制造与产业发展之间形成了“卡脖子”难题。
“开发能大规模生产的高性能玻纤,对于推动玻纤行业转型升级和复合材料产业提升至关重要。”巨石集团的决策者们决定打好主动仗,集中力量经多年技术攻关,优化配方设计与化学结构,在玻璃纤维产业上打通“最后一公里”,实现关键技术突破及产业化应用,拆除阻碍产业化的“篱笆墙”,使高性能玻纤在复材行业得到大规模推广应用,为国家提供了优质的基础材料。
本专利产品性能大幅提升,实现了大规模生产,显著提高了生产效率,大幅降低了生产成本,有效促进了节能环保。它解决了高性能玻纤在配方技术上的技术壁垒,并打破了行业该类产品无法大规模池窑化生产的技术瓶颈,成功实现在10万吨级以上大型玻纤池窑的规模生产,显著提高了产品性能和生产效率,专利技术水平达国际领先。
本专利产品既有E玻璃所有优势,又在模量、强度、耐热性能等方面取得了技术突破,能满足高端市场的特殊需求,使由其增强的复材能在特殊环境下长期稳定使用。相比传统E玻璃纤维相比,强度更强、模量更高、耐热性能更优,性价比大大提升,在市场上拥有远超其他同类产品的竞争优势。
本专利产品实现了大规模高效率生产,配合巨石集团自动化和智能化技术提升,显著提高了人均生产效率,比行业平均水平提升40%。提高了配合料熔成率,降低了产品生产能耗,实现原料100%国产化,成本降低30%。
不仅如此,巨石集团针对此款产品的特点,还从窑炉结构及燃烧和产品生产设备全过程,开发了全套生产设备——10万吨级玻纤池窑成套技术装备,设计开发了大规模池窑结构、立体式纯氧燃烧、矩阵式电助熔、多分拉大漏板等关键技术装备,实现年产10万吨级以上规模化生产。与百吨级、千吨级相比,显著提高了生产效率。巨石将全套技术输出至埃及生产基地,助力“一带一路”沿线国家发展。
支撑工业强基 助力产业发展
工业强基,材料先行。玻璃纤维就像水泥中的钢筋,人体中的骨骼,随着全球科技与经济发展,高性能玻纤已成先进复材的主力增强材料,作为工业强基工程的关键基础材料,有着优秀的灵活性、耐腐蚀性、耐高温性等特点。它能上天、能入地、能下海,服务于国民经济的各个领域。
本专利产品主要应用于风电、5G通讯、汽车、特高压输电线、油气远距离输送等重点领域,它的性能提升和大规模量产给高端复合材料的应用升级打上了一支“强心针”,让其扶风而上。
专利产品的开发对战略性产业——风力发电等清洁能源的发展具有积极推动作用,解决了风能关键材料技术突破,为整个玻纤行业提供了一种看得见的高性能玻纤及其生产技术,为风电平价提供可行的解决方案。该专利产品出口至埃及、欧美等市场,实现产品大幅覆盖全球主要风电市场的目标。
发电成本一直是制约着风电这一可再生清洁能源产业能否大规模推广应用的关键因素,而高性能增强纤维是解决这一问题的钥匙。一方面,从发电效率来讲,叶片越长,能捕获的风能越多,因此要求作为叶片增强材料的玻纤具有更高的强度和模量。另一方,随着叶片的增长,材料用量呈指数倍数增多,原材料占叶片成本的比例增高,目前约为83%,而玻璃纤维是叶片制造的主要原料,因此高性能玻纤能否规模化低成本制造,直接影响风电产业发展。
本专利产品自投入应用以来,大幅提高玻纤的强度和模量,使叶片长度从以前的30-40米提高到如今的100米左右,2022年8月长度为123米的叶片研发成功;同时,促进风电上网电价显著降低,从2014年以前的0.56元以上,到目前降至0.30元左右,风电平价时代已经来临。特别是,随着碳达峰、碳中和工作的推进,我国能源结构中“绿电”占比将大幅提高,必将迎来风电产业的迅猛发展,该专利产品推广意义重大。
当前,新能源汽车产业是我国经济转型下的升级方向,是国家战略性新兴产业。新能源汽车正朝着绿色、环保、智能方向发展,在中国提出的“双碳”目标下,大力推动新能源汽车产业发展,将有助于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系。但电池续航问题是制约其发展的一个重要因素,要解决这个“痛点”,关键在于提升电池包能量密度,而降低电池包壳体重量就能有效提升电池包能量密度。本专利产品增强生产的环氧树脂复材,密度轻,比强度和比模量非常高,抗腐蚀性和阻燃性优异,是汽车轻量化的理想材料,有效解决了新能源车在推广中存在的轻量化、电池续航等问题。此外,本专利产品被广泛应用于特高压电力系统,高铁部件,以及我国正自主研发的大型商用飞机上。
构建专利族群 实现全球布局
作为行业内“第一个吃螃蟹”的企业,巨石成功实现了从跟跑到并跑,再到领跑的跨越,在高性能玻纤产业上实现了自立自强。创新是引领发展的第一动力,保护知识产权就是保护创新。只有严格保护知识产权,才能有效保护我国自主研发的关键核心技术、防范化解重大风险。巨石集团能获得中国专利金奖,与公司长期注重专利布局和知识产权管理是密不可分的。
以本专利技术为基础,巨石集团牵头制定国家和地方标准12项,提升专利技术应用广度,占领行业制高点,引领行业进步。专利产品目前市场占有率位居世界第一,在风力发电、新能源汽车等行业得到广泛应用。本专利技术的应用,实现了高性能玻纤在10万吨级以上大型池窑的高效生产,显著提高了中国玻纤行业的技术水平,起到良好的示范带动作用,推动我国乃至全球玻纤业的健康发展。
问渠那得清如水,为有源头活水来。巨石集团经过多年知识产权工作经验积累,建立了一套完善的知识产权管理机制,对研发风险管控、创新成果保护和技术人员创新激励起到了良好的作用。巨石制定和规划了切实可行的知识产权策略,每个关键技术从创造、管理、运用、保护等方面把控整个生命周期环节,确保核心技术得到科学严密的保护。
巨石还建立了对发明人的激励体系,并在实际运行中通过对相关内容的持续修订,达到完善奖励分配规则、进一步调动员工对发明创造积极性的作用。同时也将发明创造产出作为职称评定和岗位晋升的依据之一,在同等条件下,优先提拔有发明创造产出和对专利产业化有较大贡献的员工。(浙江之声记者王晓玲,通讯员魏平报道)
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