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专精特新看中国|厚度仅有头发丝的1/10,抗压强度却能达到100兆帕,质子交换膜牛在哪

2023-09-21 19:59:32 大字体 小字体 扫码带走
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山东商报·速豹新闻网记者 邹庆洋 郭思涵

近日,来自山东桓台的荣钦功风尘仆仆赶往上海,他带着山东森荣新材料有限公司(下称“山东森荣”)在聚四氟乙烯微孔膜领域的最新研发成果,顺利签下百万元订单。

三个月前,山东森荣接到来自氢能源行业头部企业的需求,希望生产出应用在氢燃料电池质子交换膜的支撑材料。该材料在全球只有日本日东企业能生产,质子交换膜作为氢燃料电池的“芯片”,对方一直积极寻求国产替代方案。

 

“运用自主研发工艺成功解决难题,各项指标强于日本东工一倍之多。”荣钦功很兴奋,这款高强膜厚度仅10微米,相当于头发丝的十分之一,抗压强度能达100兆帕,孔隙率80%。“如钢筋铁骨般将质子交换膜支撑在氢燃料电池上。”

这款高强膜原料为聚四氟乙烯(PTFE),因耐热、耐寒、耐腐蚀特性,又名“塑料王”,为现代科技、军工和民用领域解决多项关键技术。这款应用广泛且不可或缺的材料,让荣钦功钻研了17年。

稳扎稳打 打破国外垄断

两间不足40平方米的简陋小屋,三台聚四氟乙烯加工设备,是荣钦功创立的第一个生产车间,这里曾吸引来60多家外国企业的关注,上百吨聚四氟乙烯管棒走出国门远销海外。

2006年,38岁的荣钦功还是一名汽车维修工,他发现聚四氟乙烯行业前景广阔,技术门槛低,便决定辞职创业。“摸着石头过河,边干边琢磨。”那几年,荣钦功带领六名工人成宿地泡在厂里,穿梭于生产设备之间。在这段经历中,他们赚得第一桶金,也看清了国内聚四氟乙烯行业的瓶颈与短板。

生产之初,聚四氟乙烯挤出机频繁发生停机故障,无法产出一条完整的管。工人们检查维修发现,由于温度过高导致管卡在中间无法挤出。大伙在车间熬了四十个日夜,终于研究设计出一款散热风箱,安装后第一笔订单顺利生产。至此,订单需求从四面八方涌来,2011年聚四氟乙烯板、棒、管生产年规模近800吨,年销售额7000多万元。

为寻求高科技、高附加值、绿色环保的产品,荣钦功又将目光投向聚四氟乙烯纤维领域。彼时,我国成功研发氯碱离子膜,结束氯碱工业几十年来被美日垄断的历史。氯碱离子膜作为“离子膜法制碱”的关键材料,关乎国家经济安全和未来能源利用,国内需要一款能让氯碱离子膜工作稳定、使用寿命长的核心材料——PTFE长丝纤维,但参数要求很高,线密度35D,同时保持高强韧度。

“我们当时认为几乎做不到。”荣钦功坦言,“正如一根头发丝的三分之一,做到这个细度还要保证高强韧度,尤其我们当时还不具备生产聚四氟乙烯纤维的能力。”但如果国内没有企业做到,只能依赖进口,再次面临国外垄断。

荣钦功带领团队成立技术攻关小组,历时八年,对机械设备技术工艺改进六次,“第一时间拿到设备数据后,我连夜把所有数据参数记在脑子里背诵下来,第二天召集所有人开会,把内容向大家科普一遍。”为了解决一个技术问题,荣钦功和同事连续24小时开车到达轴承厂家咨询,回来后泡在车间几天几夜,一夜之间一吨多重的轴承管被拆装4次。

凭着这股不服输的精神,荣钦功和他的团队终于研制成功且各项指标均达到国际标准,完全实现国产替代,成为国内唯一一家配套氯碱离子膜的PTFE超细长丝加工企业。目前订单金额3000多万元,年产能20吨。

