行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
复合氧化铜粉中铜、氧化亚铜、氧化铜组分的测定 氧化还原滴定法和差减法
建议项目名称
(英文)
Determination of copper, cuprous oxide and copper oxide content in copper matrix composites— Oxidation-reduction titration
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.160
中国标准分类号
H 21
牵头单位
有研粉末新材料(合肥)有限公司
体系编号
M22112
参与单位
北京有研粉末新材料研究院有限公司、唐山三友硅业有限责任公司、国合通用测试评价认证股份公司、安徽旭晶粉体新材料科技有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

复合氧化铜粉主要应用于有机硅单体合成过程中。有机硅材料因兼具无机物的特性和有机物的功能于一身,如:耐腐蚀性、耐氧化稳定性、气体渗透性高、耐高低温性等,广泛应用于国防军工、航天航空、电子电器等国民经济的各个领域。作为化工新材料中发展最快的品种之一,有机硅也是国家重点发展的新材料;随着出口国外的深加工产品增多以及国内新能源汽车等行业需求的进一步扩大,有机硅行业也得到了迅速发展,成为了高性能化工新材料领域中的重要支柱,同时也为相关工业领域的发展提供了材料基础和技术保证。因此,有机硅工业的发展水平在很大程度上,已经可以反映一个国家的工业化水平。在整个产业链中,甲基氯硅烷(简称为MCS)的化学活性高,可深加工的潜能巨大,是制造有机硅材料的重要原料。在甲基氯硅烷的合成中,二甲基二氯硅烷(简称M2)作为价值最高,用量最大的有机硅单体,它的收率直接反映甲基氯硅烷的合成工艺水平;因此,其生产水平也成为了衡量整个行业技术发展的重要标志。

复合氧化铜粉作为一种催化剂,是生产有机硅单体的核心关键材料。其中,由单质铜(Cu)、氧化亚铜(Cu2O)和氧化铜(CuO)组成的三价态铜基催化剂是目前国内外各有机硅单体公司生产甲基氯硅烷主要应用的催化剂。然而,三价态铜间各组分的比例由于生产厂家、生产工艺、比例需求的差异而产生不同。另一方面,由于国内至今没有相关的行业标准,各有机硅企业和下游用户对三价态铜基催化剂中三价态成分的测定方法也不尽相同,导致双方间结果与结论产生偏差,一定程度上影响了有机硅单体的稳定生产。目前,复合氧化铜粉的市场需求旺盛(大约在2万吨);然而市场封闭,规范性很差,缺少统一的测试标准方法,这不利于上下游企业间的技术交流,也将影响到对三价态铜基催化剂成分结构-性能间“构效关系”的深入研究。因此,为了研制并生产出性能更优异的复合氧化铜粉,规范测试材料中三种组分,制定出复合氧化铜粉三组分的测定标准势在必行。

本项目规定了检测复合氧化铜粉的化学试剂、仪器要求、检测方法及操作规程等。测试不需要采购专门的分析仪器设备,成本低廉;操作简单,普通人员既可以完成操作;结果误差较小,能够完全满足生产上对复合氧化铜粉的选择和研发需求。有利于提升我国检测依据及检测水平,建立和完善复合氧化铜粉三组分测定的检测标准体系。

本项目规定的测定方法适用范围广、评价更科学,不仅可作为铜基催化剂生产者和使用者的评价依据,满足国内对复合氧化铜粉催化剂三组分测定的迫切要求;有益于制备出选择性、催化效率更高的铜基催化剂,提升现有产品质量;还将规范市场秩序,促进铜基催化剂产业、乃至整个有机硅行业的进步;对增强我国在复合氧化铜粉催化剂领域的影响力和有效供给能力,提升我国在先进基础材料上的国际竞争力都具有重要意义。因此,制定复合氧化铜粉三组分测定行业标准,非常必要。


范围和主要
技术内容

本标准适用于复合铜基材料、复合氧化铜粉、有机硅甲基、苯基单体合成用铜基催化材料中三组分(即:铜-氧化亚铜-氧化铜,又称Cu-Cu2O-CuO)的测定。

主要规定了以下技术内容:

1)检测复合氧化铜粉的化学试剂、仪器要求。

2)复合氧化铜粉三组分的试验方法和步骤。

3)试验结果计算等。

测试结果记录保存归档。


国内外情况
简要说明

   

有机硅是典型的资金、技术密集型行业,长期以来为少数外国公司所垄断。但自21世纪初以来,随着中国企业的崛起,市场格局逐步发生变化,中国企业在市场所占的比例快速提高,国外企业所占比例逐步下滑。尤其是近十年来,有机硅全球产能向中国国内转移趋势明显,我国已成为有机硅生产和消费大国。

目前,全球有机硅单体产能主要分布在中国、德国、美国、英国、日本、泰国和法国。主要企业为:陶氏化学公司(美国,前身为道康宁)、埃肯公司(法国/中国)、瓦克化学(德国)、合盛硅业(中国)、迈图(美国/韩国)、新安股份(中国)、信越化学工业株式会社(日本)、兴发集团(中国)、东岳硅材(中国)以及三友化工(中国)。截止至2021年6月底,全球有机硅甲基单体产能约617.6万吨/年,其中中国境内有机硅甲基单体产能约370.5万吨/年,占全球有机硅甲基单体产能的60%。

有机硅甲基单体合成工业生产的铜基催化剂经历了从电解铜粉、铜盐(CuCl2)、金属铜(Cu)、氧化亚铜(Cu2O)、氧化铜(CuO)到三价态复合氧化铜粉(Cu-Cu2O-CuO)的发展历程,如今主要是复合氧化铜粉铜基催化剂粉体材料。复合氧化铜粉的催化性能主要取决于三种铜组分的比例,又受到催化剂粒度以及形貌的影响。最具代表性的复合氧化铜粉是由美国的Smith Corona Marchant(SCM)公司在1962年开发的,通过对金属铜粉的可控氧化,得到的复合氧化铜粉粒径约为1-35μm,比表面积约为3-4 m2/g。

国产铜基催化剂开发成功之前,国内的有机硅单体生产企业基本都是采购美国SCM公司的铜基催化剂产品,后来逐步被国产铜基催化剂粉体材料替代。近年来,国内的有机硅单体企业基本已不再采购美国SCM公司的催化剂粉体产品,设在国内的分公司—元磁新型材料(苏州)有限公司经营状况也一般。目前,国内生产有机硅单体合成用铜基催化剂的企业主要有:湖南天心博力科技有限公司、昆山德泰新材料科技有限公司、苏州铜宝锐新材料有限公司、安徽旭晶粉体新材料科技有限公司、兰州蓝星清洗有限公司。

虽然,国内有少数单体公司通过碘量滴定法检测复合氧化铜粉催化剂样品中金属铜含量,却不能完全区分出不同价位铜的含量。而利用XRD、ICP和XPS等手段进行分析也都是定性检测,不能将各组分定量,且使用仪器检测,具有成本高且需要专业人员进行操作、维护等局限性。

迄今为止,国内没有查到复合氧化铜粉三价态铜/铜氧化物测定的有关标准,国外也没有查到相关的技术条件。


备注
符合《“十四五”原材料工业发展规划》( 四) 提高产品质量:加强质量管理和过程控制。加强材料标准体系化建设,持续开展原材料工业质量提升行动,提高产品质量的稳定性、可靠性和适用性。 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
56复合氧化铜粉中铜、氧化亚铜、氧化铜组分的测定 氧化还原滴定法和差减法-行业标准项目建议书.doc (30.5KB)任务书(建议书)