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乙丙橡胶生产现状与应用进展
作者:中石化南京化工厂 梁诚
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橡胶/轮胎展厅
天然橡胶, 橡胶颗粒, 硫化硅橡胶, 硅胶, 热塑性弹性体, ...
乙丙橡胶具有优良性能,应用范围广,成为目前世界上第三大合成橡胶品种。2003年全球乙丙橡胶生产能力为129万t/a,生产与应用主要集中在欧美发达地区和国家。乙丙橡胶整体上呈现以下主要特征。

一是合成技术进展快。乙丙橡胶聚合工艺为溶液法、悬浮法和气相法,其中溶液法装置占总生产能力的80%,悬浮法12%,气相法占8%;气相法成功工业化是乙丙橡胶生产技术重要进展之一,该法工艺流程简短、环保经济,成为乙丙橡胶合成技术发展趋势。另外钛系和茂金属催化剂已进入工业化阶段,产品处于应用开发阶段。

二是新品种开发迅速。目前全球20多家公司可以生产出120余个牌号乙丙橡胶,为了提高性能新产品层出不穷,如高乙烯含量的高生胶强度乙丙橡胶、高不饱和的三元乙丙橡胶、液体乙丙橡胶、热塑性乙丙橡胶、四元乙丙橡胶等。

三是生产趋于集中。目前全球乙丙橡胶生产能力和生产技术主要控制在少数跨国公司手中,目前荷兰DSM公司、美国杜邦-陶氏弹性体公司、美国埃克森公司、德国拜耳公司和日本三井公司五家公司生产能力占全球总生产能力的70%,这些公司控制和主宰着世界乙丙橡胶工业的命运。

四是需求增长快,竞争日趋激烈。随着乙丙橡胶新品种不断出现和应用领域拓展,与其他合成橡胶品种相比,乙丙橡胶需求增长迅速,未来年均增长率将保持在4-5%左右。

主要生产公司纷纷计划新建或扩建生产装置,这些公司之间竞争激烈,尤其是在强占亚洲和南美市场上表现尤为明显。

国内生产与市场

我国目前唯一的一套乙丙橡胶装置是中石油吉林石化公司引进日本三井石化公司的溶液聚合法生产技术,1997年建成的2万t/a生产装置,可以生产24个牌号产品,在一定程度上满足了国内市场需求,经过多年生产实践和吸收消化,目前吉林石化装置生产控制日趋成熟,研究开发系统完善,近年来又开发出应用于润滑油改性剂、汽车内胎及密封条行业的乙丙橡胶新品种,并进行液体乙丙橡胶的开发与生产前期工作。

尽管国内拥有一套引进生产装置,但是远远不能满足国内市场需求,随着我国汽车工业迅猛发展,成功承办2008年奥运会对防水卷材和塑胶跑道和电线电缆业的快速发展,我国乙丙橡胶市场需求呈现高速发展的势头,2000年国内表观消费量为2.8万t,2003年国内表观消费量为6.5万t左右,年均增长率高达33%。2003年国内乙丙橡胶的消费大概比例为汽车工业、聚烯烃改性、建筑材料、油品添加剂、电线电缆、其他领域。由于国内乙丙橡胶产量低,无法满足国内需求,因此国内每年需要进口大量的乙丙橡胶满足国内市场,2000年-2003年国内初级形状乙丙橡胶进口量分别为2.29万t、2.27万t、3.21万t、4.03万t,不仅如此还进口大量的乙丙橡胶制品和改性产品,因此国内乙丙橡胶的实际需求量远超过6.5万t,实际达到8万t左右。

我国乙丙橡胶主要用于汽车工业41.2%、防水卷材10%、电线电缆12.5%、油品添加剂10.6%、聚烯烃改性剂16.3%、塑胶跑道及其他领域约为9.4%。

汽车工业,我国近年来汽车业发展迅猛,2000年国内汽车产量为220万辆,2003年产量达到449万辆,远远超过国家“十五”规划数据,2003年国内轮胎产量16134万套,居世界第二位,2003年国内汽车和轮胎业消耗乙丙橡胶约为3.3万t,根据中国汽车协会和橡胶协会年初预测数据,2005年我国汽车工业对乙丙橡胶需求将达到5.5万t左右。

防水卷材,乙丙橡胶是目前使用的性能最优异的卷材之一,用于房屋、桥梁、隧道、水库、堤坝等的防水工程。目前常熟三恒建材有限公司、上海长宁橡胶制品厂、北京卡莱尔公司、上海隧道工程公司等拥有先进大规模乙丙橡胶卷材生产线,产品在城市地铁、引黄入晋、三峡工程、奥运场馆建设中使用,2003年该领域消耗乙丙橡胶约为8000t左右。

油品添加剂,随着汽车工业发展,我国成为全球重要的润滑油消费国,乙丙橡胶是制备多级发动机齿轮油的主要添加剂之一,2003年国内润滑油添加剂消耗乙丙橡胶约8500t,其中一半以上依赖进口。随着我国环保发规日趋严格,润滑升级换带加快,预计2005年油品添加剂领域将消耗乙丙橡胶为1万t以上。

