丁基橡膠分為普通丁基橡膠(IIR)和鹵化丁基橡膠(HIIR)兩大類,生產方法主要有淤漿法和溶液法兩種。淤漿法技術由美國埃克森公司和德國拜耳公司壟斷;溶液法由俄羅斯陶里亞蒂合成橡膠公司與意大利Pressindustra公司合作開發。目前丁基橡膠主要生產國是美國和加拿大。
由于IIR和HIIR的性能有所區別,用途也不同。在我國,IIR主要用于生產汽車內胎、力車胎內胎、硫化膠囊以及密封膠帶等;HIIR主要用于生產汽車子午胎的氣密層和醫用膠塞等,消費結構和國外基本一致。HIIR不僅保留了IIR的優異性能,還可以進行多種交聯反應,提高了硫化速度,改善了與其他橡膠的黏著性和共硫化性,克服了IIR的缺點。隨著輪胎技術的升級換代,采用IIR制造的內胎輪胎將逐漸被由HIIR制造的子午胎輪胎所取代。
核心技術被國外壟斷
丁基橡膠核心技術主要由埃克森美孚和拜耳壟斷。中國丁基橡膠專利基本是由國外獨資或合資橡膠輪胎企業申請的。國內的主要研發單位是四川大學,側重于丁基橡膠與其它橡膠的混合物研究,技術水平較低。國外專利權人在我國申請專利保護,對國內自主研發丁基橡膠的聚合工藝和制備技術提出了更高的要求。
丁基橡膠外國專利申請人主要是日本公司,其申請量排在前三位。擁有丁基橡膠核心技術的埃克森美孚和拜耳公司則排在第四和第五位,具有很強的技術優勢。
我國丁基橡膠研究開發始于20世紀60年代,但一直沒有建成工業化生產裝置。1999年,中石化北京燕山石化公司引進意大利PI公司技術,建成了目前為止我國唯一的3萬噸/年生產裝置。裝置共引進3個牌號,均為普通丁基橡膠產品。
從丁基橡膠專利申請量來看,中國專利申請量從2000年才開始呈現上升趨勢;國外1985年~1996年丁基橡膠專利申請量相對平穩,但每年都在100項左右,從1996年之后開始上升,至今仍保持著一定的專利申請量。
新工藝新產品快速涌現
丁基橡膠技術的研發熱點主要針對反應器、工藝技術和過程控制、新工藝和新產品。
從丁基橡膠專利技術分析可以看出,國外丁基橡膠生產技術正在朝著改進淤漿及溶液聚合工藝方向發展,茂金屬等新型催化劑在丁基橡膠聚合工藝中也得到了應用。國外的丁基橡膠研究機構多采用接枝和離子化化學改性方法對丁基橡膠進行改性,出現了接枝改性鹵化丁基橡膠、星形支化型丁基橡膠、異丁烯/對甲基苯乙烯共聚物等新產品。
丁基橡膠聚合技術主要集中在丁基橡膠的鹵化反應(C08F8)和異丁烯與異戊二烯聚合制備丁基橡膠(C08F210)。丁基橡膠應用技術主要集中在利用丁基橡膠制作汽車輪胎的氣密層-內膽(C08L23)。
加強與國外技術交流
我國僅有的一套3萬噸/年丁基橡膠生產裝置產能較低。此外,丁基橡膠中國專利主要由拜耳和朗盛公司申請,我國從事丁基橡膠相關研究的機構僅限于大專院校,而且專利申請量比較少。目前我國丁基橡膠整體技術水平較低,建議加強與擁有核心技術的國外公司進行技術交流,直接引進國外先進技術建設生產裝置。
從專利文獻的技術涉及領域來看,國外現已開發成功了多種具體特殊性能的丁基橡膠,包括長鏈支化和星型支化丁基橡膠、預交聯和支化交聯丁基橡膠、共聚改性鹵化丁基橡膠等。今后我國應從丁基橡膠多功能新產品的開發入手,盡快填補國內空白。