氫化丁腈橡膠發(fā)展方向
1.我國hnbr處于起步階段
氫化丁腈橡膠(hnbr)是一種高飽和的腈類彈性體,是將丁腈橡膠(nbr)鏈段上的丁二烯單元進行有選擇的加氫制得的。它不僅具有nbr的耐油、耐磨、耐低溫等性能,而且具有更優(yōu)異的耐高溫、耐氧化、耐臭氧化、耐化學品性能。hnbr的工藝性能與nbr相似,易混煉、存放穩(wěn)定性好、操作**,主要用于汽車、石油、航空航天等領域,如用作汽車油封、燃油系統(tǒng)部件、汽車傳動帶、鉆井保持箱和泥漿用活塞、印刷和紡織用膠輥、航天航空用密封件、減震材料等。
目前,**hnbr總生產能力已達1.22萬t/a,德國朗盛公司生產能力為0.66萬t/a;日本瑞翁公司生產能力為0.56萬t/a。據(jù)報道,帝斯曼(dsm)已推出商品名為thortan的hnbr,正式進入hnbr商業(yè)市場。我國hnbr還處于起步階段,目前只有蘭州石化公司研究院采用銠系催化劑溶液法均相催化加氫技術建設的1套30t/ahnbr中試裝置,有少量產品投放市場。隨著hnbr應用領域的不斷拓寬,其總產能呈不斷增長的趨勢。
在丁腈橡膠氫化技術研究中,國內主要集中在對新型廉價催化劑的開發(fā)和昂貴催化劑的再利用上。北京化工大學開發(fā)了rh-ru雙金屬單配體催化劑,其加氫率達98%以上,且活性高、選擇性高,價格低。在此基礎上,他們還開發(fā)了一種新型銠釕雙金屬雙配體加氫催化劑,用于nbr加氫,具有較高的活性、良好的選擇性和較低的成本。此外,研究者還對nbr加氫具有非常高的活性的銥型均相配位催化劑進行了探索性研究。吉林石化公司研究院采用乙酸鈀均相絡合催化劑高壓氫化反應方法研制過氫化丁腈橡膠,小試產品基本達到**水平。中石油蘭州石化公司、云南省教育科學研究院等單位對溶液法丁腈橡膠氫化技術以及偶氨法常壓氫化丁腈膠乳制取氫化丁腈橡膠等進行了研究。此外,為降低成本,對銠等貴重金屬催化劑分離回收和循環(huán)利用成為hnbr研究的另一個熱點。有資料介紹,三氨基硅烷可吸收hnbr中81%的殘留銠。近年來,水溶性兩相催化劑加氫和加氫甲?;夹g的研究,正是著眼于貴金屬催化劑的回收利用。
2.消費需求增加高成本為發(fā)展瓶頸
近年來,hnbr以其不可替代的性能優(yōu)勢,消費領域不斷擴展,消費量也相應增加。2004年**丁腈橡膠(包括hnbr、nbrl)總產量為23.4萬t,總消費量為22.5萬t,按hnbr產量占nbr5.2%的比例估算,2004年hnbr消耗量約為1.17萬t。預計2008年**hnbr需求量將達到1.7萬t,2010年為2.2萬t。國內hnbr的供應主要來自中國石油蘭州石化公司和國外進口,進口產品主要來自日本瑞翁,主打牌號z2010、z2020。
盡管hnbr在汽車的油封、燃油管等耐油部件正逐漸取代nbr、氟橡膠及cr橡膠等特種橡膠,但由于生產hnbr使用的催化劑價格昂貴,技術難度大,設備要求高,hnbr產品價格一直極高,目前hnbr進口產品價格為28萬-32萬元/t,蘭州石化研究院生產的hnbr售價24萬-26萬元/t。由于其價格高昂,只能在**耐油配件上使用,極大地制約了hnbr的快速發(fā)展。2005年國內需求量僅約100余t,預計2010其需求量的增長幅度不會太大。
我國對hnbr取代氟橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠等在汽車工業(yè)、油田機械工業(yè)、機械工業(yè)等領域中的應用進行了廣泛的研究。隨著我國汽車零部件標準越來越高,采用傳統(tǒng)的材料cr橡膠制造的v型傳動帶、齒型帶已經不能滿足材料強力高、模量大、熱穩(wěn)定性好的要求,hnbr有取代cr的趨勢。由丁腈橡膠材料制作的油封、燃油管等部件也正在被hnbr取代;原來由nbr/cr材料制造的動力轉向軟管,也開始使用hnbr/csm材料。另外,國內機構對hnbr與塑料(pvc、pe)、橡膠(epdm、聚降冰片烯橡膠)等多種高分子共聚物共混改性也有較深入的研究,這些特殊領域的特殊需求及研究將在一定程度上加快hnbr的發(fā)展