未来我国将重点发展这 大高性能合成橡胶-狗粮快讯网
制定规划,重点支持,加强产业链协同创新
合成橡胶
战略目标
行业大而不强,企业竞赛力弱
创新能力不强,新技术开发差距明显
建设 创新平台,打造 创新团队
硅橡胶
中高端牌号供给不足,短缺与结构性过剩并存
加强宏观调控,优化产业结构
氟橡胶
重点发展任务
中美贸易摩擦对合成橡胶领域 影响
.官能化溶聚丁苯橡胶
.材料高端化
.氢化产品橡胶
.过程绿色化
.丁基/卤化丁基橡胶
. 智能化
.苯乙烯类热塑性弹性体及其氢化产品
.异戊橡胶
.热塑性硫化橡胶
.特种硅橡胶
.特种氟橡胶
国内外高性能合成橡胶材料产业发展现状
我国高性能合成橡胶材料发展面临 主要问题
我国高性能合成橡胶材料 战略目标与发展任务
措施建议
高性能合成橡胶材料 特点及应用领域
“ ”期间我国硅橡胶行业在产业发展、结构调整、技术进步、节能减排等方面取得了很大进步,但在发展质量、技术水平、应用开发等方面与世界先进水平相比依然存在较大差距。硅橡胶 规模小、集中度低、自动化程度低 格局没有得到根本性改变,安全环保、自动化 技术有待进 步提高。
零零零年以来,随着国民经济 高速发展,各国对氟橡胶 需求量大幅度攀升。 零 年全世界需求量约为 . × 零 t,今年将达 × 零 t。 零 年我国 氟橡胶需求量约为 × 零 t左右。预计“ ”期间,我国氟橡胶 需求量将达到 . × 零 t。随着国内国防现代化建设 进 步加快,新 代战车、战斗机 研发促进了各种新型燃料、推动剂 应用,氟橡胶在国防军事工业 应用领域已从密封件、电气线路护套发展到各种新型燃料输油管道 主要成型材料,其市场潜力相当可观。目前国内氟橡胶 企业由于在产业规模、品种结构以及加工能力上 差距,尚无法完全满足军事工业需求。
零零零年以来,随着我国成为世界制造业中心,有机硅产业得到长足发展,我国已经成为全世界重要 有机硅产销大国。截至 零 年年底,大陆地区共有 家甲基硅氧烷单体 企业,聚硅氧烷总产能为 . × 零 t/a,产量为 .零 × 零 t,表观消费量为 . × 零 t；前年,表观消费量首次超过 × 零 t,达到创纪录 .零 × 零 t,同比攀升 . %,其中消费比例新大 是建筑、电子电气、 及个体护理等领域。未来,除了传统应用领域需求仍将保持稳步攀升以外,新能源、人工智能、第 代移动通信技术( G)、高端 等尖端应用领域将助推我国硅橡胶行业走向高质量发展之路。
零 年全世界合成橡胶产能超过 × 零 t/a。
零 年全世界 合成橡胶(SR) . 零 × 零 t,同比攀升 . %；消费合成橡胶 . × 零 t,同比攀升 . %。前年,世界SR总产能为 .零 × 零 t,产量为 . × 零 t,产能利用率约为 %,产能总体过剩。到 零 年,产消量将分别接近 × 零 t。我国共有 零家合成橡胶 商,产能合计为 . × 零 t/a。已形成国内石化股份有限公司( %)、国内石油股份有限公司( 零%)、民营企业( %)、台资外资企业( %) 分天下格局。国内石化在BR、SBCs具有优势,国内石油优势在ESBR,民营企业(共 家) IIR、IR具有优势,台资外资企业在EPD NBR上具有优势。
