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丁腈橡胶市场分析与应用进展

(2019-06-13 16:16:07)
标签:

丁腈橡胶

nbr

分类: 橡胶

丁腈橡胶市场分析与应用进展 

作者:中石化南京化工厂 梁诚

 丁腈橡胶(简称NBR)因耐油、耐苯性能、耐热性能和物理机械性能优异,已经成为耐油橡胶制品的标准弹性体,广泛应用于汽车、航空航天、石油开采、石油化工、纺织、电线电缆、印刷和食品包装等领域。目前国内产能还不能满足需要,年进口量在4ta左右。 

   生产现状 

   2003年全球NBR的总生产能力约为65ta,世界主要生产商为日本JSR、瑞翁公司,德国拜耳公司,美国固特异公司等。其中我国周边地区生产能力约为27ta,约占世界总生产能力的40%,除印度外均是我国NBR的主要进口来源。我国目前有三套装置,一是中石油兰化公司早期从苏联引进采取高温间歇乳液聚合技术的硬胶装置,生产能力约045ta,可以生产6个牌号产品;二是中石油吉化公司从日本JSR公司引进的丁苯橡胶装置的一条生产改造而成的NBR装置,采用多釜串联、低温乳液聚合工艺,能力为1ta,可以生产5个牌号产品;三是兰化公司近年从日本Zeon公司引进的15ta的低温乳液聚合工艺生产,可以生产出高、中、低含腈量的9个牌号NBR软胶。我国NBR的生产能力为295ta2003年产量22t左右,开工率约为75%。目前国内吉化装置的开工率严重不足,供货经常断档;兰化对NBR研究与开发异常活跃,已经建成200ta粉末NBR中试生产装置;浸渍用羧化NBR也投放市场;并成功开发出高饱和度氢化NBR;成功合成了端羟基NBR和液体端羟基NBR 

    应用与市场 

    NBR最大的应用领域是生产耐油胶管及阻燃运输带,其消耗量约占总消费量的50%;NBR的第二大应用领域是密封制品,其中汽车密封制品约占50%;在电线电缆、胶粘剂、印刷用耐油胶板、印刷胶辊、箱包制品等应用。另外NBR与其他材料共混改性大弹性体品种众多,用途广泛,其中NBR/聚氯乙烯共混胶用途最为广泛,主要应用电线电缆行业,随着通讯工业的快速发展,在海底电缆领域对乙丙橡胶/聚丙烯有较强竞争力,目前国内有近万家电线电缆企业,每年NBR/聚氯乙烯消耗量很大,另外该共混胶还可以用于油管和燃油管外层胶、汽车防水汽车密封件、汽车模压零件、发泡绝热层、胶圈、防护涂层等方面。 

    随着2000年兰化公司的新装置建成投产后,我国NBR的年产量逐年增加,市场占有率也在不断提高,而国内的需求量也在快速增加,国内产量增加仍不能满足国内市场的快速需求,每年仍需要进口相当数量来满足国内需求,尤其是一些特种NBR产品,更需要依赖进口,日本JSR、瑞翁,俄罗斯的克拉斯诺雅尔斯克橡胶厂,韩国锦湖,德国拜耳等公司产品在我国NBR市场上占有重要比率。2000年-2003年我国的NBR进口量分别为345t456t371t463t。同时国内产量和表观消费量也逐年增加,2000年-2003年国内NBR的消费量分别为435t675t610t683t。根据中国石油和化工协会统计数据表明,从1995年-2003我国NBR的年均消费增长率约为12%。 

    随着我国汽车工业的迅猛发展,相应的汽车零部件不仅用量增加,质量也要求更严格,加上电线电缆等工业快速发展,我国NBR尤其是高档次、特种性能的NBR产品需求将快速增长,预计未来几年国内需求仍将保持年均6%-8%左右的增长速度,预计2005年国内NBR的需求量将达到77t80t左右。国内不仅从数量还是品种来看都不能满足国内需求,即使三套装置全部满负运转,也仅占总消费量的40%不到,而差距更大是产品品种与牌号上面,目前国内仅能生产出10余个牌号,而国内需求达到几十个品种,因此国内丁腈橡胶工业发展任重道远。 

    新品开发与改性研究 

    目前国内NBR存在最大的问题是品种牌号少、产品质量差,通用NBR的用途开发以已基本饱和,而且国内基本上能够满足市场需求,因此开发生产NBR新品种和加快NBR改性研究,尤其满足汽车工业发展的新品种,成为我国NBR发展的关键之所在。 

    新品种 

    氢化丁腈橡胶(HNBR),与传统的NBR相比,不仅具有NBR的耐油、耐磨性能,而且具有优异的耐热、耐氧化和耐化学药品性能,在许多方面取代了氟橡胶或其他特种橡胶,主要应用于油田、汽车等工业领域。HNBR工业化制备主要为溶液加氢法,其中催化剂是关键,目前国内兰化公司开发的铑系催化剂溶液法均相催化氢化技术,用离子交换树脂脱除残余催化剂,申请国家专利,并建设15ta中试装置;吉化公司研究用乙酸钯均相络合催化剂,高压氢化反应,得到产品也基本达到国际水平。 

