Hoje, as microesferas ocas de vidro de alto desempenho da Hainuo Technology foram novamente destaque no *Science and Technology Daily* como um “Produto Inovador da China · Novo Produto Chave”!
Como a primeira empresa na China a possuir direitos de propriedade intelectual independentes e alcançar a produção em escala industrial, o processo de fabricação proprietário da Hainuo Technology quebrou com sucesso o monopólio internacional, acelerando o ritmo da substituição doméstica.
O texto completo do relatório é fornecido abaixo, convidando você a testemunhar as formidáveis capacidades desta empresa de “materiais leves chineses”.
Recentemente, a Administração Nacional de Propriedade Intelectual da China publicou a “Lista de Candidatos a Empresas Demonstrativas de Propriedade Intelectual Nacional (2025–2027)”, com a Shanxi Hainuo Technology Co., Ltd. (doravante referida como “Shanxi Hainuo”) em destaque na lista. Como a primeira empresa doméstica a possuir direitos de propriedade intelectual independentes e alcançar a produção em escala industrial de microesferas ocas de vidro de alto desempenho (doravante referidas como “microesferas ocas”), o processo de fabricação proprietário da Shanxi Hainuo rompeu monopólios internacionais.
“Após mais de uma década de intensa pesquisa e desenvolvimento, desenvolvemos com sucesso um processo de produção de microesferas ocas”, explicou Shen Pengzhan, presidente da empresa. “O desempenho abrangente das microesferas ocas produzidas com este processo atingiu níveis avançados internacionalmente, com certos modelos liderando o mundo em indicadores centrais como resistência à compressão e distribuição do tamanho das partículas.”
Microesferas ocas são esferas ocas de tamanho micron feito de vidro de borossilicato de álcali-cal; elas são preenchidas com um gás inerte, têm uma parede externa extremamente fina e são extremamente leves, mas altamente resistentes à compressão. Trinta e oito milhões de microesferas ocas pesam apenas 1 grama, com uma resistência máxima à compressão superior a 180 megapascals. Graças às suas características centrais de serem leves, mas de alta resistência, isolantes térmicas, resistentes à corrosão e com baixa constante dielétrica, as microesferas ocas se tornaram um material chave indispensável na cadeia da indústria de materiais compósitos avançados, com uma ampla gama de aplicações.
Materiais especializados essenciais para a extração de petróleo offshore
Recentemente, em uma base operacional da China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) no leste do Mar da China Meridional, tubos de perfuração avançavam em águas com mais de um quilômetro de profundidade. Operadores no local explicaram que, após a conclusão da perfuração, uma lama de cimento contendo microesferas ocas será injetada no espaço anular entre o poço e a formação rochosa circundante, formando um anel de cimento de baixa densidade e alta resistência à compressão que melhora a qualidade da cimentação e garante a segurança do desenvolvimento de petróleo e gás.
“Esta é uma etapa crucial na exploração e desenvolvimento de petróleo e gás em águas profundas. Na cimentação em águas profundas, o uso de lama de cimento convencional de alta densidade pode facilmente fraturar formações frágeis do fundo do mar, levando à perda de fluido de perfuração”, disse Shen Pengzhan. “Adicionar uma certa proporção de microesferas ocas à lama de cimento confere-lhe baixa densidade e alta resistência à compressão, atendendo aos requisitos técnicos para a cimentação de poços offshore em águas profundas.”
Por muito tempo, as microesferas ocas usadas na extração de petróleo da China tiveram que ser importadas do exterior. “Mais de 75% da participação de mercado doméstica era monopolizada por produtos estrangeiros, e empresas estrangeiras impuseram rigorosos embargos tecnológicos, monitorando o uso de seus produtos e forçando o retorno de materiais não utilizados e aparas”, admitiu Zhao Huilong, Secretário do Conselho da Shanxi Hainuo.
