橡胶助剂工业 在绿色浪潮中前进
许春华
大力推进清洁生产是橡胶助剂工业的长远发展目标。“十五”期间,橡胶助剂的产品结构调整取得重大成效:
防老剂的优秀品种对苯二胺类4020、4010NA和RD成为主导产品,占总量的80%以上;促进剂品种实现了性能优秀
的迟效性次磺酰胺与噻唑类相比超过50%的可喜成果,特别是可产生N-亚硝胺致癌物的NOBS产量基本得到控制,
2005年首选取代NOBS的NS产量达到1.4万t,是NOBS产量的1.47倍;增塑剂、防焦剂、分散剂等加工型橡胶助
剂获得稳定应用。随着国际上对化工产品环保要求的日益严格,发展绿色化工,推进橡胶助剂清洁生产仍是今后相
当长时期的发展方向。
加快可取代毒性助剂新品开发
目前的重中之重仍然是NOBS的取代,力争在3~5年内使NOBS在促进剂中所占比例下降至5%以下。除大力提
倡用NS替代NOBS外,其他新品如TBSI(N-叔丁基-双(2-苯并噻唑)次磺酰亚胺、CBBS(N-环己基-双(2-巯基苯并噻
唑)次磺酰胺、伯胺类次磺酰胺促进剂XT580等的开发也已得初步成效。
可替代DTDM的DTDC(N,N-二硫化二己内酰胺)在硫化过程中亦不产生N-亚硝胺,并可赋予硫化胶优良的物理机
械性能和抗老化性能,国内已有两家企业开发成功。
间苯二酚在加工过程中“发烟”,刺激人体皮肤和呼吸道,改性间苯二酚-甲醛树脂GLR-20粘合剂可显著克服
这一缺陷,并已形成了产业化规模。有机胺类AIR系列粘合剂可从根本上替代间苯二酚,并具有良好的粘合效果,
目前已形成6000t/a规模。
橡胶塑解剂五氯硫酚在国际上被疑为有毒物质,拜耳公司已开发了雷那细XI为代替品,其化学名为2,2’-二
苯酰氨基二苯基二硫化物,国内开发的有机金属络合物如PS、ATS等也具有较好的塑解效果。HTA是一种物理化学
复合塑解剂,可改善胶料的加工性能,该产品也已形成了规模化生产。
科技部创新基金项目大大推动了橡胶助剂行业的科技进步和清洁生产。先后设立了十几个项目支持橡胶助剂产
品的更新换代和工艺创新,如防焦剂CTP的新工艺、万吨级不溶性硫黄生产技术、硅烷偶联剂Si-69全密封生产新
工艺、防老剂中间体RT-培司的清洁工艺、防老剂8PPD新工艺和新型环保硫化活性剂MJ、复合塑解剂HTA、环保
型粘合剂AIR、不产生N-亚硝胺的伯胺类促进剂XT-580、高效再生活化剂WR-510、高效耐湿增粘树脂和补强树脂、
钴盐粘合促进剂、高热稳定性不溶性硫黄等,目前这些产品均实现了规模化生产,其中不溶性硫黄、钴盐粘合剂增
进剂、偶联剂Si-69和RT-培司生产技术先后获得国家科技进步二等奖。
原料中间体、生产过程及三废治理
原料中间体、生产过程及三废治理也是实现清洁生产的重要方面。
1.促进剂M新生产工艺
促进剂M是一类重要的促进剂,又是次磺酰胺类促进剂的重要中间体,年产量约在4万t左右,是产量最大的
一类橡胶助剂。目前多数促进剂M企业采用高压法生产,即由苯胺、二硫化碳、硫磺缩合再精制而成,但过程中产
生的废气、废水、废渣尚未得到根治,特别是树脂状废渣造成严重的环境污染,这些废渣中含有少量促进剂M、中
间产物和组成不明的焦油状产物,对此类污染物的治理是世界性难题。目前已开发出一种以苯胺、硝基苯和二硫化
碳为原料的新合成路线,可大大减少废弃物的产生量,从根本上解决M产品的“三废”问题,且可降低生产成本,
实现连续化生产。
2.RT-培司清洁生产工艺
RT-培司(4-氨基二苯胺)是生产防老剂的重要中间体,传统工艺采用甲酰苯胺路线,生产工艺复杂,“三废”
量大,治理困难,费用高。新工艺以苯胺与硝基苯为原料,是一种新的绿色工艺,对“三废”有很好的治理效果,
并可大大降低生产成本,目前我国已形成5.5万t/a的生产能力,可基本满足防老剂的生产需求并有部分出口。
3.防老剂RD一步法新工艺
RD是价廉物美的一类防老剂,我国年产量约3.5万t,传统的生产工艺以盐酸等为催化剂,环境污染严重,并
产生大量含盐废水。而采用固体酸为催化剂的新技术可克服液体酸的缺点,不产生含盐废水,并可提高产品质量,
减轻对设备的腐蚀。
4.采用过氧化氢作为氧化剂制备促进剂新工艺
目前在多种促进剂如DM、CZ、NOBS和秋兰姆等促进剂的生产过程中均采用亚硝酸钠、次氯酸钠、氯气等作为
氧化剂,生产过程中产生氮氧化合物废气和大量含盐废水,处理困难。而采用过氧化氢作为氧化剂的工艺具有产品
收率高、质量好,“三废”少的优点。
5.叔丁胺生产新工艺
叔丁胺是生产促进剂NS的重要原料,目前它的生产主要采用叔丁脲水解法、N-叔丁酰胺水解法等,而新工艺
异丁烯氧化法作为清洁工艺备受国内外重视,该技术还具有良好的反应选择性。
6.橡胶助剂造粒和复配技术
橡胶助剂的造粒可解决粉尘带来的环境污染,提高橡胶加工厂的称量精度,并可通过造粒复配开发新品,强化
使用性能。橡胶助剂的造粒技术包括湿法造粒、干法造粒、充油熔融造粒和预分散造粒等,可根据企业的需求进行
选择。
7.废水处理技术
橡胶助剂的废水通常COD含量高,处理难度大,不少企业面临着因“三废”治理不达标而限制生产的状态。近
年来开发的膜分离技术、催化氧化技术、蒸发蒸馏技术、络合萃取技术和生化处理技术、树脂吸附技术等均具有良
好的治理效果。
8.工艺过程自动化和循环利用
近年来我国助剂企业普遍重视规模化生产,实施工艺过程的自动化管理和溶剂及物料的循环利用,大大提高了
生产效率,也减少了“三废”排放。