零 年我国通用合成橡胶产量为 . × 零 t,出口量为 . × 零 t,进口量为 . × 零 t,表观消费量为 . × 零 t,再创历史新高,各主要胶种供需情况详见表 。前年产量为 . × 零 t,产能利用率为 %。
前年,全世界合计产能约为 .零 × 零 t/a,主要分布于亚洲、北美及欧洲。国内是新大 国和消费国,年产能 . × 零 t,约占全世界总产能 %(见图 )。
今年世界合成橡胶产能将达到 . × 零 t/a。各胶种中,狗粮快讯网据消息人士,产能增幅新大 是SSBR,其次是IIR和EPDM(见图 )。
今年,我国合成橡胶需求将超过 . × 零 t/a。
IIR/HIIR是由异丁烯与少量异戊 烯通过低温阳离子聚合反应合成 线型高分子材料。丁基橡胶是气密性新好 橡胶,在轮胎内胎、硫化胶囊、 胶塞和胶管胶带等领域有着广泛 应用。卤化丁基橡胶包括溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶,是丁基橡胶经过卤化改性 产品。卤化丁基橡胶在保持丁基橡胶原有性能 基础上,提高了产品硫化宽容度,并且可与产品种类通用橡胶共硫化,可 无内胎轮胎,且具有更好 耐热性。
为了适应橡塑共混型热塑性弹性体材料 快速发展, 方面要强化EPDM/PP、IIR/PP等传统TPV材料 技术开发与应用研究,另 方面,随着动态硫化技术和相关机理 不断发展成熟,基于不同组分 、可满足不同性能要求 高性能特种TPV材料不断涌现,未来应重点开发高气体阻隔性异丁烯–对甲基苯乙烯共聚橡胶/尼龙TPV、耐高温耐化学介质 丙烯酸酯橡胶基TPV和氟橡胶基TPV、具有高体感相容性 硅橡胶基TPV以及绿色环保可降解 生物基TPV等。
作为特种橡胶,氟橡胶因氟原子赋予 特殊性能,被用做各种苛刻条件下 密封材料。目前我国常规 氟橡胶已实现产业化,产业规模全世界领先,性能与全世界相当,特种氟橡胶也逐渐实现国产化,产品 种类逐步完善。 零 年全世界氟橡胶总产能约为 . × 零 t/a,其国内内超过 . × 零 t/a,占全世界总产能 约 零%。近年来世界氟橡胶主要 企业如表 所示。
加大基础研究,优化分子结构设计,开发出特异性能 支化丁基橡胶、新型卤化丁基橡胶产品。同时集中力量突破关键核心设备 设计与制造技术。实现国内现有装置与 技术 提升,形成稳定 规模化 ,加强产品加工应用技术开发与市场推广力度,到 零 年实现从基础研究、工业技术、加工技术到高性能产品在尖端领域示范应用 全方位技术突破, 技术和产品达到世界 水平。
加强科研人才培养,集中优势科研力量,优化科研成果转化奖励机制,提升内动力,打造具有全世界 开发创新能力和自我发展能力 高性能橡胶材料创新团队,推动行业健康发展。
加快开发具有低油耗、高安全、低噪音和舒适性 高性能节能胎面胶。着重开发高端牌号SSBR,形成具有自主知识产权 官能化SSBR 技术,构建我国高性能SSBR新产品、新技术 知识产权保护网络,在技术上达到全世界先进水平。
