丁腈橡膠市場分析與應用進展

 

    生產現狀

 

    2003年全球NBR的總生產能力約為65萬t／a，世界主要生產商為日本JSR、瑞翁公司，德國拜耳公司，美國固特異公司等。其中我國周邊地區生產能力約為27萬t／a，約占世界總生產能力的40％，除印度外均是我國NBR的主要進口來源。我國目前有三套裝置，一是中石油蘭化公司早期從蘇聯引進采取高溫間歇乳液聚合技術的硬膠裝置，生產能力約0。45萬t／a，可以生產6個牌號產品；二是中石油吉化公司從日本JSR公司引進的丁苯橡膠裝置的一條生產改造而成的NBR裝置，采用多釜串聯、低溫乳液聚合工藝，能力為1萬t／a，可以生產5個牌號產品；三是蘭化公司近年從日本Zeon公司引進的1。5萬t／a的低溫乳液聚合工藝生產，可以生產出高、中、低含腈量的9個牌號NBR軟膠。我國NBR的生產能力為2。95萬t／a，2003年產量2。2萬t左右，開工率約為75％。目前國內吉化裝置的開工率嚴重不足，供貨經常斷檔；蘭化對NBR研究與開發異常活躍，已經建成200t／a粉末NBR中試生產裝置；浸漬用羧化NBR也投放市場；并成功開發出高飽和度氫化NBR；成功合成了端羥基NBR和液體端羥基NBR。

 

    應用與市場

 

    NBR最大的應用領域是生產耐油膠管及阻燃運輸帶，其消耗量約占總消費量的50％；NBR的第二大應用領域是密封制品，其中汽車密封制品約占50％；在電線電纜、膠粘劑、印刷用耐油膠板、印刷膠輥、箱包制品等應用。另外NBR與其他材料共混改性大彈性體品種眾多，用途廣泛，其中NBR／聚氯乙烯共混膠用途最為廣泛，主要應用電線電纜行業，隨著通訊工業的快速發展，在海底電纜領域對乙丙橡膠／聚丙烯有較強競爭力，目前國內有近萬家電線電纜企業，每年NBR／聚氯乙烯消耗量很大，另外該共混膠還可以用于油管和燃油管外層膠、汽車防水汽車密封件、汽車模壓零件、發泡絕熱層、膠圈、防護涂層等方面。

 

    隨著2000年蘭化公司的新裝置建成投產后，我國NBR的年產量逐年增加，市場占有率也在不斷提高，而國內的需求量也在快速增加，國內產量增加仍不能滿足國內市場的快速需求，每年仍需要進口相當數量來滿足國內需求，尤其是一些特種NBR產品，更需要依賴進口，日本JSR、瑞翁，俄羅斯的克拉斯諾雅爾斯克橡膠廠，韓國錦湖，德國拜耳等公司產品在我國NBR市場上占有重要比率。2000年－2003年我國的NBR進口量分別為3。45萬t、4。56萬t、3。71萬t、4。63萬t。同時國內產量和表觀消費量也逐年增加，2000年－2003年國內NBR的消費量分別為4。35萬t、6。75萬t、6。10萬t、6。83萬t。根據中國石油和化工協會統計數據表明，從1995年－2003我國NBR的年均消費增長率約為12％。

 

    隨著我國汽車工業的迅猛發展，相應的汽車零部件不僅用量增加，質量也要求更嚴格，加上電線電纜等工業快速發展，我國NBR尤其是高檔次、特種性能的NBR產品需求將快速增長，預計未來幾年國內需求仍將保持年均6％－8％左右的增長速度，預計2005年國內NBR的需求量將達到7。7萬t－8。0萬t左右。國內不僅從數量還是品種來看都不能滿足國內需求，即使三套裝置全部滿負運轉，也僅占總消費量的40％不到，而差距更大是產品品種與牌號上面，目前國內僅能生產出10余個牌號，而國內需求達到幾十個品種，因此國內丁腈橡膠工業發展任重道遠。

 

    新品開發與改性研究

 

    目前國內NBR存在最大的問題是品種牌號少、產品質量差，通用NBR的用途開發以已基本飽和，而且國內基本上能夠滿足市場需求，因此開發生產NBR新品種和加快NBR改性研究，尤其滿足汽車工業發展的新品種，成為我國NBR發展的關鍵之所在。

 

    新品種

 

    氫化丁腈橡膠（HNBR），與傳統的NBR相比，不僅具有NBR的耐油、耐磨性能，而且具有優異的耐熱、耐氧化和耐化學藥品性能，在許多方面取代了氟橡膠或其他特種橡膠，主要應用于油田、汽車等工業領域。HNBR工業化制備主要為溶液加氫法，其中催化劑是關鍵，目前國內蘭化公司開發的銠系催化劑溶液法均相催化氫化技術，用離子交換樹脂脫除殘余催化劑，申請國家專利，并建設15t／a中試裝置；吉化公司研究用乙酸鈀均相絡合催化劑，高壓氫化反應，得到產品也基本達到國際水平。

 

