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关键词 | 橡胶材料 新突破
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7月22日,独山子石化公司消息称,独山子石化公司年度重点提质增效项目——2.5万吨/年官能化溶聚丁苯橡胶项目生产的新产品SSBR 2055DF于7月18日连续两次分析合格改为正品包装,标志着该项目一次开工成功。独山子石化成为目前国内唯一能够连续稳定生产双端官能化溶聚丁苯橡胶(SSBR)产品的企业,在国内高性能橡胶材料领域实现新的突破。
本次2.5万吨/年官能化溶聚丁苯橡胶项目一次开车成功,意味着独山子石化已完全掌握双端官能化溶聚丁苯橡胶产品生产技术,后期将不断为国内轮胎企业提供各种性能更加优异的高端官能化溶聚丁苯橡胶产品,为国产轮胎产品持续升级贡献应有的力量。
点燃星星之火
——官能化专利技术出现
我国SSBR的研究开发始于20世纪70年代,经过多年的发展,产能得到了较大的发展。
2019年世界前10的溶聚丁苯橡胶生产企业按产能排序分别为日本JSR、阿朗新科Arlanxeo、盛禧奥Trinseo、美国凡士通Firestone、日本瑞翁Zeon、米其林公司Michelin、固特异Goodyear、中石化、意大利维萨雷斯Versalis、美国Isp,其中除中石化外均为国外生产企业,这10大供应商的产能占全球总溶聚丁苯橡胶产能的56%。从战略布局、供应能力和技术水平上看,日本JSR、阿朗新科Arlanxeo、盛禧奥Trinseo这三家企业占据明显优势,其中JSR公司在日本、泰国、匈牙利的溶聚丁苯橡胶装置产能合计为22万吨/年,是全球最大的供应商。但从生产能力上看,除日本的JSR、Zeon两家公司外,溶聚丁苯橡胶产能超过10吨/年的装置均属于欧美企业。
在过去很长时间,我国的SSBR制备一度依赖进口。截至2021年6月,中国石化累计申请丁苯橡胶相关专利79项,其中包含《一种分子链中端官能化SSBR及其合成方法和在轮胎胎面胶中的应用》,该项目在2018年7月提出专利申请,并于2020年2月公开公告。
其合成方法是高乙烯基溶聚丁苯无规共聚物胶液与极性基团功能化烯烃通过过氧化物引发进行Diels-Alder反应,所得反应产物经过水解凝聚,即得分子链中端官能化SSBR。将子链中端官能化SSBR用于轮胎胎面胶配方,相对于通用型SSBR滚动阻力改善率可达40%~45%。
而官能化SSBR材料也被应用于电线电缆行业,2016年3月,江苏宝安电缆有限公司通过了一项官能SSBR材料的制备专利,该专利将SSBR官能化后提高拉伸强度及断裂伸长率,也使其带有极性,增加了应用领域。
截至2022年9月底,我国有6家企业生产SSBR,总产能为37.7万吨/年,是仅次于美国的世界第二大SSBR生产国家。
2022年,我国SSBR的生产企业主体主要是国营企业和合资企业,其中国营企业的产能为24.7万吨/年,约占总产能的65.52%;生产装置主要集中在中国石化集团公司所属企业和中国石油集团公司所属企业,其中中国石化集团公司的产能为12.7万吨/年,约占总产能的33.69%,生产厂家包括中国石化北京燕山石油化工公司(产能为3.0万吨/年)、中国石化上海高桥石油化工公司(产能为6.7万吨/年)以及中国石化巴陵石油化工公司(产能为3.0万吨/年);中国石油集团公司的产能为12.0万吨/年,约占总产能的31.83%,生产厂家为中国石油独山子石油化工公司(产能为12.0万吨/年)。合资企业的产能为13.0万吨/年,约占总产能的34.48%,生产厂家包括镇江奇美化工有限公司(产能为8.0万吨/年)和辽宁北方戴纳索合成橡胶有限公司(产能为5.0万吨/年)。
2022年,我国SSBR的生产装置主要集中在西北、华中、华北、华东和东北地区,其中华东地区是最大的生产地区,产能为14.7万吨/年,约占总产能的38.99%;其次是西北地区,产能为12.0万吨/年,约占总产能的31.83%。此外,华北地区的产能为3.0万吨/年,约占总产能的7.96%;东北地区的产能为5.0万吨/年,约占总产能的13.26%;华中地区的产能为3.0万吨/年,约占总产能的7.96%。中国石油独山子石油化工公司是我国SSBR最大的生产厂家,产能为12.0万吨/年,约占总产能的31.83 %;其次是镇江奇美化工有限公司,产能为8.0万吨/年,约占总产能的21.22%。