电线电缆,乙丙橡胶主要作为绝缘材料用于电力电缆、矿用电缆、军用舰艇的电线电缆、X射线直流电压电缆、原子能装置用电缆等耐热和高压等技术要求较高的领域,由于国内乙丙橡胶资源匮乏,相对一部分依赖进口和采用硅橡胶等替代,2003年电线电缆业消耗乙丙橡胶约1万t左右。

乙丙橡胶除上述用途外,还可用来制备集装箱密封胶条、洗衣机超高韧性配件、鞋底、食品包装袋、化学品容器、纸张涂层等,2003年其他领域消耗乙丙橡胶约为2500t左右。

基于上述,根据国内相关行业发展资料和统计数据预测,2005年我国乙丙橡胶的潜在市场需求量将高达11万t以上。以此可以看出我国市场潜力之大前景之广阔。

改性与应用进展

我国进行乙丙橡胶应用研究开发比较早,尤其是随着引进乙丙橡胶装置建设和汽车工业迅速发展及国家要求加快生产线中零部件国产化进程后,我国开始加快应用研究,通过共混、动态硫化等多种改性技术,可以制造出许多具有优异性能的乙丙橡胶新材料。

目前主要开发了乙丙橡胶与聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、有机硅、聚乙烯(PE)共混材料,其中乙丙橡胶/PP是开发应用最多也是最具有发展潜力的功能性材料,尤其是在汽车保险杠和仪表板等方面应用越来越广泛,目前国内吉化研究院、中科院应化所、兰化研究院、燕山石化研究院、辽阳化纤、福州塑料所、北京化工大学、北京化工研究院、大连理工大学、洛阳石化总厂等科研单位和企业分别开发出各种不同性能的乙丙橡胶/PP专用料,并在国内多款轿车上使用,目前国内别克、桑塔那、捷达、富康轿车保险杠全部采用国产或进口乙丙橡胶/PP材料注射成型制备。鉴于乙丙橡胶/PP易于回收再利用,降低生产成本、简化工序且环保,不仅在汽车业中有大量应用,在国内电线电缆和家用电器领域也开始使用。利用动态硫化和增容技术,还可以制备乙丙橡胶/聚苯乙烯、乙丙橡胶/苯乙烯-丙烯腈、乙丙橡胶/天然橡胶、乙丙橡胶/乙烯-乙酸乙烯共聚合物、乙丙橡胶/丁腈橡胶等共混改性合金或弹性体,这些新型材料具有特殊性能,用于特殊要求的领域。

乙丙橡胶经过氯化、磺化、接枝等可以得到性能优异的改性乙丙橡胶,乙丙橡胶氯化后既保持乙丙橡胶原有的优点,且低温性能优于氯磺化聚乙烯橡胶,耐油性与氯丁橡胶相当,目前日本多家企业都生产氯化乙丙橡胶,国内北京化工研究院也建有中试装置。磺化乙丙橡胶为粉末装产品,具有超强的耐候、耐臭氧老化和低温韧性,混有少量的磺化乙丙橡胶,可以使PP材料的抗冲击强度迅速提高,此外磺化乙丙橡胶可以改善尼龙制品的抗冲击能力。

发展建议

目前我国乙丙橡胶生产规模小,牌号少,每年需要进口大量和多种牌号的乙丙橡胶产品,国内应用研究方兴未艾。随着我国汽车业、建筑和与奥运会有关场馆建设的迅速发展,国内市场潜在需求量迅猛增加,市场潜力巨大,我国将成为全球乙丙橡胶主要消费国之一,针对目前国内生产现状和市场需求趋势,对我国乙丙橡胶业提出以下建议。

加快装置建设,增加产品产量。由于目前国内产量较少无法满足国内快速增长的市场需求,扩建或新建乙丙橡胶装置非常必要。目前吉化公司计划在现有2万t/a基础上,扩产4万t/a,使其装置总能力达到6万t/a,目前已进入筹备阶段;北京燕山石化也寻求与国外企业合作建设2万t/a乙丙橡胶装置;德国拜耳公司计划在上海漕泾工业园区投资2亿多美元建设乙丙橡胶和丁苯橡胶。因此国内应积极引进国外技术、设备和资金加快乙丙橡胶建设步伐,满足国内市场快速增长的需求。

加大应用研究与新品种开发。国内不能因为乙丙橡胶产量较小而忽视应用研究开发,因为不远的将来国内将建设新的乙丙橡胶装置,目前开发乙丙橡胶新牌号,加大改性研究,提高产品性能,满足不同用户的要求成为乙丙橡胶生产与发展主要任务之一,其中低残留量、高分子量、高填充炭黑和高纯度免水洗乙丙橡胶成为发展方向,另外液体橡胶和多种乙丙橡胶热塑弹性体要加大推广应用力度等。并在应用开发中注重科技成果申报专利,保护自主知识产权,做好技术储备,在未来激烈竞争中拥有主动权。

加快催化剂和原料的国产化。目前国内乙丙橡胶生产所需要的通用单体5-亚乙基-2-降冰片烯和所使用的钒铝催化剂,没有实现国产化,全部依赖进口,随着未来国内乙丙橡胶装置加快建设,实现单体和催化剂国产化已成为大势所趋,因此国内要加快研究开发力度,促进我国乙丙橡胶的生产与发展。
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/17/2004)
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