NBR產(chǎn)品的研發(fā)趨勢
隨著國內(nèi)新增NBR產(chǎn)能的釋放,中國國內(nèi)市場競爭將日趨激烈。蘭州石化的NBR產(chǎn)品若要保持先進性,必須提升現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量及安全性、加強NBR改性技術(shù)研究、開發(fā)系列功能化NBR產(chǎn)品方面進行深入研究。
1 高品質(zhì)、環(huán)?;疦BR產(chǎn)品
逐步提高NBR的產(chǎn)品質(zhì)量,生產(chǎn)清潔、安全的高性能高品質(zhì)NBR產(chǎn)品,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向。實現(xiàn)抗氧劑、終止劑等助劑的環(huán)?;岣弋a(chǎn)品的安全性。
2 NBR牌號的差別化、系列化
NBR牌號的差別化、系列化需要從合成方法、關(guān)鍵指標(biāo)、加工性能、應(yīng)用需求等多方面實現(xiàn),首先完善低腈和超高腈牌號產(chǎn)品,而后進一步實現(xiàn)各個腈含量內(nèi)的牌號差別化、專有化。
1)耐低溫低腈NBR的開發(fā)
中國石油石油化工研究院已開展系列耐低溫NBR技術(shù)開發(fā),儲備了NBR1805、NBR1806、NBR1807產(chǎn)品的小試技術(shù),完成了NBR1806的工業(yè)化技術(shù)開發(fā),預(yù)計即將在蘭州石化5萬噸/年丁腈裝置上排產(chǎn)。從產(chǎn)品開發(fā)到應(yīng)用技術(shù)開發(fā),主要通過結(jié)合腈均勻分布控制、門尼粘度穩(wěn)定化及差別化控制、低腈NBR的加工技術(shù)研究(特別是軍工型號的加工配合技術(shù))等方面重點攻關(guān)。低腈NBR(17%~20%)在低溫性、彈性和耐油性之間有較好的平衡,可廣泛用于航空、包裝、襯墊、油封、帶子等要求低溫曲撓性的耐油領(lǐng)域,是各大NBR生產(chǎn)商的主要系列之一。
2)超高腈NBR
丙烯腈含量43%以上的極高丙烯腈NBR具有高耐油性、低油氣滲透性和彈性,廣泛用于石油鉆探及開采等領(lǐng)域,是高附加值高端NBR產(chǎn)品。中國石油石油化工研究院與蘭州石化公司已開展結(jié)合丙烯腈>45%的超高腈高耐油NBR產(chǎn)品開發(fā),通過對結(jié)合腈含量及門尼粘度的精確控制,已完成小試技術(shù)開發(fā),現(xiàn)重點開發(fā)超高腈NBR的加工技術(shù)研究,主要針對石油鉆探及開采用制品加工配合技術(shù)研究。通過完成超高腈含量NBR開發(fā),將實現(xiàn)蘭州石化NBR產(chǎn)品全系列化。
3 高附加值NBR產(chǎn)品開發(fā)
1)羧基NBR(XNBR)
NBR中引入羧基改性,可大幅提高NBR的耐磨性、粘著性和耐老化性[3],產(chǎn)品主要用于制備強度、耐油性和耐磨性要求較高的橡膠制品、粘合劑、機械零件等[4],廣泛應(yīng)用于航空航天、裝備制造等領(lǐng)域,是特種高性能NBR。
中國石油石油化工研究院是較早從事羧基NBR研究的單位,先后開發(fā)了液體羧基丁腈和固體羧基NBR技術(shù),現(xiàn)有LXNBR-40,LXNBR-26兩個牌號的液體羧基橡膠,主要供應(yīng)航空航天、國防領(lǐng)域的企業(yè)使用。面對日益劇烈競爭的局面,將深入研究引入羧基的多元共聚、低凝膠控制、羧基丁腈膠乳破乳凝聚等關(guān)鍵技術(shù),進一步開發(fā)高性能羧基NBR系列產(chǎn)品,預(yù)計2015年將在蘭州石化進行工業(yè)化批量生產(chǎn)。