    粉末丁腈橡膠（PNBR），PNBR粒徑為0。5－1mm，采用無機或者有機隔離劑，呈松散的粉末狀，可以與樹脂直接摻混進行擠出或注塑；PNBR工業化生產一般采用膠乳為原料與隔離劑采用凝聚或噴霧干燥法成型。國內研究單位開發出采用木薯粉黃原酸酯包覆的PNBR，蘭化公司建設了200t／a中試裝置，有兩個產品等級，產品用于摩擦制動材料和樹脂改性。吉化公司計劃利用自有丁腈膠乳優勢，建設一套PNBR生產裝置。

 

    羧基丁腈橡膠（XNBR），在NBR中引入羧基可以改進其多種性能，尤其改善高溫下拉伸強度，同時可以增加NBR極性，進一步提高其耐油性和與樹脂相容性。目前工業化生產主要是丁二烯、丙烯腈和不飽和羧酸三元乳液共聚得到。我國已經完成XNBR中試，有小批量產品問世。XNBR主要用于制作膠粘劑、密封件、油田和采礦用橡膠制品，另一重要用途就是聚合物改性。

 

    共混改性

 

    為了拓展NBR應用范圍，以NBR為基礎的熱塑性彈性體及共混改性產品層出不窮，其中已大量工業化NBR－PVC、NBR－PP、NBR－PA、NBR－EPDM等共混物；此外NBR還可以同天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、氯化丁基橡膠、氟橡膠、氯磺化聚乙烯等共混改性。

 

    NBR－PVC，耐油性能優異并具有良好高溫回彈性，主要用于汽車零件、電線電纜、建筑材料和軟管等，特別適合在耐熱耐油要求苛刻領域取代熱固性NBR和乙丙橡膠。我國有多家企業生產NBR－PVC生產，另外關于動態硫化制取NBR熱塑性彈性體的研究開發。

 

    NBR－PP，該類熱塑彈性體是采取動態硫化和增容技術生產的，主要用于制造儀表和液壓傳動裝置的構件、膠管、墊片、密封件、膜片、電線電纜護套等，加工性能優良，與NBR硫化膠相比可節省費用。

 

    我國NBR－PP科研開發工作進展緩慢，中科院長春應化所首先采用馬來酸酐接枝聚丙烯，再進行NBR－PP熱塑性彈性體的合成；國內還有的由聚丙烯接枝馬來酸酐、端羧基NBR和二乙烯基三胺增容劑組成三元共混型熱塑性彈性體及各種氯化聚烯烴作為增容劑對NBR－PP共混型熱塑性彈性體性能影響的研究。

 

    NBR－PA，采用高熔點PA制備共混物具有良好耐熱、耐溶劑及優異的物理機械性能，低熔點多元共聚聚酰胺制備的共混物具有良好加工性能。NBR－PA主要用于制造耐熱、耐化學腐蝕橡膠制品，如密封件、輸送膠管、紡織皮輥等。

 

    發展建議

 

    隨著我國汽車、信息等工業的快速發展，盡管國外大量產品涌入國內，但是通過對三大裝置調查來看，在受到外國產品嚴重沖擊和原料價格上升同時，產品仍存在一定利潤空間，而且我國橡膠加工業的快速發展，橡膠制品的出口量有所增加，因此業內人士預計國內未來丁腈橡膠的需求量將遠超過預測量，因此國內有必要引進技術再建設一套規模化的丁腈橡膠裝置，以滿足國內外市場不斷增長的需求。

 

    由于國內NBR裝置全部是引進的，目前在裝置建設和運行中存在的一些問題仍沒有得到完全解決，面對國際原料價格的起伏不定和國外產品的沖擊，加快對引進技術的消化吸收，提高裝置的競爭力是非常關鍵的。提高產品質量和用于浸漬產品的丁腈膠乳的自給率，加大科研開發力度，充分發揮本地產品的價格優勢，占領國內市場。

 

    目前國內與國外先進水平差距最大是牌號少、產品單一，尤其是特種高性能產品少，

 

    因此要想與國外產品競爭，應該努力使現有品種的性能達到國外同類產品的同時，針對市場的需求，積極開發其他品種牌號以及性能獨特、附加值高的特種NBR產品。

 

    目前國內已經開發成功的氫化丁腈橡膠和粉末丁腈橡膠，應進一步提升生產技術，盡快實現產業化。加快NBR共混改性的研究與開發，拓展應用領域。尤其是要加大目前市場需求增長迅速的汽車用丁腈橡膠制品，隨著車輛發動機溫度提高及耐油制品使用環境的苛刻，需要研制開發出多個適合現代汽車工業發展的品種。

 

    應對我國NBR產品進行全面的性能評價，包括加工性能分析測試與評價，從而為下游加工企業提供技術服務，并提供NBR加工應用、市場推廣服務和指南；研究開發出我國專用NBR混煉膠配方和工藝；根據我國國情和區域消費市場需求不同，建立完善靈活多變的銷售模式和網絡；最終使我國NBR生產、開發與市場需求想結合，促進NBR生產技術與應用技術全面提高。