庫貝化學(上海)有限公司歷經五年攻關“飛揚”火炬涂裝國產神秘樹脂

3月13日晚，隨著燃燒了9天的冬殘奧會主火炬緩緩熄滅，北京2022年冬殘奧會圓滿閉幕。“雪花”主火炬臺中央的“飛揚”火炬再次成為萬眾矚目的焦點。此時，位于上海碳谷綠灣（原金山第二工業區）的庫貝化學（上海）有限公司（簡稱“庫貝化學”）的員工懸著的心算是徹底放了下來，原來，用于“飛揚”火炬外殼的神秘樹脂就是該公司研制的。

據公司總經理劉章友介紹，這種神秘樹脂叫做聚硅氮烷樹脂（俗稱高溫不燃樹脂）。該樹脂兼具了有機物超強附著力與無機物超高耐溫性的特點，同時集耐腐蝕、耐磨損、防污防水等特性于一身，可應用于航空航天、交通運輸、新能源基建等多個領域。

北京冬奧會“飛揚”火炬的外殼采用了碳纖維增強樹脂基復合材料。碳纖維材料的含碳量在90%以上，兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征。而碳纖維增強樹脂基復合材料則具有質量輕、強度高、耐疲勞、耐化學腐蝕、熱膨脹系數小等多項優異的性能指標，目前已在多個領域內替代了金屬材料應用。

此前，國內自主研發的該類型碳纖維增強樹脂基復合材料，只能經受200℃左右的溫度，而“飛揚”火炬的燃燒口在內殼和外殼之間，要求碳纖維外殼必須能經受住800℃以上的高溫。

承擔北京冬奧會火炬碳纖維外殼研制任務的上海石化為尋找耐高溫的樹脂而發愁。聚硅氮烷樹脂技術是解決耐高溫問題的技術方案之一，但因該項目技術在國外應用于軍事、半導體等領域，成了一項“卡脖子”技術。經上海市經信委有關專家的引薦，他們找到了碳谷綠灣產業園內的庫貝化學。

“我們花費5年時間研發出的第三代聚硅氮烷樹脂，最高能經受住1 200℃的高溫，而氫氣燃燒溫度一般為800℃，可滿足北京冬奧火炬碳纖維外殼材料的要求。”劉章友自豪地說。

當時，庫貝化學已與上海碳纖維復合材料創新研究院建立了合作關系。該院楊青博士團隊作為庫貝的支援，與火炬研發團隊共同討論后，提出一個大膽的創新方案：把碳纖維“聚硅氮烷”基復合材料結合到樹脂基之中，讓樹脂基體本身能夠抵御高溫。不過，這種應用方式在國外也沒有先例。

通過無數次實驗，他們終于成功合成了聚硅氮烷，并經受了連續燃燒16 d的考驗，從而實現了高性能高溫不燃“聚硅氮烷”樹脂的技術突破，也為徹底解決我國在耐特高溫特種樹脂領域的共性技術問題奠定了基礎。“飛揚”火炬的瓶頸問題迎刃而解。

除了應用于冬奧火炬外，聚硅氮烷在其他工業領域也有著更廣泛的應用潛力。庫貝化學將和上海碳纖維復合材料創新研究院成立公共研發中心，研發更多具有耐高溫和阻燃特性的碳纖維復合新材料，將這種神秘樹脂應用到更多的領域中去。