请介绍橡胶sbs的性能和用途。
苯乙烯基热塑性弹性体(也称为苯乙烯基嵌段共聚物(SBCs))是世界上最丰富的热塑性弹性体,具有与橡胶最相似的特性。目前SBCs系列有四种类型,分别是:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS);苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS);苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS);苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物。SEBS和SEPS分别是SBS和SIS的氢化聚合物。
SBS苯乙烯热塑性弹性体是目前产量最大(占70%以上)、成本最低、用途最广的一种SBCs。它是以苯乙烯和丁二烯为单体的三嵌段聚合物,具有塑料和橡胶的特性,因此被称为“第三代合成橡胶”。与丁苯橡胶相似,SBS能与水、弱酸、碱等接触。,具有优异的拉伸强度、较大的表面摩擦系数、良好的低温性能、优异的电性能和良好的加工性能,已成为目前用量最大的热塑性弹性体。
SBS在加工应用方面具有热固性橡胶无法比拟的优势:
(1)可通过热塑性加工设备加工成型,如挤出、注射、吹塑等。,成型速度比传统的硫化橡胶工艺快;
(2)不需要硫化,可以省去一般热固性橡胶加工中的硫化工序,设备投资少,生产能耗低,工艺简单,加工周期短,生产效率高,加工成本低;
(3)边角料可以多次回收利用,节约资源,有利于环保。
目前,SBS主要用于橡胶制品、树脂改性剂、粘合剂和沥青改性剂。橡胶制品方面,SBS模压制品主要用于制鞋(鞋底)行业,挤出制品主要用于橡胶软管和胶带;作为树脂改性剂,少量的SBS与聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)混合,可以明显提高制品的低温性能和冲击强度;SBS作为粘合剂,具有高固含量、快干、耐低温的特点。SBS作为建筑沥青和道路沥青的改性剂,可以明显改善沥青的耐候性和耐负荷性。
目前我国SBS产能为265438+10万吨/年,而国内市场需求已超过35万吨,国内市场缺口较大,产品具有良好的市场发展前景。
2国内外市场需求现状及预测
2.1国外市场分析
世界上SBS产品的工业化生产始于20世纪60年代。1963年,美国飞利浦石油公司首次用偶联法生产出商品名为Solprene的线型SBS***聚合物。1965年美国壳牌公司用负离子聚合技术采用三步顺序加料法开发出同类产品并实现工业化生产,商品名为Kraton D,1967年华兰飞利浦公司开发出星形(或放射状)SBS产品,1972年美国壳牌公司开发出SBS加氢产品(SEBS)。1973年飞利浦推出明星SBS产品。1980中,凡世通公司推出了SBS产品,商品名为Streon。该产品苯乙烯含量为43%,产品熔融指数高,主要用于塑料改性和热熔胶。随后,日本旭化成公司、意大利Anic公司、比利时Petrochim公司也开发了SBS产品。
进入20世纪90年代后,随着SBS应用领域的不断扩大,世界范围内SBS生产发展迅速,许多国家的石化企业相继建成了SBS生产装置。特别是在1994-1995期间,美国俄亥俄州壳牌公司SBS生产装置发生爆炸,造成世界市场SBS供应短缺,导致全球尤其是东亚和东南亚地区,如中国台湾省和韩国SBS产能快速增长。此外,随着近年来苯乙烯嵌段* * *聚合物热塑性弹性体应用领域的不断扩大,市场需求增长加快,进而推动生产设备产能快速增长。1992-2002年期间,世界SBS产能年均增长率达到8.04%,世界SBS产能从1992年的60万吨/年增长到2002年的13万吨/年。
目前,世界上约有12个国家和地区生产SBS产品,如美国、意大利、中国、中国台湾省、比利时、法国、德国、日本和韩国。
从1995到2002年,世界SBS消费量年均增长率约为6.6%。到2002年,从1992的56.7万吨增加到89万吨,明显高于其他合成橡胶品种。
SBS在世界上主要用于制鞋、粘合剂、沥青改性和聚合物改性。在不同的国家和地区,每个应用领域的比重是不一样的。在北美和西欧,SBS最大的应用领域是沥青改性,其次是粘合剂和鞋类;日本SBS主要用于聚合物改性和粘合剂,其次是沥青改性;在中国和东南亚,SBS最大的消费领域是鞋类。
预计2002-2007年世界SBS产品消费量年均增长率约为5-6%,到2007年其消费量将达到115-120万吨。美国、西欧、日本等发达国家消费增长放缓,亚太地区将成为SBS新一轮发展的中心。
