乙丙橡膠生產(chǎn)現(xiàn)狀與應(yīng)用進(jìn)展
時(shí)間:2005-07-02
乙丙橡膠具有優(yōu)良性能，應(yīng)用范圍廣，成為目前世界上第三大合成橡膠品種。2003年全球乙丙橡膠生產(chǎn)能力為129萬t/a，生產(chǎn)與應(yīng)用主要集中在歐美發(fā)達(dá)地區(qū)和國家。乙丙橡膠整體上呈現(xiàn)以下主要特征。
一是合成技術(shù)進(jìn)展快。乙丙橡膠聚合工藝為溶液法、懸浮法和氣相法，其中溶液法裝置占總生產(chǎn)能力的80%，懸浮法12%，氣相法占8%；氣相法成功工業(yè)化是乙丙橡膠生產(chǎn)技術(shù)重要進(jìn)展之一，該法工藝流程簡(jiǎn)短、環(huán)保經(jīng)濟(jì)，成為乙丙橡膠合成技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。另外鈦系和茂金屬催化劑已進(jìn)入工業(yè)化階段，產(chǎn)品處于應(yīng)用開發(fā)階段。
二是新品種開發(fā)迅速。目前全球20多家公司可以生產(chǎn)出120余個(gè)牌號(hào)乙丙橡膠，為了提高性能新產(chǎn)品層出不窮，如高乙烯含量的高生膠強(qiáng)度乙丙橡膠、高不飽和的三元乙丙橡膠、液體乙丙橡膠、熱塑性乙丙橡膠、四元乙丙橡膠等。
三是生產(chǎn)趨于集中。目前全球乙丙橡膠生產(chǎn)能力和生產(chǎn)技術(shù)主要控制在少數(shù)跨國公司手中，目前荷蘭DSM公司、美國杜邦-陶氏彈性體公司、美國埃克森公司、德國拜耳公司和日本三井公司五家公司生產(chǎn)能力占全球總生產(chǎn)能力的70%，這些公司控制和主宰著世界乙丙橡膠工業(yè)的命運(yùn)。
四是需求增長(zhǎng)快，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。隨著乙丙橡膠新品種不斷出現(xiàn)和應(yīng)用領(lǐng)域拓展，與其他合成橡膠品種相比，乙丙橡膠需求增長(zhǎng)迅速，未來年均增長(zhǎng)率將保持在4-5%左右。
主要生產(chǎn)公司紛紛計(jì)劃新建或擴(kuò)建生產(chǎn)裝置，這些公司之間競(jìng)爭(zhēng)激烈，尤其是在強(qiáng)占亞洲和南美市場(chǎng)上表現(xiàn)尤為明顯。
國內(nèi)生產(chǎn)與市場(chǎng)
我國目前唯一的一套乙丙橡膠裝置是中石油吉林石化公司引進(jìn)日本三井石化公司的溶液聚合法生產(chǎn)技術(shù)，1997年建成的2萬t/a生產(chǎn)裝置，可以生產(chǎn)24個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品，在一定程度上滿足了國內(nèi)市場(chǎng)需求，經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐和吸收消化，目前吉林石化裝置生產(chǎn)控制日趨成熟，研究開發(fā)系統(tǒng)完善，近年來又開發(fā)出應(yīng)用于潤(rùn)滑油改性劑、汽車內(nèi)胎及密封條行業(yè)的乙丙橡膠新品種，并進(jìn)行液體乙丙橡膠的開發(fā)與生產(chǎn)前期工作。
盡管國內(nèi)擁有一套引進(jìn)生產(chǎn)裝置，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)市場(chǎng)需求，隨著我國汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，成功承辦2008年奧運(yùn)會(huì)對(duì)防水卷材和塑膠跑道和電線電纜業(yè)的快速發(fā)展，我國乙丙橡膠市場(chǎng)需求呈現(xiàn)高速發(fā)展的勢(shì)頭，2000年國內(nèi)表觀消費(fèi)量為2.8萬t，2003年國內(nèi)表觀消費(fèi)量為6.5萬t左右，年均增長(zhǎng)率高達(dá)33%。2003年國內(nèi)乙丙橡膠的消費(fèi)大概比例為汽車工業(yè)、聚烯烴改性、建筑材料、油品添加劑、電線電纜、其他領(lǐng)域。由于國內(nèi)乙丙橡膠產(chǎn)量低，無法滿足國內(nèi)需求，因此國內(nèi)每年需要進(jìn)口大量的乙丙橡膠滿足國內(nèi)市場(chǎng)，2000年-2003年國內(nèi)初級(jí)形狀乙丙橡膠進(jìn)口量分別為2.29萬t、2.27萬t、3.21萬t、4.03萬t，不僅如此還進(jìn)口大量的乙丙橡膠制品和改性產(chǎn)品，因此國內(nèi)乙丙橡膠的實(shí)際需求量遠(yuǎn)超過6.5萬t，實(shí)際達(dá)到8萬t左右。