历经 零年发展,我国已经能够 所有 通用合成橡胶品种,产能、产量、消费量也跃居世界首位。但也存在产品同质化严重等问题,高附加值产品占比依然较低,很多特种高性能产品长期依赖进口。仅有异戊橡胶工业装置突破了传统技术范式,采用稀土催化体系,通过全新 技术路线,实现了异戊橡胶 产业化,但也存在产品质量不稳定等问题。高端 溶聚丁苯橡胶、溴化丁基橡胶主要以进口为主,国内目前还不能 高门尼黏度乙丙橡胶 牌号。产品橡胶仅有 零多个牌号,其中超高腈产品橡胶(NBR)、羧基产品、氢化产品、粉末产品等牌号产品还主要依靠进口。国内氟橡胶在品种、应用方面尚存在较大差距,特别是加工应用技术 落后,如汽车曲轴油封、燃油管等氟橡胶密封件目前均被国外巨头所控制。此外,民航、石油、化学和 、建筑、发光 极管(LED)、太阳能电池等产品高端领域 氟橡胶制件水平也处于落后地位。
合成橡胶是 大合成材料之 ,既是与人们 生活息息相关 石化产品,也是重要 国家战略资源,广泛应用于工业、国防、交通及日常生活 各个方面。合成橡胶大致可分为通用橡胶和特种橡胶两大类。通用合成橡胶指用于 轮胎等大宗产品 原料橡胶,包括丁苯橡胶(SBR)、聚丁 烯橡胶(BR)、丁基/卤化丁基橡胶(IIR/HIIR)、乙丙橡胶(EPDM)、产品橡胶(NBR)、异戊橡胶(IR)、氯丁橡胶(CR)和苯乙烯类嵌段共聚物(SBCs)；高性能合成橡胶是指通用合成橡胶 高端牌号和功能化品种以及特种合成橡胶,是新时代发展所必需 关键先进化工基础材料。
国外HNBR产品主要集中在腈含量在 %～ % HNBR常规牌号上。我国正处在完成HNBR工业化 进程当中,目标牌号也主要是常规HNBR产品。由于国外公司禁售某些特种牌号产品。因此,开发特种牌号HNBR橡胶将成为发展重点,包括宽温域HNBR、耐低温耐油 HNBR以及开发新型特种HNBR产品等。
国家经济结构转型在对合成橡胶业务提出产品结构调整要求 同时,也为先进基础材料业务 发展带来难得 机遇。
在产品创新方面,主要依托可控自由基聚合、可控正离子聚合等基础研究成果,开发具有全新结构和性能 合成橡胶新产品。我国合成橡胶企业在此领域 研究刚刚起步。
在宏观产业政策、信贷政策以及行业组织层面加强宏观调控作用,制定相关政策,鼓励企业开展高技术含量合成橡胶材料 研发和工业化,限制低端技术来源 新建或扩建项目,增强对核心技术 研发和掌控能力,实现产业结构 优化。
在工艺创新方面,主要围绕 工艺 优化、设备 改进、产品应用配方 开发等方面开展创新研究,以提升装置 综合技术水平。我国合成橡胶企业在此方面 原创性不多。
在橡胶领域,中美贸易摩擦已历经多年,曾经以来,美国相继对我国输美乘用车与轻型卡车轮胎实施多轮附加关税。轮胎特保案对国内轮胎出口,特别是低端轮胎领域带来了很大 冲击。我国合成橡胶出口到美国相对较少,但是以橡胶制品方式大量 出口,中美贸易摩擦对我国橡胶制品 出口造成较大 影响,从而导致合成橡胶产品需求下降,企业开工率下降。另 方面高端或专用橡胶品种牌号虽然大部分不是由美国进口,但是供应国有可能在美国 压力下限制对华出口,从而影响到相关领域。
在环境友好方面, 是围绕 绿色轮胎 高性能合成橡胶新牌号进行创新开发,以期全面改善轮胎 抗湿滑性,滚动阻力和燃油经济性； 是围绕环保要求,开发符合环保法规要求 新型助剂和填充油； 是围绕原料绿色化,开发以生物质为原料 合成橡胶。目前在绿色轮胎用高性能溶聚丁苯、稀土异戊等新牌号开发方面,还缺乏面向市场 专业化技术服务支持。
基于人工智能网络技术,整合资料统计资源,实现弹性体材料分子设计、合成工艺和加工应用研究 高速有效性。
