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宁波工程学院“纳米绿盾”的破茧之路——揭秘金属防锈技术研发背后的攻坚历程

来源:中国教育晚报     作者:嘉锰     发布时间:2025-06-10     

  在金属防锈领域,传统技术的弊端如同一座大山,压得行业喘不过气来。宁波工程学院团队研发的“纳米绿盾”新型免洗金属防锈技术,却如同一只破茧的蝴蝶,为行业带来了新的希望。然而,这只“蝴蝶”的破茧之路,充满了艰辛与挑战。

一、传统技术桎梏下的研发困境

  传统防锈剂以亚硝酸盐为主要缓蚀剂,不仅存在致癌风险,还面临着防锈性能不足、清洗工序繁琐、废液处理成本高昂等多重难题。数据显示,传统防锈剂清洗废液处理成本平均达1500-1800元/m³,年均人力耗资65万元、机器耗资23万元。更严峻的是,金属零件在加工过程中,一道工序结束后暴露2小时就会被氧化,而从生产到使用需1个月至1年不等的时间里,防锈贯穿始终,传统技术却难以提供长期有效的防护,汽车行业2024年下半年零件生锈投诉占比达17.3%就是鲜明例证。

  在这样的行业背景下,研发新型防锈技术,需要突破从原料替代到工艺革新的多重技术壁垒,其难度可想而知。

二、千锤百炼:500余次实验的技术突围

  为了攻克传统技术的难题,宁波瑞盾科技研发团队踏上了艰难的探索之旅。在项目核心成员张洳溢带领团队,从材料物理、应用化学等专业领域入手,深入零部件生产企业实地调研,却发现行业内对新型防锈技术的研发几乎处于空白状态,可借鉴的经验少之又少。

  初期尝试中,团队选择硅酸锂作为原料,却因成本过高而受阻。但他们没有气馁,而是迅速调整方向,将目光投向高分子树脂添加剂的研发。在实验室里,他们经历了500余次实验,每一次实验都是一次挑战,每一次失败都是一次成长。从酚醛改性松香树脂的微米级成膜,到自研高分子树脂的纳米级突破,他们不断优化配方,调整温度、乳化剂浓度、水的比例等参数,尝试单因素筛选配比,历经无数次的“搅拌-混合-测试-改进”循环。

  在相反转水性化技术的研发中,如何将高分子树脂乳化为稳定的水基体系,避免油性污染,同时保证防锈性能,成为关键难题。团队成员查一驰带领研发小组,日夜坚守实验室,记录每一组数据,分析每一次实验结果,终于在2024年7月实现技术突破,成功制备出纳米级成膜的高分子树脂缓蚀剂,使液态膜转变为固态膜,如同为金属穿上一层超薄“防护衣”。

  三、产教协同中的资源攻坚

  研发过程中,资金和设备的短缺也是拦路虎。为了获取先进的实验设备,他们依托宁波工程学院微纳材料与器件创新研究院,借助超算中心、场发射显微镜等高精尖设备开展研究,同时与中国科学院宁波材料技术与工程研究所、天津大学浙江研究院等机构开展产学研合作,弥补自身资源不足。

  在专利布局和技术认证方面,团队同样面临挑战。为了确保技术的创新性和合规性,他们开展科技查新,申请发明专利和软件著作权,仅专利申请就历经多次修改和审核,最终获得权威机构认可。产品检测中,为了满足欧盟RoHS指令等国际标准,他们与SGS等全球领先检测机构合作,反复调整配方,直至各项指标完全达标。

  四、从实验室到市场的“最后一公里”

  技术研发成功后,推向市场成为新的挑战。传统行业对新型技术的接受度低,团队成员范翀锐带领销售团队,开展百余次上门推销,参加行业展销会,向吉利汽车、宁波合力科技等企业详细介绍产品优势。然而,初期许多企业对“纳米级成膜”“免洗直装”等概念持怀疑态度,担心技术稳定性和实际效果。

  为了打消客户顾虑,团队提供免费试用,在吉利汽车的试用中,MF201防锈剂成功将防锈周期从6-12个月提升至24个月,且实现零污水排放;在合力科技的试用中,MF101让企业免除清洗工序,节省年均185万元清洗成本。凭借实打实的效果,产品终于赢得市场认可。

  从洞察行业痛点到技术攻坚,从实验室突破到市场验证,宁波工程学院“纳米绿盾”项目的研发之路,是一条充满汗水与坚持的创新之路。团队以百折不挠的精神,在金属防锈领域劈开一条新路径,不仅为行业解决了实际难题,更展现了青年学子在科技创新中的责任与担当。未来,他们还将继续攀登,向着研发多场景个性化纳米防锈剂的目标迈进,为“中国制造”的绿色升级贡献更多力量。

  通讯员:张洳溢,张佳辉,任思宇

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