“独门绝技” 领航细分赛道

聚四氟乙烯微孔膜是一种过滤材料,应用非常广泛。小至空气净化设备、食品、服装、电子产品等,大至军工、生化、制药、铸造、半导体等行业,都需要用特殊工艺覆合在基材上实现高效过滤。其次,微孔膜所呈现不同的孔径、孔隙率、厚度、宽度等效果,将满足不同产品的需求。

薄、孔径小、孔隙率高,是聚四氟乙烯微孔膜的核心工艺。山东森荣对产品的“死磕”精神,正如一层层微孔膜做到极致。

新冠肺炎疫情发生后,全球对口罩的需求激增,号称口罩“心脏”的熔喷布一直处于紧缺状态,价格从最开始每吨不到2万元涨到每吨40万元。荣钦功带领技术团队用三天三夜,研发成功代替PP熔喷布且可重复使用的PTFE纳米口罩膜材料,为疫情防控和口罩生产企业“一布难求”解了燃眉之急。

“孔径小于水分子上百倍、大于水蒸气上万倍,同等压差下透气量比同行业产品高20%以上。”荣钦功说,PTFE纳米口罩膜的厚度仅为头发丝的百分之一,可连续使用30天几乎无指标降低,过滤效率达99%。

科技创新是解决需求的“黄金钥匙”。荣钦功发现,当下智能化产品都在向着最高级别的防水和透声方向聚拢,他决定开始投入对IP68膜的研发。IP68膜作为防水透气透声膜,广泛应用在智能手机、智能穿戴、手持终端、蓝牙耳麦、音箱等需要防水的电子产品,30米水深以下使用的IP68膜可通过常规加工方式实现,但50米水深以下,不但对膜厚薄的精度要求高,对膜的整体均匀性和稳定性要求也极高,靠常规加工方式无法实现,成为“卡脖子”的技术难题。

没有人才,寸步难行,这是荣钦功在寻求科技创新的道路上所体会到的。他找到专攻PTFE的专家,与多家知名院校合作,在高精尖人才和自主研发团队的合力攻关下,成功研发出国内最高级别IP68膜,“50米水深以下,在防水的同时,几乎没有声损。”一卷IP68膜上均匀整齐地排列着长宽约1.8毫米的膜片,它的问世解决了电子产品核心材料长期依赖国外的局面,也将使中国电子产业在国际市场中大大提高竞争力。

为实现“弯道超车”,2022年山东森荣首创3D打印PTFE膜技术,保证膜的厚度、强度的同时,颠覆美国戈尔自上世纪70年代以来,采用物理双向机械拉伸无法实现均匀的方式。“目前正为国内几家电子制造企业批量生产稳定供货,下一步即将迈入技术迭代创新阶段。”

专注PTFE膜科研、生产、经营和对外贸易17年,山东森荣从无到有,在产业链关键领域“补短板、填空白”,拥有35项专利和15项发明,通过自主研发实现进口替代;从有到优,挺进3C电子产品、新能源等万亿级市场领域,成为行业头部企业的核心供应商,年收入突破2亿元,2023年预计实现3亿元。创新是企业的生命力,坚持以新技术研发带动产品创新,这离不开国家税费政策的大力支持,据统计,2022年,公司享受研发费用加计扣除总额达536万元、享受国家需要重点扶持的高新技术企业减按15%的税率征收企业所得税政策减免22万元;2022年以来,享受增值税(抵)退税46万,出口留(抵)退税431万,其中出口退税130万

持续深耕 抢抓行业浪潮

在山东森荣的隔壁,占地110亩的新工厂正在平整土地,不久后崭新的厂房和研发中心将拔地而起。

“这里未来主要用于‘PTFE电子专用材料制造项目’的研发与生产。”荣钦功所说的PTFE电子专用材料,是以PTFE改性膜为核心材料的PTFE高频覆铜板。

随着5G和工业互联网发展进程不断加快,高频覆铜板的需求快速增长。但由于工艺复杂、材料及加工认证周期长、下游需求多样要求专有配方等特点,行业门槛高,市场由美日厂商主导且占有率超90%,垄断程度较高。