我國乙丙橡膠主要用于汽車工業(yè)41.2%、防水卷材10%、電線電纜12.5%、油品添加劑10.6%、聚烯烴改性劑16.3%、塑膠跑道及其他領(lǐng)域約為9.4%。
汽車工業(yè)，我國近年來汽車業(yè)發(fā)展迅猛，2000年國內(nèi)汽車產(chǎn)量為220萬輛，2003年產(chǎn)量達(dá)到449萬輛，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家“十五”規(guī)劃數(shù)據(jù)，2003年國內(nèi)輪胎產(chǎn)量16134萬套，居世界第二位，2003年國內(nèi)汽車和輪胎業(yè)消耗乙丙橡膠約為3.3萬t，根據(jù)中國汽車協(xié)會(huì)和橡膠協(xié)會(huì)年初預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2005年我國汽車工業(yè)對(duì)乙丙橡膠需求將達(dá)到5.5萬t左右。
防水卷材，乙丙橡膠是目前使用的性能最優(yōu)異的卷材之一，用于房屋、橋梁、隧道、水庫、堤壩等的防水工程。目前常熟三恒建材有限公司、上海長(zhǎng)寧橡膠制品廠、北京卡萊爾公司、上海隧道工程公司等擁有先進(jìn)大規(guī)模乙丙橡膠卷材生產(chǎn)線，產(chǎn)品在城市地鐵、引黃入晉、三峽工程、奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)中使用，2003年該領(lǐng)域消耗乙丙橡膠約為8000t左右。
油品添加劑，隨著汽車工業(yè)發(fā)展，我國成為全球重要的潤(rùn)滑油消費(fèi)國，乙丙橡膠是制備多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪油的主要添加劑之一，2003年國內(nèi)潤(rùn)滑油添加劑消耗乙丙橡膠約8500t，其中一半以上依賴進(jìn)口。隨著我國環(huán)保發(fā)規(guī)日趨嚴(yán)格，潤(rùn)滑升級(jí)換帶加快，預(yù)計(jì)2005年油品添加劑領(lǐng)域?qū)⑾囊冶鹉z為1萬t以上。
電線電纜，乙丙橡膠主要作為絕緣材料用于電力電纜、礦用電纜、軍用艦艇的電線電纜、X射線直流電壓電纜、原子能裝置用電纜等耐熱和高壓等技術(shù)要求較高的領(lǐng)域，由于國內(nèi)乙丙橡膠資源匱乏，相對(duì)一部分依賴進(jìn)口和采用硅橡膠等替代，2003年電線電纜業(yè)消耗乙丙橡膠約1萬t左右。
乙丙橡膠除上述用途外，還可用來制備集裝箱密封膠條、洗衣機(jī)超高韌性配件、鞋底、食品包裝袋、化學(xué)品容器、紙張涂層等，2003年其他領(lǐng)域消耗乙丙橡膠約為2500t左右。
基于上述，根據(jù)國內(nèi)相關(guān)行業(yè)發(fā)展資料和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2005年我國乙丙橡膠的潛在市場(chǎng)需求量將高達(dá)11萬t以上。以此可以看出我國市場(chǎng)潛力之大前景之廣闊。
改性與應(yīng)用進(jìn)展
我國進(jìn)行乙丙橡膠應(yīng)用研究開發(fā)比較早，尤其是隨著引進(jìn)乙丙橡膠裝置建設(shè)和汽車工業(yè)迅速發(fā)展及國家要求加快生產(chǎn)線中零部件國產(chǎn)化進(jìn)程后，我國開始加快應(yīng)用研究，通過共混、動(dòng)態(tài)硫化等多種改性技術(shù)，可以制造出許多具有優(yōu)異性能的乙丙橡膠新材料。
目前主要開發(fā)了乙丙橡膠與聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚酰胺（PA）、有機(jī)硅、聚乙烯（PE）共混材料，其中乙丙橡膠/PP是開發(fā)應(yīng)用最多也是最具有發(fā)展?jié)摿Φ墓δ苄圆牧希绕涫窃谄嚤ｋU(xiǎn)杠和儀表板等方面應(yīng)用越來越廣泛，目前國內(nèi)吉化研究院、中科院應(yīng)化所、蘭化研究院、燕山石化研究院、遼陽化纖、福州塑料所、北京化工大學(xué)、北京化工研究院、大連理工大學(xué)、洛陽石化總廠等科研單位和企業(yè)分別開發(fā)出各種不同性能的乙丙橡膠/PP專用料，并在國內(nèi)多款轎車上使用，目前國內(nèi)別克、桑塔那、捷達(dá)、富康轎車保險(xiǎn)杠全部采用國產(chǎn)或進(jìn)口乙丙橡膠/PP材料注射成型制備。鑒于乙丙橡膠/PP易于回收再利用，降低生產(chǎn)成本、簡(jiǎn)化工序且環(huán)保，不僅在汽車業(yè)中有大量應(yīng)用，在國內(nèi)電線電纜和家用電器領(lǐng)域也開始使用。利用動(dòng)態(tài)硫化和增容技術(shù)，還可以制備乙丙橡膠/聚苯乙烯、乙丙橡膠/苯乙烯-丙烯腈、乙丙橡膠/天然橡膠、乙丙橡膠/乙烯-乙酸乙烯共聚合物、乙丙橡膠/丁腈橡膠等共混改性合金或彈性體，這些新型材料具有特殊性能，用于特殊要求的領(lǐng)域。