Em 2015, a Shanxi Hainuo alcançou um avanço na produção em massa de microesferas ocas, que foram imediatamente fornecidas às bases de operações de petróleo offshore da China National Offshore Oil Corporation (CNOOC) em águas rasas. Os volumes de fornecimento aumentaram ano a ano de 80 toneladas durante a fase de teste para centenas e depois milhares de toneladas, expandindo-se para cobrir todas as faixas operacionais de profundidade de água. Até o momento, a Shanxi Hainuo forneceu mais de 10.000 toneladas de microesferas ocas, alcançando 100% de fornecimento das microesferas ocas de vidro especializadas da CNOOC para operações de cimentação.
“As microesferas ocas que produzimos estão à altura dos produtos estrangeiros em termos de desempenho, mas custam apenas um terço do preço das importações”, disse Shen Pengzhan. “Mais importante ainda, alcançamos controle independente sobre tecnologias chave no campo de materiais de cimentação de petróleo offshore.”
Dezenas de milhares de experimentos para resolver desafios industriais
Em outubro de 2023, a China National Petroleum and Chemical Industry Federation certificou que a ‘Tecnologia de Engenharia e Aplicação de Microesferas Ocas de Vidro para Cimentação de Petróleo Offshore’ da Shanxi Haino atingiu um nível internacionalmente líder.
Como um material de alto desempenho para cimentação de petróleo offshore, a produção em escala industrial de microesferas ocas de vidro não é tarefa fácil. “Quando entramos neste campo, enfrentamos o dilema de embargos tecnológicos estrangeiros e a falta de precedentes domésticos para a industrialização; nos encontramos em uma situação de ‘três não’: sem desenhos técnicos, sem equipamentos prontos e sem talentos especializados”, lembrou Shen Pengzhan. Ele financiou o estabelecimento de uma equipe de pesquisa e desenvolvimento, começando com um teste de 5 quilogramas para desenvolver o processo de produção industrial.
Em 2009, na fábrica da Shanxi Hainuo, nas profundezas das Montanhas Taihang, a equipe de P&D misturou matérias-primas como dióxido de silício em uma pasta e, após passar por processos como moagem, homogeneização e queima, aguardou a criação das microesferas ocas. Quando o forno de esferização de alta temperatura foi aceso pela primeira vez e depois resfriado, o resultado foi uma pilha de microesferas de vidro sólidas ou aglomeradas. “Passar da experimentação para a produção industrial, traduzir pesquisa em resultados práticos não é mais fácil do que pesquisa teórica”, disse Shen Pengzhan. “Mesmo o menor desvio na proporção de matérias-primas para as microesferas ocas pode resultar em produtos finais drasticamente diferentes; se a temperatura de sinterização for apenas alguns graus Celsius mais alta, a estrutura oca pode colapsar.”
Pilhas de cadernos amarelados contendo dados experimentais se erguiam altas, enquanto pilhas de produtos defeituosos pesavam em seus espíritos. Através de tentativas repetidas e ajustes de parâmetros — progredindo de testes em pequena escala para grande escala e dezenas de milhares de tentativas de tentativa e erro — a equipe de P&D, através de puro trabalho árduo, identificou todos os dados e processos chave necessários para a produção industrial de microesferas ocas até 2012: preparação de uma pasta de matéria-prima multicomponente, formação de corpos verdes via granulação por spray de precisão e, em seguida, fortalecendo-os instantaneamente em esferas usando uma chama de alta temperatura.
No entanto, o avanço no processo de produção foi apenas o primeiro passo. As dezenas de equipamentos especializados necessários para a produção de microesferas ocas não estavam disponíveis na China na época; tudo, desde equipamentos de secagem até o forno de peletização central, teve que ser desenvolvido internamente. Para um único secador feito sob medida, a equipe de P&D viajou até Jiangsu, trabalhando com os técnicos do fabricante para refinar o protótipo seis ou sete vezes antes de obter sucesso. “Como peça central do equipamento, o forno de peletização teve que ser capaz de controlar precisamente a chama na faixa de 600–1.000 °C para garantir que as microesferas ocas passassem pela chama uniformemente”, disse Zhao Huilong. “Elaboramos os projetos e orientamos um fabricante no sul através do processo de produção; levou dezenas de rodadas de revisões antes de finalmente produzirmos um forno que atendesse às nossas especificações.”
