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特种橡胶热点集萃
2013年16期 发行日期:2013-05-05
作者:中国石油炼油与化工分公司 王桂轮博士

特种橡胶热点集萃

——第六届特种橡胶与制品市场技术研讨会专题报道

推动我国特种橡胶快速发展

 中国石油炼油与化工分公司  王桂轮博士

  充分利用乙烯装置副产碳五资源发展异戊橡胶 我国异戊橡胶市场潜在需求大,乙烯工业快速发展,异戊二烯可利用资源日渐丰富,碳五抽提异戊二烯日臻完善,在落实异戊橡胶工艺技术来源后宜加快发展。

  加快发展三元乙丙橡胶  近年来,我国乙丙橡胶市场保持高速增长,供需缺口持续增大,且还有较大的增长空间。应加快发展三元乙丙橡胶,由于当前传统EPDM的应用市场正受到其它更廉价热塑性弹性体的冲击,发展乙丙橡胶应特别重视技术选择,适应市场多元化和专用化的要求。

  发展丁基和卤化丁基橡胶  目前国内已有几家企业几乎同时启动建设丁基橡胶生产装置,考虑到丁基橡胶装置的技术和环保门槛,中石油具有原料优势、技术优势、集成优势、乙烯装置能量优化等等。

  发展稀土丁二烯橡胶,逐步替代镍系丁二烯橡胶  丁二烯橡胶是中国最主要的胶种之一,但目前仍以镍(Ni)系丁二烯橡胶为主,品种较单一。稀土丁二烯橡胶加工性能优异,在磨耗、生热、疲劳、老化以及滚动阻力等方面优于传统的钛、钴、镍系丁二烯橡胶,符合高性能轮胎在高速、节能、安全、环保等方面发展的需要,是当今发展最快的丁二烯橡胶品种。国内应发展稀土丁二烯橡胶,逐步实现镍系丁二烯橡胶更新换代。

  发展SLCB溶聚丁苯橡胶  汽车产业的发展要求轮胎既有良好的节油性,又有良好的安全性,给集成橡胶和高性能胎用间歇法溶聚丁苯橡胶的发展创造有利的条件,提供了发展机会。以独山子石化10万吨SSBR装置为依托,根据难度有序开发长支化度LCB、超长支化度SLCB、高硅偶联效率、低偶联降解、链端和链间改性的高性能溶聚丁苯橡胶SSBR。以满足轮胎低滚阻力、抗湿滑和耐磨耗的性能要求。

 

特种橡胶传动带领域显身手

无锡贝尔特胶带有限公司高级工程师  吴贻珍

  作为带传动中的主体部件——传动带由原来的易损件向功能件方向转变,在许多场合替代了其它传动形式。其品种规格向多样性发展,由传统的普通包布V带和普通平带发展了窄V带、宽V带、广角带、联组V带、切边V带、多楔带、同步带、绳芯平带和片基平带等。近几年,行业除了开发节能型传动带外,还开发出环境友好型传动带,材料应尽量少用或不用石油衍生品、采用环境无害化学品及可回收利用。如ContitechCONTI-V?PIONEER的包布V带,其补强剂完全用天然矿石、软化剂用菜籽油及棉包布等。

  包布V带所用胶料包括压缩胶、伸张胶、粘合胶和擦(涂)布胶。国外普通V带压缩胶大多使用丁苯橡胶/天然橡胶并用,包布胶用氯丁橡胶。传动带是动态使用的橡胶制品,配方应考虑动态曲扰性能、生热,包布胶还应考虑耐磨性,含胶率不应太低。近年来由于原材料成本压力,我国一些厂家大量使用再生胶和无机填料以降低成本,使得带很易龟裂和包布磨损,根本发挥不了聚酯线绳应有优点。

  高级传动带如窄V带、农机V带、切边V带、多楔带和同步带应使用氯丁橡胶。氯丁橡胶具有强度高、耐热 耐老化、耐臭氧、耐磨,曲挠疲劳性好,与其它材料粘合好。适用温度范围一般为 -30100℃要求。 国外传动带大多使用低结晶性通用型氯丁橡胶如杜邦GRT,国内长寿化工正开发同类产品CR114。氯丁橡胶缺点是加工性能差如易焦烧、加工生热大和易粘辊等,无锡华祥科技开发的氯丁橡胶防粘辊母胶可解决这些问题。