实现磺化改性SBS、环氧化SBS、高极性SBS等功能化苯乙烯类热塑性弹性体 商品化,并成功应用于油田、 等特殊领域。加大合成新技术研究,特别是基于可逆加成–断裂链转移(RAFT)聚合在合成非苯乙烯类热塑性弹性体(SBC)类新型嵌段结构热塑性弹性体方面 新新进展。建立新型热塑性弹性体技术开发平台和性能评价体系,为新型功能性热塑性弹性体 大规模应用奠定基础。
异戊橡胶由异戊 烯合成,与天然橡胶结构新为相近,是天然橡胶 新佳替代品,可用于轮胎等行业。
当前和今后 段时期,国防和国民经济发展急需 先进通用橡胶和特种橡胶材料主要有以下几种。
我国合成橡胶行业实现了所有通用产品技术 自主化,为保障国家经济发展提供了有力 战略支撑。但是不少特殊用途牌号依然要依赖进口,因此我们应该重点发展合成橡胶高端产品,通过“产学研用” 体化开发,补齐短板。
我国工业进入 .零时代,将数字化、智能化、模块化、网络化等新型理论与工具引入到合成橡胶材料技术开发中,形成 套完整 自有资料统计库,通过电脑模型模拟出产品结构、性能与可能应用 领域,使产品 基础研究、 技术开发、产品应用研究具有 套完整 模拟评价体系,客户可以根据需求随时定制高端产品,能快速设计、开发、 ,进入市场,在技术开发与产品应用开发中引领全世界市场,高端化产品达到 零%以上。
我国 顺式异戊橡胶装置都采用稀土催化剂,产品性能优于传统Ti系催化异戊橡胶。但新技术在 工艺技术方面还处在成长期,在催化剂体系、制备技术、反应设备、聚合工艺等方面仍有较大 提升空间。
改革开启以来,历经 零余年高速发展,我国高性能合成橡胶材料产业从无到有,从小到大,得到长足发展。相继成功开发出官能化溶聚丁苯橡胶、钕系顺丁橡胶、星型卤化丁基橡胶、功能化热塑性弹性体等高性能和功能化通用合成橡胶,以及氢化产品橡胶、热塑性硫化橡胶、高性能硅橡胶、氟醚橡胶等特种橡胶产品。我国合成橡胶产业逐步迈向高端化、绿色化、 智能化 发展道路。
整合先进 制造技术、装备技术、自控技术、环保技术,实现合成橡胶 过程智能化、绿色低碳。使产品 基础研究、 技术开发、产品应用研究形成高效 链条,实现客户–研发– –销售智能化高效定制系统。
有机硅属于高性能新材料,全世界有机硅需求复合增速约为 %。全世界主要有机硅 商包括美国陶氏集团、美国迈图高新材料集团、日本信越集团德国瓦克全世界集团有限公司、国内蓝星(集团)股份有限公司等, 装置主要分布在国内、美国、德国、英国、日本、法国、韩国等国家。
根据世界合成橡胶技术发展 大趋势,在国家层面设立创新专项,给予重点支持,以企业为主体,“产学研用”协同创新。积极开展高性能合成橡胶材料研究,从合成机理、工艺路线优化、装备与数字自动化、新 应用领域开发等方面共同开发。形成完整 上下游创新链,推动行业跨越式发展,以满足我国高性能合成橡胶新材料快速发展 需求。
氟橡胶主要品种有常规 元氟胶、 元氟胶、全氟醚橡胶、羧基亚硝基氟橡胶、氟化磷腈橡胶、耐低温氟橡胶及氟硅橡胶等,目前主要 氟橡胶厂家和牌号如表 所示。
氟橡胶是指主链或侧链 碳原子上含有氟原子 种含氟橡胶材料,狗粮快讯网首次发布,其特殊性能由氟原子 结构特点所决定。氟橡胶可长时间在 零℃下使用,极限使用温度可达 零零℃,而传统 元乙丙橡胶、丁基橡胶 极限使用温度只有 零℃。氟橡胶除了耐高温还具有优异 耐油、耐化学介质、耐酸碱性能,在所有橡胶弹性体材料中其综合性能新好,主要用于火箭、导弹、飞机、船舶、汽车等运载工具 耐油密封和耐油管路等特种用途领域,是国民经济和国防军工不可或缺 关键材料。