Começando do zero e aumentando gradualmente, a Shanxi Haino progrediu de testes de 5 quilogramas para testes em pequena escala envolvendo centenas de quilogramas, e depois para testes piloto em escala de tonelada, adotando uma abordagem de ‘aumento gradual’ para lidar com desafios como adaptação de equipamentos para microesferas ocas e estabilização de processos um por um. Em 2015, a Shanxi Hainuo estabeleceu a primeira linha de produção industrial da China, e em 2023, completou a única linha de produção em escala de 10.000 toneladas métricas do país.
Avançando para o Oceano Azul das Aplicações de Microesferas Ocas
“O Parque Industrial de Novos Materiais de Microesferas Ocas de Alto Desempenho Hainuo que estamos construindo na Zona de Desenvolvimento Econômico de Gaoping, Shanxi, foi incluído na lista de projetos chave de nível provincial de Shanxi para este ano. Com a assistência das autoridades relevantes, o terreno para o projeto foi garantido. Estamos atualmente finalizando os procedimentos preliminares, como a avaliação de impacto ambiental e a avaliação de eficiência energética, e a construção começará em breve”, disse Zhao Huilong.
Este ano, a Shanxi Hainuo está investindo 750 milhões de yuans na construção do parque industrial, que tem uma capacidade de produção projetada de 30.000 toneladas e espera-se que seja concluído e entre em operação no próximo ano. “Nossa capacidade de produção anual atual é de 15.000 toneladas; com a adição dessas 30.000 toneladas, o parque industrial se tornará a maior base de produção inteligente de microesferas ocas do mundo”, disse Zhao Huilong. Ele acrescentou que, uma vez concluído o parque industrial, as microesferas ocas não serão usadas apenas na extração de petróleo, mas também devem encontrar aplicações em setores como aeroespacial e eletrônica.
Para esse fim, a Shanxi Hainuo estabeleceu uma estrutura de pesquisa e desenvolvimento composta por “alianças – institutos de pesquisa – centros de engenharia – estações de trabalho”, formando uma matriz abrangente de indústria-academia-pesquisa-aplicação cobrindo pesquisa fundamental, transformação de engenharia e suporte industrial, avançando assim continuamente a inovação em pesquisa e desenvolvimento de microesferas ocas.
As microesferas ocas da Shanxi Hainuo estão se expandindo para campos como inteligência artificial, semicondutores, a economia de baixa altitude e construção moderna. “Também desenvolvemos nove novos produtos fazendo sua estreia no mercado, incluindo materiais de flutuação sólida de microesferas ocas, materiais compósitos de madeira-poliuretano usináveis e microesferas ocas de vidro de alto desempenho com baixo tamanho de partícula e baixa constante dielétrica projetadas especificamente para aplicações 5G”, disse Shen Pengzhan. Ele acrescentou que vários produtos foram validados para aplicação em larga escala por empresas líderes em múltiplos setores, servindo diretamente clientes como BYD e a China Aerospace Science and Industry Corporation.
A Shanxi Haino é uma empresa de nível estatal ‘Especializada, Refinada, Única e Inovadora’ (SRUI) ‘Pequeno Gigante’ especializada na produção de microesferas ocas, com o objetivo de ‘tornar-se uma empresa líder mundial em novos materiais de microesferas’. Shen Pengzhan declarou: ‘Pretendemos continuar a aprofundar nossa expertise no campo de novos materiais de microesferas ocas, estabelecendo assim uma base sólida de novos materiais para a segurança das indústrias estratégicas da nação!’
Fonte: Science and Technology Daily
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