2.2国内市场分析
中国在20世纪70年代中期开始研究和开发SBS。北京燕山石化公司研究院、兰州石化公司研究院、北京化工研究院、轻工业部制鞋研究所等单位在SBS产品研发方面做了大量工作。1984年4月,燕山石化公司1000吨级SBS中试生产技术成功,随后开发出一整套万吨级工业技术。
1989年,湖南岳阳巴陵石化公司合成橡胶厂采用燕山石化公司研究院技术,建成国内第一套1万吨/年SBS生产装置,并于1990年投产,结束了我国SBS产品长期完全依赖进口的局面。1996年末,岳阳石油化工总厂扩建SBS装置产能至3万吨/年,1998年扩建SBS装置产能至5万吨/年。近年来,随着国内SBS市场的迅速扩大,2001年装置产能再次扩大至65438+万吨/年。
继湖南岳阳巴陵石化公司之后,北京燕山石化公司合成橡胶厂也在1993采用了燕山石化公司研究院的技术,建成了一套年产10000吨/年的SBS生产装置。随后,1998年,生产装置产能由1万吨/年扩大至3万吨/年,装置基本生产纯橡胶。2001,公司再次扩建改建,新建三条SBS生产线,总设计能力约6万吨/年,可生产充油橡胶。
1997年初,茂名石化公司30万吨/年乙烯合成橡胶装置投产。该装置设计年产5万吨,即1万吨/年SBS、1万吨/年低顺式、3万吨/年溶聚丁苯。其SBS产品基本都是充油产品。2001公司对进口设备进行改造,两条生产线均改为生产SBS。设计生产能力约为5万吨/年,设备开发生产SBS纯橡胶。
据此,截至目前,我国共有三家SBS生产企业,总产能为265,438+0,000吨/年。其中,湖南岳阳巴陵石化公司合成橡胶厂年产65438+万吨/年的SBS生产装置是目前国内最大的SBS生产装置,产品品牌有20个;北京燕山石化公司产能6万吨/年,产品编号11;茂名石化乙烯工业公司产能5万吨/年,产品编号为13。
此外,燕山石化公司研究院开发成功的SBS生产技术不仅在国内两个工业装置上获得成功,还先后为意大利Enichem弹性体公司和中国台湾省合成橡胶有限公司万吨级SBS生产装置提供了成套技术转让。
2003年我国SBS产量为1.86万吨,进口量约为1.68万吨,表观消费量为35.4万吨。
自1995以来,我国SBS产量以30%的高速增长,但仍不能满足国内市场快速增长的需求,进口量逐年增加。中国进口的SBS主要来自台湾省,少量来自韩国和日本。
2003年中国SBS总消费量约为35万吨,其中鞋用材料约为21.3万吨,占总消费量的60.9%。沥青改性剂用量约6.37万吨,占18.2%;粘合剂43700吨,占总消耗量的12.5%;聚合物改性16500吨,占4.7%;其他1.31万吨,占3.7%。
根据各个消费领域,简述如下:
制鞋工业
用SBS代替硫化橡胶和PVC制成的鞋底具有弹性好(应力小或残余变形小)、色泽美观、良好的湿滑性、透气性、耐磨性、耐低温性和弯曲柔韧性、无臭脚、穿着舒适等优点,在沥青路面、湿滑和积雪路面上摩擦系数高。废弃的SBS鞋底可以回收利用,成本适中。鞋底款式可以是半透明的牛筋鞋底或多彩双色鞋底,也可以做成泡沫鞋底。SBS制成的廉价整体模压帆布鞋比PVC树脂鞋轻15-25%,摩擦系数高30%,具有优异的耐磨性和低温柔韧性。SBS具有这些优异的性能,使其在制鞋业中得到了广泛的应用。
中国是全球最大的鞋类产品生产和消费市场,鞋材市场在未来相当一段时间内仍将是SBS在中国的主要目标市场。入世后,鞋类出口配额将取消,出口优势将得到充分发挥。为了消除东西部地区的不平衡,国家开始加大对西部地区的投资,以加快西部地区的经济发展。未来几年,随着西部地区经济的腾飞和人民生活水平的提高,对TPR(SBS鞋粒)制作的鞋子的需求将会逐年增加。此外,西部经济的加速开放将吸引鞋类向西部转移和发展,从而带动整个西部市场对SBS的需求。2003年,我国制鞋业对SBS的消费量约为21.3万吨,预计2008年将达到24.7万吨,2003-2008年年均增长率约为3%。
沥青改性
SBS在沥青改性中的应用包括防水卷材沥青改性和道路沥青改性。SBS改性沥青防水卷材具有低温柔韧性好、自愈能力和耐久性好、高温耐流性、耐老化、热稳定性和抗冲击性能好等特点,可大大提高防水卷材的性能,延长其使用寿命,能满足重要建筑和结构的需要。已广泛应用于包括桥面(混凝土)、地铁、地下通道在内的市政工程,以及包括水池、运河在内的水利工程。
目前国内改性沥青防水卷材生产厂家较多,其中引进投产的改性沥青防水卷材生产线15条,国内自主研发的生产线50多条,总产能约1.4亿m2/年。2003年,SBS的实际消费量约为6.37万吨。随着我国基础设施建设的大量投资和加速,我国改性沥青发展前景良好,对SBS的需求也会相应增加。预计到2008年改性沥青中SBS的消耗量将达到165438+20万吨,2003-2008年年均增长率约为12%。