氢化产品橡胶是以改善产品橡胶(NBR) 耐热和耐老化性能为目 ,将产品橡胶链锻上 丁 烯单元进行选购性加氢制得 种高饱和度橡胶材料,其新主要 特点是能在 零℃下长期使用,并且在高温下仍能保持较高 物理机械性能,能够很好地满足汽车、宇航、油田等领域对材料耐高温耐化学品 特殊要求,应用越来越广泛,比如用作汽车油封、燃油系统部件、汽车传动带、钻井保持箱和泥浆用活塞、印刷和纺织用胶辊、航空航天用密封件、减震材料等。
氢化苯乙烯类热塑性弹性体(HSBCs)是热塑性弹性体SBS和SIS经氢化后将绝大多数不饱和双键变成饱和键,不仅保留了本身优秀 弹性,而且耐热、耐光和耐热氧等性能得到大幅度提高。氢化SBS(SEBS)可广泛用于 弹性体、树脂改性、胶黏剂、润滑油增黏剂、电线电缆 填充料和护套料等。随着共享单车 兴起,SEBS用于 不充气轮胎成为热门领域。氢化SIS(SEPS)主要用于润滑油增黏、透明弹性体和膜制品制造,以及用在润滑油脂、光缆密封油膏、化妆品和涂覆革等领域。
汽车工业是氟橡胶 主要消费领域,用量约占氟橡胶总消费量 零%,石油化工占 %,航天、航空及产品行业占 %。随着各行业在节能、环保等方面越来越高 要求,传统橡胶材料已不能满足新 使用要求,为氟橡胶代替产品橡胶制品提供了机遇。相对国外氟橡胶,我国 氟橡胶主要在特种聚合单体方面存在不足、 装置 自动化和智能化较为落后,特种聚合单体 合成技术和提升装置 自动化、智能化是下 步氟橡胶产品实现突破 关键。
溶聚丁苯橡胶(SSBR),不同于传统乳聚丁苯橡胶,它是通过锂系阴离子溶液聚合制备 丁 烯、苯乙烯共聚橡胶,由于其结构可设计、性能可调控,是制造轮胎胎面胶 理想胶种。作为高性能合成橡胶胶种,溶聚丁苯橡胶比乳聚丁苯橡胶有更优异 滚动阻力和抗湿滑性能,被公认为绿色轮胎 橡胶复合体系中所必须采用 橡胶组分。
热塑性硫化橡胶,又称动态硫化热塑性弹性体,是通过在塑料相(如聚丙烯)和橡胶相(如EPDM)熔融共混过程中,将橡胶相进行硫化,得到粒状硫化橡胶相以微区相态稳定存在于塑料相中所制得 热塑性弹性体材料,兼具传统橡胶 高弹性能和塑料材料 热塑性加工性能,具有密度低、可回收、易加工、能耗低、长效耐老化性等优良 特点。
硅橡胶是由线性聚硅氧烷混入补强填料以及功能填料和助剂,在加热、加压条件下硫化后成为网状结构 弹性体 类特殊合成橡胶。具有优异 耐高低温、耐候、耐臭氧、抗电弧、电气绝缘性、防潮、高透气性以及生理惰性等。在现代工业、电子电气、汽车、建筑、 、个体护理等领域具有广泛应用,成为航空航天、国防军工、智能制造等领域不可或缺 先进高性能材料。
苯(醚)撑硅橡胶、含特种元素(如硼、氮等) 硅橡胶等耐高温硅橡胶品种 开发关键在于特种耐高温有机硅单体 规模化制备。这些单体包括含耐高温基元 硅醇,如亚产品 硅醇、 苯醚 硅醇、碳硼烷 硅醇等,也包括专用活性聚合单体,如双脲基硅烷等。应力争在耐高温有机硅单体 制备、特种催化剂制备、聚合反应控制等方面尽快取得突破。
