氫化丁腈橡膠發(fā)展方向
1.我國hnbr處於起步階段
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製得的。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(xué)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**,主要用於汽車、石油、航空航天等領(lǐng)域,如用作汽車油封、燃油係統(tǒng)部件、汽車傳動帶、鑽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,世界hnbr總生產(chǎn)能力已達1.22萬t/a,德國朗盛公司生產(chǎn)能力為0.66萬t/a;日本瑞翁公司生產(chǎn)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還處於起步階段,目前隻有蘭州石化公司研究院采用銠係催化劑溶液法均相催化加氫技術(shù)建設(shè)的1套30t/ahnbr中試裝置,有少量產(chǎn)品投放市場。隨著hnbr應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬,其總產(chǎn)能呈不斷增長的趨勢。
在丁腈橡膠氫化技術(shù)研究中,國內(nèi)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(xué)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(chǔ)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,用於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(luò)合催化劑高壓氫化反應(yīng)方法研製過氫化丁腈橡膠,小試產(chǎn)品基本達到國際水平。中石油蘭州石化公司、雲(yún)南省教育科學(xué)研究院等單位對溶液法丁腈橡膠氫化技術(shù)以及偶氨法常壓氫化丁腈膠乳製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,三氨基矽烷可吸收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(shù)的研究,正是著眼於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(lǐng)域不斷擴展,消費量也相應(yīng)增加。2004年世界丁腈橡膠(包括hnbr、nbrl)總產(chǎn)量為23.4萬t,總消費量為22.5萬t,按hnbr產(chǎn)量占nbr5.2%的比例估算,2004年hnbr消耗量約為1.17萬t。預(yù)計2008年世界hnbr需求量將達到1.7萬t,2010年為2.2萬t。國內(nèi)hnbr的供應(yīng)主要來自中國石油蘭州石化公司和國外進口,進口產(chǎn)品主要來自日本瑞翁,主打牌號z2010、z2020。
儘管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,但由於生產(chǎn)hnbr使用的催化劑價格昂貴,技術(shù)難度大,設(shè)備要求高,hnbr產(chǎn)品價格一直極高,目前hnbr進口產(chǎn)品價格為28萬-32萬元/t,蘭州石化研究院生產(chǎn)的hnbr售價24萬-26萬元/t。由於其價格高昂,隻能在**耐油配件上使用,極大地製約了hnbr的快速發(fā)展。2005年國內(nèi)需求量僅約100餘t,預(yù)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(lǐng)域中的應(yīng)用進行了廣泛的研究。隨著我國汽車零部件標(biāo)準(zhǔn)越來越高,采用傳統(tǒng)的材料cr橡膠製造的v型傳動帶、齒型帶已經(jīng)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。由丁腈橡膠材料製作的油封、燃油管等部件也正在被hnbr取代;原來由nbr/cr材料製造的動力轉(zhuǎn)向軟管,也開始使用hnbr/csm材料。另外,國內(nèi)機構(gòu)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(lǐng)域的特殊需求及研究將在一定程度上加快hnbr的發(fā)展