    粉末丁腈橡胶(PNBR),PNBR粒径为051mm,采用无机或者有机隔离剂,呈松散的粉末状,可以与树脂直接掺混进行挤出或注塑;PNBR工业化生产一般采用胶乳为原料与隔离剂采用凝聚或喷雾干燥法成型。国内研究单位开发出采用木薯粉黄原酸酯包覆的PNBR,兰化公司建设了200ta中试装置,有两个产品等级,产品用于摩擦制动材料和树脂改性。吉化公司计划利用自有丁腈胶乳优势,建设一套PNBR生产装置。 

    羧基丁腈橡胶(XNBR),在NBR中引入羧基可以改进其多种性能,尤其改善高温下拉伸强度,同时可以增加NBR极性,进一步提高其耐油性和与树脂相容性。目前工业化生产主要是丁二烯、丙烯腈和不饱和羧酸三元乳液共聚得到。我国已经完成XNBR中试,有小批量产品问世。XNBR主要用于制作胶粘剂、密封件、油田和采矿用橡胶制品,另一重要用途就是聚合物改性。 

    共混改性 

    为了拓展NBR应用范围,以NBR为基础的热塑性弹性体及共混改性产品层出不穷,其中已大量工业化NBRPVCNBRPPNBRPANBREPDM等共混物;此外NBR还可以同天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氟橡胶、氯磺化聚乙烯等共混改性。 

    NBRPVC,耐油性能优异并具有良好高温回弹性,主要用于汽车零件、电线电缆、建筑材料和软管等,特别适合在耐热耐油要求苛刻领域取代热固性NBR和乙丙橡胶。我国有多家企业生产NBRPVC生产,另外关于动态硫化制取NBR热塑性弹性体的研究开发。 

    NBRPP,该类热塑弹性体是采取动态硫化和增容技术生产的,主要用于制造仪表和液压传动装置的构件、胶管、垫片、密封件、膜片、电线电缆护套等,加工性能优良,与NBR硫化胶相比可节省费用。 

    我国NBRPP科研开发工作进展缓慢,中科院长春应化所首先采用马来酸酐接枝聚丙烯,再进行NBRPP热塑性弹性体的合成;国内还有的由聚丙烯接枝马来酸酐、端羧基NBR和二乙烯基三胺增容剂组成三元共混型热塑性弹性体及各种氯化聚烯烃作为增容剂对NBRPP共混型热塑性弹性体性能影响的研究。 

    NBRPA,采用高熔点PA制备共混物具有良好耐热、耐溶剂及优异的物理机械性能,低熔点多元共聚聚酰胺制备的共混物具有良好加工性能。NBRPA主要用于制造耐热、耐化学腐蚀橡胶制品,如密封件、输送胶管、纺织皮辊等。 

    发展建议 

    随着我国汽车、信息等工业的快速发展,尽管国外大量产品涌入国内,但是通过对三大装置调查来看,在受到外国产品严重冲击和原料价格上升同时,产品仍存在一定利润空间,而且我国橡胶加工业的快速发展,橡胶制品的出口量有所增加,因此业内人士预计国内未来丁腈橡胶的需求量将远超过预测量,因此国内有必要引进技术再建设一套规模化的丁腈橡胶装置,以满足国内外市场不断增长的需求。 

    由于国内NBR装置全部是引进的,目前在装置建设和运行中存在的一些问题仍没有得到完全解决,面对国际原料价格的起伏不定和国外产品的冲击,加快对引进技术的消化吸收,提高装置的竞争力是非常关键的。提高产品质量和用于浸渍产品的丁腈胶乳的自给率,加大科研开发力度,充分发挥本地产品的价格优势,占领国内市场。 

    目前国内与国外先进水平差距最大是牌号少、产品单一,尤其是特种高性能产品少,因此要想与国外产品竞争,应该努力使现有品种的性能达到国外同类产品的同时,针对市场的需求,积极开发其他品种牌号以及性能独特、附加值高的特种NBR产品。 

    目前国内已经开发成功的氢化丁腈橡胶和粉末丁腈橡胶,应进一步提升生产技术,尽快实现产业化。加快NBR共混改性的研究与开发,拓展应用领域。尤其是要加大目前市场需求增长迅速的汽车用丁腈橡胶制品,随着车辆发动机温度提高及耐油制品使用环境的苛刻,需要研制开发出多个适合现代汽车工业发展的品种。 

    应对我国NBR产品进行全面的性能评价,包括加工性能分析测试与评价,从而为下游加工企业提供技术服务,并提供NBR加工应用、市场推广服务和指南;研究开发出我国专用NBR混炼胶配方和工艺;根据我国国情和区域消费市场需求不同,建立完善灵活多变的销售模式和网络;最终使我国NBR生产、开发与市场需求想结合,促进NBR生产技术与应用技术全面提高。

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