企业要在某个行业持续性深耕,才能做到“专业”和“精细管理”,其次要在适时抓住行业最新浪潮并拥有足够创新精神,才能实现自己的“特色”和“创新”。显然山东森荣做到了。去年年底,山东森荣持续深耕PTFE膜领域,耗时六个月成功研发PTFE高频覆铜板,实现信号传输快、稳定、精准、接近零延时,可广泛应用于5G通信交换系统、云计算储存系统、物联网射频系统、新能源、绿色物流等各大领域。

“项目投产后产品一经上市,将率先打破美日垄断,实现国内高端高频覆铜板材料的国产替代,为中国通信行业的高频化提供坚强的材料支撑。”荣钦功说,项目建成后年生产规模可达每年30万张PTFE高频覆铜板,160万张碳氢类高频高速覆铜板,预计年销售收入将突破22.7亿元,利税突破3.5亿元。

站在山东森荣厂区里,车间的机器轰隆轰隆地运作,工人们专心致志地调试零件,研发团队身穿防护服不断在设备上进行实验。他们都是共同为了一个目标,就写在厂房上面——“一丝不苟,丝丝精品”。

“我们一直把‘专精特新’4个字镌刻到企业文化里,以争创世界第二个戈尔为奋斗目标,打造国际一流的膜材料研发生产基地。”荣钦功说。

在专业领域深耕细作的“小巨人”企业是支撑实体经济发展的硬底子,也是科技创新的重要源泉,更是稳就业、保民生、促发展的重要力量。为更好服务“小巨人”企业,提振企业发展信心,国家税务总局桓台县税务局通过一场场精准有力的行动、一项项切实有效的举措,更好赋能“小巨人”企业,助力企业做大做优做强。

走进山东森荣新材料股份有限公司产品展厅,蓝白相间的防护服、科技感十足的PTFE纳米口罩映入眼帘,公司自主研发的新型口罩材料PTFE纳米微孔膜材料以其抑菌、透气、防水、持久耐用等性能,受到广泛关注,订单供不应求。

“创新是我们企业的生命力,这些年来我们始终坚持以新技术研发带动产品创新,这离不开国家税费政策的大力支持,离不开税务部门定制服务的持续浇灌培育。在享受研发费用加计扣除政策时,税务干部多次上门服务,详细讲解政策、归类研发项目,帮助我们应享尽享税收优惠,给我们企业发展增添了活力!”山东森荣新材料股份有限公司的负责人荣钦功对税务部门的服务赞不绝口。

目前,山东森荣新材料股份有限公司拥有专有技术专利60余项,已发展成为中国长江以北规模最大、加工品种最全、综合加工实力最强的聚四乙烯下游深加工企业,走在了同行业的前沿,多项技术、产品、装备填补了国内空白。

桓台县税务局根据“小巨人”企业的特点和发展方向,聚焦企业涉税需求,为企业“量体裁衣”,建立《纳税辅导与提醒服务报告》,靶向性激发企业管理人员和财务人员的参与热情。根据企业反馈和实际经营情况,以“政策百分百落实、宣传百分百全面、辅导百分百精准”为标准,推进政策落地“最后一公里”,帮助“小巨人”企业应享尽享税费优惠,不断激发企业创新活力。

桓台县税务局唐山税务分局局长、三级主办宋军表示,专精特新“小巨人”企业,符合创新发展的时代脉搏,以“专业化、精细化、特色化、新颖化”为桓台振兴发展注入澎湃动能。桓台县税务局始终为专精特新“小巨人”企业提供“管家式”跟踪服务,通过开展“一户式”实地走访、主持召开税企座谈会、专家辅导团队等形式多渠道收集企业诉求意见;针对企业诉求进行开展“一对一”政策辅导,帮助企业享受研发费用加计扣除、增值税留抵退税等政策红利。下一步,桓台县税务局将进一步聚焦“小巨人”企业所需所盼,不断完善配套工作运行机制,持续优化纳税服务,促进企业加大产品研发投入,不断提升市场竞争力,为助力企业创新发展贡献税务力量!

速豹新闻网·山东商报编辑:崔妮娜
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