  现代汽车由于对节能、环保、舒适、安全等的要求越来越高,使得整个发动机室结构复杂、紧凑、工作时温度较高,其中的橡胶件应具有耐高温的性能。较长的维修期如要达到240000Km,对橡胶件的耐久性的要求也越来越高。氯丁橡胶的性能已达到极限,无法满足现代汽车的要求。汽车同步带已大量采用氢化丁腈橡胶作为主体材料。目前世界上生产氢化丁腈橡胶主要是德国朗盛和日本瑞翁。我国兰化公司于1999年开发成功并通过中试。

  近年来,多楔带在汽车得到普遍应用,由于氢化丁腈橡胶过于昂贵,人们在研究发现小量的油并不对发动机前端的皮带造成损害,可使用较廉价耐热性好多的三元乙丙橡胶(EPDM)作为多楔带主体橡胶材料。但EPDM耐磨性、高温抗撕裂和动态性能不理想,与其它材料粘合差,这些都需要通过改性和与其它材料并用加以解决。EPDM也用于汽车V带,可在-55120℃长期使用。

  切边V带、多楔带和农机V带在压缩胶和伸张胶在胶料中掺入10%30%短纤维,以提高带的横向刚性和耐磨性。

 

聚氨酯弹性体品种各展所长

南京金三力橡塑有限公司副总工程师 葛卫东

  混炼型聚氨酯弹性体(MPU)作为聚氨酯弹性体的“第一代”产品类型,现今来看其综合性能不及TPU、更不比CPU。具体而言,在低硬度(55-75A)范围有其它特种橡胶的便利替代,在中高硬度范围有综合性能更好的CPUTPU的双重挤压,所以MPU在整个聚氨酯弹性体中占的比例已经很小可略。因此有多方面依据判定MPU势必趋于淘汰。但在低硬度(55-75A)制品,尤其是一些专用小型制品如胶管、胶布制品方面,恰恰体现了相对于TPUCPU的性能和工艺的综合优势,所以2000年后局部小规模应用空间尚在。如江苏、广东等地区仍有零星再开发的情况;再如,其优越的可高填充及硫化工艺特性,使其可能在神秘的吸波面材制造等领域有所作为。

  近年高端热塑型聚氨酯弹性体(TPU)需求增长,拜耳、巴斯夫、Lubrizol、享斯迈等均推出了新TPU产品。如享斯迈推出纺织涂层用TPUArgotec推出的新TPU膜,透光与耐候性更佳。PU复合材料可能是长期伴随TPU的、内容丰富的课题,TPU在塑料合金中已成为热度较高的材料,如TPU/PPTPU/PCTPU/PVC TPU/PA6等等。某些汽车用(外部)结构件,就可采用TPU/PC共混物或玻纤增强TPU注塑成型来制备。据了解,美国某公司采用特型TPU制作的胶辊,已得到应用验证。

  浇注型聚氨酯弹性体(CPU)是其它现有传统橡胶制品最有力的竞争者。不仅如此,在大多数新领域中,还有扩展其优势的趋势。如某专用减震垫;冶金冷轧生产线张力辊几乎全系CPU胶辊;又如,其特有的液态浇注、整体固化成型特性,使其在现代高档彩涂钢板生产线上,成为满足不断提高要求的专属用辊。

  通用体系的微孔聚氨酯弹性体是国内用量最大的鞋底微孔,已为大众认识和接受。还可用作各类通用性减震垫、防护隔垫、低速轻型车用无胆(实芯∕泡孔)轮胎、密封嵌条等。高承载要求的减震元件,则采用技术难度高得多的NDI体系。

 

轨道交通行业中的橡胶身影

中国铁道科学研究院金属及化学研究所研究员 祝和权

  截至2012121日,哈大高铁开通后,我国高铁运营总里程超过8600公里,是世界上高速铁路发展最快、规模最大的国家。

  在轨道交通的移动设备上多处需要用到橡胶材料,包括减振(隔振)材料、密封材料和制动材料。国内减震器上应用的弹性材料主要是天然橡胶(NR)和氯丁橡胶(CR),其中NR用量又居多数。目前发达国家使用NR制造的减震器的使用寿命可达810年以上,我国大部分减震器产品寿命仅为3~5年,大秦线上的情况更为糟糕,尤其是旁承等产品,使用3~5个月后刚度就衰减得很严重了。因此,提高弹性减震元件的抗蠕变性能和耐老化性能等,延长其使用寿命,是今后的发展方向。