我国SSBR生产厂家采用的技术是国产技术和引进技术相结合,其中辽宁北方戴纳索合成橡胶有限公司采用的是西班牙戴纳索公司技术,中国石化上海高桥石油化工公司采用的是日本旭化成公司技术,镇江奇美化工有限公司采用的是中国台湾奇美公司技术,中国石油独山子石油化工公司一套6.0万吨/年装置采用的是意大利埃尼公司技术,另外一套6.0万吨/年装置采用的是中国石油集团公司自行开发的技术;中国石化北京燕山石油化工公司和中国石化巴陵石油化工公司采用的是中国石化集团公司自行开发的技术。
发展趋势及建议
01未来的发展趋势1.今后几年,我国将有浙江石油化工股份公司6.0万吨/年,中国石油广西石化公司12.0万吨/年等SSBR装置建成投产,产能将继续增加。如果这些项目能够按计划实施,预计到2026年,我国SSBR的产能将达到55.7万吨,产能出现过剩。
2.随着新建装置的建成投产,我国SSBR的进口量将逐渐减少,但一些高端牌号产品仍将需从固特异、阿朗新科和LG等公司进口。随着国内供应增加,未来出口量将会逐渐增加。
3.子午线轮胎成为当前世界轮胎的主流产品,SSBR是制造高性能绿色轮胎不可或缺的最佳胶种,也是制造子午胎的必选胶种。滚动阻力、抗湿滑性能、耐磨性能达到综合平衡,以制造安全、舒适、节能的绿色轮胎是今后的发展方向。功能化SSBR将成为今后发展的主流。
4.连续法聚合SSBR具有生产规模大、效率高及物耗和能耗低等优点,是今后的发展方向。
02发展建议1.随着新建装置的建成投产,我国SSBR的产能已经出现过剩,今后新建或者扩建装置应该慎重,应该综合考虑技术来源及先进性、原料来源、产品结构、下游需求等多种因素,以免造成人力、物力和财力的浪费,避免国内企业之间的盲目竞争。
2.加快技术开发力度,提高SSBR聚合过程中对乙烯基含量和苯乙烯含量的调控能力;开发合成工艺简单、原料易得、价廉和官能度便于调节新型高效引发体系;开发高效、耐温、不影响后续反应的新型调节剂体系;开发官能化和各种改性技术;在进一步完善间歇式聚合工艺的基础上,开发具有自主知识产权的连续法SSBR聚合工艺,以提高我国SSBR的整体生产技术水平。
3.降低SSBR生产和使用成本。由于SSBR在使用中与乳聚丁苯(ESBR)、聚丁二烯橡胶和天然橡胶具有部分相互替代性,因此SSBR的生产成本直接影响了SSBR的使用量。为此,各生产企业应该通过技术进步,不断地优化生产工艺条件,减少能耗和物耗,降低SSBR的生产成本。此外,还应该加强使用量少、性能优异新配方的开发以及改善现有配方,以降低使用成本,满足实际需求。
4.调整产品结构,加快SSBR新品种的研究和开发。目前,我国SSBR产品主要以第一代和第二代为主,与国外差距较大。今后应该充分发挥SSBR结构调节范围大的优点,针对不同应用领域的个性化需求,综合考虑加工应用配方要求,灵活应用高分子设计和优化改性方法,研发出SSBR新产品和新牌号,比如填充环保油SSBR、嵌段无规型SSBR、单元组成与结构呈梯形渐变状态的SSBR、部分氢化SSBR、含渐变1,2-结构的SSBR、三元集成橡胶SIBR以及不同乙烯基含量和结合苯乙烯含量的SSBR、各种(单端、双端 改性)端基改性SSBR产品等,以扩大SSBR品种和牌号,满足不同用户的需求。
5.加强SSBR科研、生产和用户的联系,针对不同应用领域和最终用户组建SSBR产、销、研、用开发团队,整合研究机构、SSBR生产企业和轮胎生产企业的力量,共同完成SSBR新产品和新牌号的开发和应用。加强与下游用户的合作,开发出具有针对性和适用性的产品。在为客户提供产品的同时,为客户提供技术支持。加强与跨国轮胎企业在华研发机构合作、开发新牌号顶替进口、利用国内市场优势降低成本、开发进料加工渠道等多种方式提高产品竞争力,加快转型升级步伐。
6.不断提高产品质量,积极扩大出口,以缓解我国SSBR产能过剩的矛盾。
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