2)氫化NBR(HNBR)
氫化NBR(HNBR)又稱高飽和NBR,是對NBR碳鏈上的不飽和雙鍵進行部分或完全加氫制備,其制備方法主要有3種:NBR溶液加氫法、NBR乳液加氫法和乙烯-丙烯腈共聚法[5]。其主要生產(chǎn)廠家是朗盛公司(1.0萬噸/年)和瑞翁化學(xué)公司(1.2萬噸/年),世界總產(chǎn)能2.2萬噸/年,是用量最大的特種橡膠品種。主要用于汽車油封、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,坦克帶襯墊,航天航空用密封件,空調(diào)密封制品,減震材料等領(lǐng)域[6-7]。
國內(nèi)HNBR的生產(chǎn)和應(yīng)用還處于起步階段,早期只有蘭州石化公司建有30噸/年生產(chǎn)裝置,推出牌號LH-9901,LH-9902。上海贊南科技有限公司2011年推出10多個牌號HNBR,結(jié)合腈范圍25%~50%;石油化工研究院在原有研究基礎(chǔ)上實現(xiàn)了加氫催化劑制備、非均相加氫等技術(shù)的突破,有望在2015年實現(xiàn)HNBR工業(yè)化技術(shù)突破。同時其加工配合技術(shù)目前已取得一定的進展,為中國石油HNBR的進一步推廣應(yīng)用做好了鋪墊。
3)丁二烯一丙烯腈一異戊二烯橡膠(NIBR)
異戊二烯改性NBR技術(shù)制備的(NIBR)是一種具有高強度、高彈性、易加工的NBR,是特種高性能NBR。主要用于印刷、航空航天等領(lǐng)域[8]。其技術(shù)關(guān)鍵點在異戊二烯在共聚或接枝反應(yīng)中的序列結(jié)構(gòu)控制、結(jié)合腈及門尼粘度控制、加工配合技術(shù)研究。
4)液體丁腈
主要開發(fā)端羧基、端羥基、端巰基、端氨基等官能化液體NBR[9]。各種基團的引入,能夠提高NBR與界面的粘結(jié)性,以及與樹脂之間的兼容性。產(chǎn)品主要用作粘合劑、改性劑,用于軍民材料改性及粘結(jié)。中國石油石油化工研究院在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,進一步進行深度控制調(diào)節(jié)分子量、精確控制粘度及序列結(jié)構(gòu),開發(fā)系列化液體NBR產(chǎn)品。
5)粉末NBR
粉末NBR特在在于其優(yōu)異的加工性能,其產(chǎn)量約為NBR產(chǎn)量的10%,廣泛用于樹脂改性領(lǐng)域。蘭州石化公司建有3000噸/年粉末橡膠裝置,中國石油石油化工研究院擁有十分成熟的橡膠粉末化技術(shù),下一步將重點開發(fā)系列化、專用化的粉末橡膠牌號。
6)其他
PVC/NBR共沉膠、增塑型NBR、納米改性NBR也是目前的研究重點,可有效的豐富NBR產(chǎn)品牌號,提高競爭力。
蘭州石化NBR產(chǎn)品牌號齊全、性能穩(wěn)定,將進一步提升產(chǎn)品質(zhì)量及安全性,開發(fā)低腈、超高腈系列化產(chǎn)品,重點開發(fā)高附加值NBR產(chǎn)品。近幾年在舊裝置改造、新裝置建設(shè)及新產(chǎn)品開發(fā)方面取得豐碩成果,產(chǎn)能得到提升,產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,新開發(fā)NBR新產(chǎn)品牌號10余個,有效豐富了蘭州石化NBR產(chǎn)品牌號,提高了裝置的抵御風(fēng)險能力,產(chǎn)品現(xiàn)已能夠滿足國內(nèi)市場不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)νㄓ眯?、特殊型NBR的需求。