【特地对接2732】揭榜挂帅项目：高性能国产化聚硼硅氮烷前驱体工程化制备技术研发

一、需求名称

高性能国产化聚硼硅氮烷前驱体工程化制备技术研发

二、技术需求概述

1.需求解决的技术问题

现有国产工艺普遍存在合成路线不成熟、批次一致性差、工程化放大能力薄弱等问题，难以满足规模化、稳定化供货需求。为补齐先进材料产业链关键短板，亟需攻克从实验室小试到年产100kg级中试的工程化放大技术，实现高端陶瓷先驱体的自主可控与进口替代。存在以下问题：

（1）50L级反应釜放热剧烈，温度-滴加速率耦合控制难，批次间粘度与陶瓷产率波动大；

（2）反应生成的氯化铵分离效率低、氯离子残留高，影响前驱体纯度与下游陶瓷化性能；

（3）室温下易交联固化，储存期短，难以满足工业化供货要求。

2.技术需求提出背景及技术应用领域

（1）技术需求提出背景

随着国内航空航天、轨道交通、新能源等高端装备制造产业链的快速发展，陶瓷基复合材料、耐高温涂层、新能源电池陶瓷化防护等关键领域对高性能陶瓷先驱体的需求日益迫切。聚硼硅氮烷前驱体作为制备SiBCN系陶瓷的核心原料，具有耐超高温、抗氧化、抗蠕变等优异性能，是航天热结构件、耐烧蚀部件的关键支撑材料。

（2）技术应用领域

然而，目前国内高纯、高陶瓷产率的聚硼硅氮烷前驱体长期依赖进口，价格高昂、供货受限。为补齐先进材料产业链关键短板，亟需攻克此技术，实现高端陶瓷先驱体的自主可控与进口替代。

3.技术难点

（1）从500g级小试放大至50L反应釜中试，反应放热集中、传热传质条件改变，催化剂活性与反应温度窗口难以精准复现，批次间粘度、陶瓷产率易出现偏差。

（2）氯化铵等副产物分离不彻底，氯离子残留难以控制在100ppm以下，直接影响前驱体纯度及陶瓷化收率。

（3）分子链段活性高、室温易自聚交联，需通过稳定剂配方与分子结构调控，实现室温储存6个月以上粘度变化可控。

（4）氯化硼、氯硅烷等原料毒性强、易泄漏，需严格控制三废排放、保障生产安全，兼顾环保指标与成本平衡。

4.主要技术经济指标

（1）技术指标：

①单批次制备能力≥5kg，实现年产100kg级稳定供货；

②陶瓷产率≥80%，氯离子残留≤100ppm；

③连续5批次粘度波动≤10%，室温储存期≥6个月（粘度变化＜15%）。

（2）经济指标：

预计投入200万；研发周期为1年。

三、现有基础

1.开展的工作

已完成实验室小试工艺探索，建立500g-1kg级稳定制备能力，初步形成聚硼硅氮烷两种配方体系，并开展核磁、红外、热重等表征分析。

2.所处阶段

实验室工艺优化与扩试关键阶段，正向中试放大过渡。

3.投入资金和人才

已组建专项研发团队，含博士级项目负责人1人、化工/材料类实验工程师及辅助人员若干；前期已投入研发资金及设备购置数十万元。

4.仪器设备

现有双层不锈钢反应釜、高速离心机、旋转蒸发仪、惰性气体系统、真空干燥箱及尾气处理系统等小试装置，并配套核磁、红外、热重等第三方表征支撑，可满足小试研发与工程化扩试基础需求。

5.生产条件

具备专用实验室、危化品库及三相380V电源、通风、纯水等公用配套，安全环保设施齐全，可支撑中试放大基础条件。

学校或课题组有丰富的高性能无机材料技术开发经验及工程化业绩，团队可支撑配合企业持续深化开发的需求。团队人员要求3人以上。

四、合作方式

委托研发

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