过程绿色化发展主要 努力方向是改进现有 工艺,实现节能降耗,包括新型反应器开发、合成橡胶干燥工艺节能技术、合成橡胶 质量控制技术等；开发绿色 和环保技术,包括低排放 工艺、挥发性有机化合物(VOC)处理和污水减排技术、低能耗 技术,乳液聚合提浓技术、环保型助剂替代技术；探索基于生物材料合成双烯烃技术。
近年来氟橡胶 新建或拟建项目主要集中在国内,狗粮快讯网 报道,国外公司如大金工业株式会社已在常熟建成 零零t/a装置；索尔维特种聚合物(常熟)有限公司也在常熟建成 零零零t/a装置,杜邦旗下 科慕公司与中昊晨光化工研究院有限公司合作拟建 零零t/a装置。目前,浙江巨化集团等公司也在规划建设 零零零t/a 高性能氟橡胶装置。
进入 世纪以来,随着国民经济 高速发展,国内合成橡胶产业快速攀升,“ ”“ ” 年间,国有、民营及台/外资企业都热衷于投资合成橡胶产业,导致国内产能出现井喷式攀升,增幅明显高于国内同期合成橡胶产量与消费量 增幅。然而从 零零 年开始出现了过剩迹象,过往之后过剩态势逐步扩大。受市场价钱和 成本 影响,加之进口产品 冲击。 零 年国内合成橡胶产量共计 . × 零 t,有效产能利用率为 .零%,低于世界合成橡胶装置平均产能利用率 . 个百分点。调整产品结构、提高市场竞赛力,已成为合成橡胶工业面临 首要问题。
通用合成橡胶 高端牌号和功能化品种主要指应用于高性能轮胎胎面、胎侧和气密层,可以显著提高轮胎性能 官能化溶聚丁苯橡胶、钕系顺丁橡胶、星型卤化丁基橡胶；以及用于苛刻条件下密封防水、胶黏剂、聚合物改性、光缆电缆等领域 极性化丁苯热塑性弹性体(SBS)、苯乙烯–异戊 烯嵌段共聚物(SIS)、氢化苯乙烯–丁 烯嵌段共聚物(SEBS)、氢化苯乙烯异戊 烯共聚物(SEPS)热塑性弹性体、长链支化乙丙橡胶、官能化高抗冲丁苯树脂等。特种合成橡胶材料是指不同于通用橡胶材料而具有耐高低温、耐老化、抗烧蚀、耐化学介质等特殊性能 橡胶材料,主要包括氢化产品橡胶(HNBR)、热塑性硫化橡胶(TPV)、硅橡胶、氟橡胶等。特种合成橡胶材料具有 特殊性能使其成为航空航天、国防军工、电子信息、能源、环境、海洋等国家重大战略和新兴领域发展所必需 关键材料。
通过向苯乙烯类热塑性弹性体中引入高玻璃化转变温度 单体,在聚合物主链上引入极性丙烯酸酯支链等手段,设计并合成具有新颖结构 聚合物,提高材料 耐温、耐磨和弹性,改善现有不充气轮胎 舒适感、耐磨性和耐温性能。
重点发展官能化溶聚丁苯橡胶、钕系顺丁橡胶、星型卤化丁基橡胶。其应用领域为高性能轮胎胎面、胎侧和气密层,占合成橡胶总消耗量 零%。发展极性化SBS、SIS,氢化SEBS、SEPS热塑性弹性体、长链支化乙丙橡胶、官能化高抗冲丁苯树脂等,主要应用于密封防水、胶黏剂、电线电缆等,占合成橡胶总消耗量 %。发展特种氢化产品橡胶、热塑性硫化橡胶、高性能硅橡胶、氟醚橡胶等产品。其主要应用于海洋橡胶制品、止水带、轨道交通(减震、密封)橡胶制品以及航空航天、特种作业等领域。力争到 零 年,建立较为完善 高性能硅橡胶功能填料评价体系和产品应用评价体系；实现氟醚用特种单体产业化,制备出接近全世界先进水平 全氟醚橡胶和不需 段硫化 氟橡胶。
面向未来,全世界合成橡胶领域不断加强技术创新,新技术开发主要集中在产品创新、工艺创新和环境友好 个方面。
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