苯乙烯基熱塑性彈性體(也稱為苯乙烯基嵌段共聚物(SBCs))是世界上最豐富的熱塑性彈性體,具有與橡膠最相似的特性。目前SBCs系列有四種類型,分別是:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS);苯乙烯-異戊二烯-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分別是SBS和SIS的氫化聚合物。
SBS苯乙烯熱塑性彈性體是目前產量最大(占70%以上)、成本最低、用途最廣的壹種SBCs。它是以苯乙烯和丁二烯為單體的三嵌段聚合物,具有塑料和橡膠的特性,因此被稱為“第三代合成橡膠”。與丁苯橡膠相似,SBS能與水、弱酸、堿等接觸。,具有優異的拉伸強度、較大的表面摩擦系數、良好的低溫性能、優異的電性能和良好的加工性能,已成為目前用量最大的熱塑性彈性體。
SBS在加工應用方面具有熱固性橡膠無法比擬的優勢:
(1)可通過熱塑性加工設備加工成型,如擠出、註射、吹塑等。,成型速度比傳統的硫化橡膠工藝快;
(2)不需要硫化,可以省去壹般熱固性橡膠加工中的硫化工序,設備投資少,生產能耗低,工藝簡單,加工周期短,生產效率高,加工成本低;
(3)邊角料可以多次回收利用,節約資源,有利於環保。
目前,SBS主要用於橡膠制品、樹脂改性劑、粘合劑和瀝青改性劑。橡膠制品方面,SBS模壓制品主要用於制鞋(鞋底)行業,擠出制品主要用於橡膠軟管和膠帶;作為樹脂改性劑,少量的SBS與聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)混合,可以明顯提高制品的低溫性能和沖擊強度;SBS作為粘合劑,具有高固含量、快幹、耐低溫的特點。SBS作為建築瀝青和道路瀝青的改性劑,可以明顯改善瀝青的耐候性和耐負荷性。
目前我國SBS產能為265438+10萬噸/年,而國內市場需求已超過35萬噸,國內市場缺口較大,產品具有良好的市場發展前景。
2國內外市場需求現狀及預測
2.1國外市場分析
世界上SBS產品的工業化生產始於20世紀60年代。1963年,美國飛利浦石油公司首次用偶聯法生產出商品名為Solprene的線型SBS***聚合物。1965年美國殼牌公司用負離子聚合技術采用三步順序加料法開發出同類產品並實現工業化生產,商品名為Kraton D,1967年華蘭飛利浦公司開發出星形(或放射狀)SBS產品,1972年美國殼牌公司開發出SBS加氫產品(SEBS)。1973年飛利浦推出明星SBS產品。1980中,凡世通公司推出了SBS產品,商品名為Streon。該產品苯乙烯含量為43%,產品熔融指數高,主要用於塑料改性和熱熔膠。隨後,日本旭化成公司、意大利Anic公司、比利時Petrochim公司也開發了SBS產品。
進入20世紀90年代後,隨著SBS應用領域的不斷擴大,世界範圍內SBS生產發展迅速,許多國家的石化企業相繼建成了SBS生產裝置。特別是在1994-1995期間,美國俄亥俄州殼牌公司SBS生產裝置發生爆炸,造成世界市場SBS供應短缺,導致全球尤其是東亞和東南亞地區,如中國臺灣省和韓國SBS產能快速增長。此外,隨著近年來苯乙烯嵌段* * *聚合物熱塑性彈性體應用領域的不斷擴大,市場需求增長加快,進而推動生產設備產能快速增長。1992-2002年期間,世界SBS產能年均增長率達到8.04%,世界SBS產能從1992年的60萬噸/年增長到2002年的13萬噸/年。
目前,世界上約有12個國家和地區生產SBS產品,如美國、意大利、中國、中國臺灣省、比利時、法國、德國、日本和韓國。
從1995到2002年,世界SBS消費量年均增長率約為6.6%。到2002年,從1992的56.7萬噸增加到89萬噸,明顯高於其他合成橡膠品種。