  由于我国幅员辽阔,地区气候差异大,而车辆又无固定的运行区域,造成车辆用橡胶件的使用环境比别的国家要复杂得多。客车用橡胶件除了与机车橡胶件一样,要求延长使用寿命外,还有一个显著特点是要求橡胶配件具有少烟、低毒、环保阻燃性能。目前国内引进及出口到国外的机车车辆橡胶配件都要求阻燃性能好,如门窗密封条、橡胶风挡、橡胶地板及电机通风道等产品,很多部件还要求按法国标准NF F 16-101测试燃烧过程中的有害气体含量。国内一些机车车辆制造厂在一些新车上也开始要求部件有相应的阻燃性能。因此,开发低烟、低毒、无卤阻燃橡胶材料将是今后的发展方向。

  在轨道交通的固定设施中,橡胶材料主要用于减振、支座、防水等。我国轨道垫使用的橡胶垫板多采用双面有沟槽的结构,并根据钢轨轨型对橡胶垫板进行分类。高弹性圆柱形轨下橡胶垫板是近年来发展的新型垫板,以英国Pandrol公司的橡胶垫板最著名。橡胶支座是一种专用橡胶减震件,通常被安装在铁路或公路桥梁的上层结构(桥体)和桥墩之间。随着国家铁路、公路设施的迅速发展,特别是高速铁路的建设国,桥梁里程基本要占到总里程的70%以上,所以和它们配套的橡胶支座的应用也出现快速增长,成为量大面广的橡胶减震制品。隧道渗漏水是目前铁路隧道较为普遍的问题,隧道防水材料主要包括防水剂、防水板、止水带、接缝密封条、密封胶等。止水带主要是利用高分子材料的弹性,在各种载荷下产生弹性变形,从而起到有效地紧固密封,防止建筑构造的漏水、渗水。

 

异戊橡胶在医疗领域应用空间巨大

青岛橡胶谷科研平台总监  王永智

  近年我国药包材行业的快速发展,目前我国药包材行业的产值已经突破150亿元,但是仅能满足国内80%的需求量,其余的需求需要通过进口来解决,这为我国的医用塑胶行业提供巨大的商机。从20104月以来,我国有多套聚异戊二烯橡胶(IR)生产装置投产,目前已经达到4.5万吨/年以上,预计到2015年我国聚异戊二烯橡胶的产能有望达到27.5万吨。

  未来,IR在医疗领域的发展趋势:①更纯净的产品,纯度更高、更少杂质的材料是医用材料的永恒追求。随着国内IR原料产能和品种的增多,稀土系的IR材料在医疗领域的应用发展具有一定的潜力;辐射交联替代外加硫化剂的工艺,也有助于产品品质的提高。②更稳定的产品:产品需要有具备极低迁移量;良好的化学惰性、更安全的产品,以及良好的药物相容性。③更多的产品类型:如在包装行业,针对不同药品的特性需要有更多针对性的配方品种的包装材料来满足药品市场的多样化需要,特别是在特殊品种的药品、高端药品方面的应用开发。

 

氯丁橡胶宜关注技术升级

中国化工信息中心咨询事业部注册咨询师  贾冬梅

  目前世界上的氯丁橡胶生产商包括美国杜邦、日本电气化学、德国朗盛、日本东曹、山纳合成橡胶、重庆长寿、山西合成橡胶、日本昭和电工、印度Pidilite公司及亚美尼亚Nairit工厂。其中美国杜邦、日本电气化学以及德国朗盛产能排在前三位,这3家企业总产能为25.7万吨,占世界总产能的60%。近年中国氯丁橡胶市场变化不大,2006~2011年消费量在5.7~7万吨区间内波动,2012年氯丁橡胶产量约为5.6万吨,净进口量为1.4万吨,表观消费量约7万吨。消费增长的最大障碍是下游需求乏力,其他影响因素还包括替代产品SBS价格相对较低、进口产品反倾销期中复审调查尚未结束等。预计未来5年中国氯丁橡胶的消费将保持低速增长,预计年均增长率为3.5%,高于全球1.9%的年均增长率.

  建议未来关注重点:①由于中日关系的持续僵持,目前很多国内企业已经开始考虑修改配方取代日本的氯丁橡胶,目前市场上对国产产品认可越来越高,这将是国产橡胶抢占市场的机会;②2013年暂无新建产能,下游应用是市场的最大影响因素,预计2013年氯丁橡胶市场比2012年略有回暖;③反倾销保护了本土企业,但想在国内甚至国际市场中占据更多的份额,技术的创新和成本的降低依旧是未来竞争的关键;④从目前的市场情况看,国内不宜进行氯丁橡胶装置的新建或扩建,企业可以通过技术改造、技术升级等手段降成本、提质量,加强牌号的应用研究,将主要精力集中于进口产品的功能替代和成本降低上。

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