聚合物改性
SBS是一种良好的树脂改性剂,可与PP、PE、PS、ABS等树脂混合使用,提高产品的抗冲击性能和柔韧性。这类产品多用于电器元件、汽车方向盘、保险杠、密封件等。与国外发达国家和地区相比,我国聚合物改性产业仍处于起步阶段。2003年,我国聚合物改性中SBS的消耗量约为1650吨。随着中国汽车工业和家电工业的发展,消费者对产品的舒适性、安全性和耐久性的要求将逐步提高,并且随着中国合成树脂工业的快速发展,国内聚合物改性行业将蓬勃发展。
预计从2003年到2008年,我国SBS产品在聚合物改性中的应用将以20%以上的速度快速增长,2008年将达到4.5万吨的水平。
粘着剂
SBS在烃类溶剂中溶解性好,溶解快,稳定性好,内聚力强,避免了芳烃类溶剂对人体健康的危害。此外,SBS胶粘剂具有良好的弹性、粘接强度和低温性能,低粘度和抗蠕变性优于普通EVA和丙烯酸类胶粘剂,在生活中得到广泛应用。可用于生产鞋用胶粘剂、冶金粉末成型剂、复膜胶、木材干胶、标签、胶带、一次性卫生用品、复膜胶、密封胶、挂钩、电子元器件、通用超级胶、万能胶、自粘带。
2003年,我国胶粘剂行业SBS的实际消费量约为4.37万吨。预计到2008年需求将达到8.7万吨,2003-2008年需求年均增长率约为14.7%。
其他领域
SBS还可以作为玩具、家具、运动器材的主要原料。用作地板材料、汽车座垫材料、地毯底层和隔音材料、电线电缆护套。此外,SBS还可用于水泥加工、汽车制造、房屋内部装修和制造各种橡胶软管,用于光亮油、医疗器械、家用电器、管带、电线电缆。
2003年,在其他领域,SBS的国内消费量约为1.31万吨。预计到2008年将达到5万吨,年均增长30%以上。
3流程概述
SBS是以苯乙烯和丁二烯为原料生产的。工业上采用锂引发剂的阴离子溶液聚合工艺,聚合物溶液经凝聚除去溶剂后成为固体产物。常规生产方法采用间歇聚合和湿法凝聚工艺。
目前,国外制造商致力于开发连续聚合技术和干法凝聚工艺。与目前的间歇聚合技术相比,连续聚合技术具有生产效率高、产品质量稳定、物耗和能耗低的特点。常规的湿凝工艺需要大量的水、能源和污水,并可能增加产品中的凝胶含量,而干凝工艺可以克服湿凝工艺的诸多缺陷,是合成橡胶行业的一次革命。
国内SBS生产技术经过20多年的发展,已经达到一定水平。2003年,采用国内技术建设的SBS装置的生产能力为65438+60万吨/年。国内SBS生产装置采用间歇聚合和湿法凝聚工艺,连续聚合工艺尚在开发中。前几年国产SBS产品存在批次间质量不稳定、颜色偏深、熔融温度偏高等问题。近年来,这一问题已基本解决,国内技术生产的SBS产品质量有了很大提高,基本接近国外同类产品质量,竞争力得到提高。
4问题和建议
虽然我国SBS研发取得了重大进展,建成了两套万吨级生产装置,拥有自主开发的成套技术,并成功实现了向意大利Enichem弹性体公司和中国台湾省合成橡胶有限公司的成套技术转让,但与国外先进技术相比,在物耗、能耗、品种和品牌等方面仍有一定差距。因此,从长远来看,我国需要进一步加大SBS领域的科研投入,进一步提高物耗、能耗、生产连续性和过程控制方面的技术水平,争取在产品应用开发、品种和品牌多样性方面有更大的突破,以提升我国SBS行业参与国际市场的整体竞争力。
目前中国国内市场对SBS的满意率只有50%左右,未来随着需求的增加可能会更低。这为SBS在中国的发展奠定了良好的市场基础。但我应该看到,目前北京燕山石化公司合成橡胶厂和岳阳巴陵石化公司合成橡胶厂SBS装置进一步扩能的工作已经启动。国内一些地区和企业也在加紧SBS项目的前期研究工作,预计未来几年我国SBS生产装置的产能将有较大提升。同时,国内市场将受到中国、台湾省、韩国和日本产品的冲击,国内外SBS之间的竞争将日趋激烈。因此,新设备必须在产品性能和生产成本上具有竞争优势,才能在竞争中生存和发展。
目前国外SBS主要用于生产粘合剂和沥青改性剂,而国内SBS产品主要用于生产低档鞋材。迫切需要开发SBS的新用途,开发新品牌。随着国家大量基建投资和高等级公路建设的加快,SBS是道路沥青改性的重要潜在市场。项目实施投产后,要进一步加强科学研究,加强与沥青生产企业和道路建设部门的合作,尽快开发出适合国内实际的SBS改性道路沥青系列品种,占领这一新的应用领域。
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