7月23日,位于太谷经济技术开发区的山西凝固力新型材料股份有限公司,车间里,一批批用于煤矿加固的双组分聚氨酯材料正在灌装。实验室里,研发人员正盯着显微镜下半导体抛光垫的表面平整度数据——两个看似毫无交集的场景,正在同一家民营企业里同步上演。
从2006年前身公司创立至今,凝固力用20年时间完成了从“粘得住”到“抛得平”的行业跨越:在巩固矿用高分子材料这一传统优势板块的同时,全力进军半导体CMP抛光垫这一新兴领域,并同步拓展地铁隧道应急抢险业务。这家国家级专精特新重点“小巨人”企业在材料科技领域不断拓宽自己的边界。
破碎煤岩体的“强力胶水”
山西华晋吉宁焦煤2203综采工作面,煤体力学强度偏低,支架前梁处时常出现0.5米至1.8米深度的片帮,伴随局部空顶、矸石掉落。若不及时处置,大面积顶板垮落随时可能发生。
凝固力的技术团队带着自研的加固材料进场了。A、B两组按1∶1混合后迅速反应,像“强力胶水”一样渗透进煤岩层细小的裂隙中,将松散煤体重新胶结成整体。抗压强度44兆帕、粘结强度4.4兆帕以上、反应温度控制在95摄氏度以内、氧指数33.75%——这些数据意味着什么?在数百米深的井下,这套材料能在15秒至30秒内初凝,50秒至90秒内终凝,不给安全隐患留下喘息的空间。
这套技术从实验室走到矿井,用了十余年。继获得同行业首批《矿用产品安全标志证书》后,2019年凝固力参与制定了《煤矿井下反应型高分子材料安全管理办法》及相关行业标准。2020年,被工信部评为专精特新“小巨人”企业,技术中心被评为省级技术中心。如今,凝固力矿用产品覆盖全国主要产煤区,累计为上千家企业化解了万余起安全隐患。2025年入选“山西精品”名录。
地下空间的“止漏专家”
同样的技术逻辑,被凝固力平移到了另一个场景——城市地铁与隧道工程。
凝固力下属工程公司将矿用快固材料的反应速度调控技术移植到隧道抢险领域,材料按需固化,即便在涌水条件下也能快速形成高强度止水屏障。
这项技术已在大量实战中得到验证。2021年郑州“7·20”特大暴雨灾害后,郑州市轨道交通7号线漓江路站、刺绣路站基坑被淹没,其团队迅速进场,承担了灾后注浆加固修复工程。在太原轨道交通2号线,他们先后承担了晋阳街站地连墙接缝防水堵漏、南中环街站和学府街站注浆加固等多个标段施工;在西安地铁14号线、天津地铁7号线等项目中,也都有凝固力的参与。铁路领域,工程公司先后参与了太中银铁路吕梁山隧道基底劣化整治、京原线隧道裂损及漏水整治等数十个项目,在极短的铁路“天窗”时间内完成隧道衬砌裂损、渗漏水等病害的抢修。
目前,凝固力的地下工程业务已覆盖煤矿、隧道、地铁、市政管网等多领域,为越来越多的地下空间安全护航。
跨界生长的“第二曲线”
如果说矿用加固材料是凝固力的拳头产品,那么半导体CMP抛光垫,则是董事长王建中眼中决定企业未来的“第二曲线”。
CMP抛光垫是芯片制造化学机械抛光环节的核心耗材,长期被国外少数企业垄断。而抛光垫的底层技术——聚氨酯高分子材料的分子结构设计与合成,恰恰是凝固力积累了20年的“看家本领”。
2018年,凝固力决定进入半导体抛光垫领域。2020年,研发技术总监李万捷得知上海有一家半导体公司做抛光垫研发,进展到百分之七八十后因技术一直无法突破而停滞。凝固力当机立断,将设备与技术资料整体接手,继续攻坚。
半导体级抛光垫对生产环境的要求近乎苛刻,无尘车间洁净度需达到千级甚至百级标准,这仅仅是“入场券”。材料成型精度、微孔结构的一致性、表面平整度的控制,每一环都考验着配方设计与工艺把控的功底。更关键的是,半导体行业有着极其严格的验厂体系和供应商准入制度,从研发能力、生产流程到质量管理、客户投诉响应,每一项都有明确标准,有些环节甚至一票否决。从矿山用的粗放型材料,到半导体级的精密型材料,这中间是一整套体系的跃升。
六年里,凝固力一步步构建起符合半导体行业要求的生产体系和品控流程。与此同时,随着我国装备制造业的整体发展,国产精密加工设备、高精度检测仪器相继取得突破。企业自身的体系搭建和外部装备条件的成熟几乎同步完成,凝固力终于有了“入场”的完整底气。
截至目前,凝固力在该项目上累计投入超过1000万元,完全依靠自主研发,攻克了从配方到成型工艺的全链条技术。2025年,半导体抛光垫生产线正式量产。
“我们一直在做聚氨酯,只是应用场景变了。”王建中说,“挑战从‘强度够不够’变成了‘纯度够不够、平整度够不够’,但对材料性能极致追求的逻辑始终没变。”
矿用产品保障矿工安全,半导体辅材助力中国芯片产业链自主可控,凝固力的跨越路径看似出人意料,实则顺理成章——因为贯穿不同行业的,是同一套对高分子材料的深刻理解。在“用新材料为特种行业安全护航”的使命驱动下,这家山西民企正在奋力书写属于自己的进阶故事。
本报记者张卉