乙丙橡膠經(jīng)過氯化、磺化、接枝等可以得到性能優(yōu)異的改性乙丙橡膠，乙丙橡膠氯化后既保持乙丙橡膠原有的優(yōu)點(diǎn)，且低溫性能優(yōu)于氯磺化聚乙烯橡膠，耐油性與氯丁橡膠相當(dāng)，目前日本多家企業(yè)都生產(chǎn)氯化乙丙橡膠，國內(nèi)北京化工研究院也建有中試裝置。磺化乙丙橡膠為粉末裝產(chǎn)品，具有超強(qiáng)的耐候、耐臭氧老化和低溫韌性，混有少量的磺化乙丙橡膠，可以使PP材料的抗沖擊強(qiáng)度迅速提高，此外磺化乙丙橡膠可以改善尼龍制品的抗沖擊能力。
發(fā)展建議
目前我國乙丙橡膠生產(chǎn)規(guī)模小，牌號(hào)少，每年需要進(jìn)口大量和多種牌號(hào)的乙丙橡膠產(chǎn)品，國內(nèi)應(yīng)用研究方興未艾。隨著我國汽車業(yè)、建筑和與奧運(yùn)會(huì)有關(guān)場(chǎng)館建設(shè)的迅速發(fā)展，國內(nèi)市場(chǎng)潛在需求量迅猛增加，市場(chǎng)潛力巨大，我國將成為全球乙丙橡膠主要消費(fèi)國之一，針對(duì)目前國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀和市場(chǎng)需求趨勢(shì)，對(duì)我國乙丙橡膠業(yè)提出以下建議。
加快裝置建設(shè)，增加產(chǎn)品產(chǎn)量。由于目前國內(nèi)產(chǎn)量較少無法滿足國內(nèi)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，擴(kuò)建或新建乙丙橡膠裝置非常必要。目前吉化公司計(jì)劃在現(xiàn)有2萬t/a基礎(chǔ)上，擴(kuò)產(chǎn)4萬t/a，使其裝置總能力達(dá)到6萬t/a，目前已進(jìn)入籌備階段；北京燕山石化也尋求與國外企業(yè)合作建設(shè)2萬t/a乙丙橡膠裝置；德國拜耳公司計(jì)劃在上海漕涇工業(yè)園區(qū)投資2億多美元建設(shè)乙丙橡膠和丁苯橡膠。因此國內(nèi)應(yīng)積極引進(jìn)國外技術(shù)、設(shè)備和資金加快乙丙橡膠建設(shè)步伐，滿足國內(nèi)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的需求。
加大應(yīng)用研究與新品種開發(fā)。國內(nèi)不能因?yàn)橐冶鹉z產(chǎn)量較小而忽視應(yīng)用研究開發(fā)，因?yàn)椴贿h(yuǎn)的將來國內(nèi)將建設(shè)新的乙丙橡膠裝置，目前開發(fā)乙丙橡膠新牌號(hào)，加大改性研究，提高產(chǎn)品性能，滿足不同用戶的要求成為乙丙橡膠生產(chǎn)與發(fā)展主要任務(wù)之一，其中低殘留量、高分子量、高填充炭黑和高純度免水洗乙丙橡膠成為發(fā)展方向，另外液體橡膠和多種乙丙橡膠熱塑彈性體要加大推廣應(yīng)用力度等。并在應(yīng)用開發(fā)中注重科技成果申報(bào)專利，保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，做好技術(shù)儲(chǔ)備，在未來激烈競(jìng)爭(zhēng)中擁有主動(dòng)權(quán)。
加快催化劑和原料的國產(chǎn)化。目前國內(nèi)乙丙橡膠生產(chǎn)所需要的通用單體5-亞乙基-2-降冰片烯和所使用的釩鋁催化劑，沒有實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，全部依賴進(jìn)口，隨著未來國內(nèi)乙丙橡膠裝置加快建設(shè)，實(shí)現(xiàn)單體和催化劑國產(chǎn)化已成為大勢(shì)所趨，因此國內(nèi)要加快研究開發(fā)力度，促進(jìn)我國乙丙橡膠的生產(chǎn)與發(fā)展。