SBS在世界上主要用於制鞋、粘合劑、瀝青改性和聚合物改性。在不同的國家和地區,每個應用領域的比重是不壹樣的。在北美和西歐,SBS最大的應用領域是瀝青改性,其次是粘合劑和鞋類;日本SBS主要用於聚合物改性和粘合劑,其次是瀝青改性;在中國和東南亞,SBS最大的消費領域是鞋類。
預計2002-2007年世界SBS產品消費量年均增長率約為5-6%,到2007年其消費量將達到115-120萬噸。美國、西歐、日本等發達國家消費增長放緩,亞太地區將成為SBS新壹輪發展的中心。
2.2國內市場分析
中國在20世紀70年代中期開始研究和開發SBS。北京燕山石化公司研究院、蘭州石化公司研究院、北京化工研究院、輕工業部制鞋研究所等單位在SBS產品研發方面做了大量工作。1984年4月,燕山石化公司1000噸級SBS中試生產技術成功,隨後開發出壹整套萬噸級工業技術。
1989年,湖南嶽陽巴陵石化公司合成橡膠廠采用燕山石化公司研究院技術,建成國內第壹套1萬噸/年SBS生產裝置,並於1990年投產,結束了我國SBS產品長期完全依賴進口的局面。1996年末,嶽陽石油化工總廠擴建SBS裝置產能至3萬噸/年,1998年擴建SBS裝置產能至5萬噸/年。近年來,隨著國內SBS市場的迅速擴大,2001年裝置產能再次擴大至65438+萬噸/年。
繼湖南嶽陽巴陵石化公司之後,北京燕山石化公司合成橡膠廠也在1993采用了燕山石化公司研究院的技術,建成了壹套年產10000噸/年的SBS生產裝置。隨後,1998年,生產裝置產能由1萬噸/年擴大至3萬噸/年,裝置基本生產純橡膠。2001,公司再次擴建改建,新建三條SBS生產線,總設計能力約6萬噸/年,可生產充油橡膠。
1997年初,茂名石化公司30萬噸/年乙烯合成橡膠裝置投產。該裝置設計年產5萬噸,即1萬噸/年SBS、1萬噸/年低順式、3萬噸/年溶聚丁苯。其SBS產品基本都是充油產品。2001公司對進口設備進行改造,兩條生產線均改為生產SBS。設計生產能力約為5萬噸/年,設備開發生產SBS純橡膠。
據此,截至目前,我國共有三家SBS生產企業,總產能為265,438+0,000噸/年。其中,湖南嶽陽巴陵石化公司合成橡膠廠年產65438+萬噸/年的SBS生產裝置是目前國內最大的SBS生產裝置,產品品牌有20個;北京燕山石化公司產能6萬噸/年,產品編號11;茂名石化乙烯工業公司產能5萬噸/年,產品編號為13。
此外,燕山石化公司研究院開發成功的SBS生產技術不僅在國內兩個工業裝置上獲得成功,還先後為意大利Enichem彈性體公司和中國臺灣省合成橡膠有限公司萬噸級SBS生產裝置提供了成套技術轉讓。
2003年我國SBS產量為1.86萬噸,進口量約為1.68萬噸,表觀消費量為35.4萬噸。
自1995以來,我國SBS產量以30%的高速增長,但仍不能滿足國內市場快速增長的需求,進口量逐年增加。中國進口的SBS主要來自臺灣省,少量來自韓國和日本。
2003年中國SBS總消費量約為35萬噸,其中鞋用材料約為21.3萬噸,占總消費量的60.9%。瀝青改性劑用量約6.37萬噸,占18.2%;粘合劑43700噸,占總消耗量的12.5%;聚合物改性16500噸,占4.7%;其他1.31萬噸,占3.7%。
根據各個消費領域,簡述如下:
制鞋工業
用SBS代替硫化橡膠和PVC制成的鞋底具有彈性好(應力小或殘余變形小)、色澤美觀、良好的濕滑性、透氣性、耐磨性、耐低溫性和彎曲柔韌性、無臭腳、穿著舒適等優點,在瀝青路面、濕滑和積雪路面上摩擦系數高。廢棄的SBS鞋底可以回收利用,成本適中。鞋底款式可以是半透明的牛筋鞋底或多彩雙色鞋底,也可以做成泡沫鞋底。SBS制成的廉價整體模壓帆布鞋比PVC樹脂鞋輕15-25%,摩擦系數高30%,具有優異的耐磨性和低溫柔韌性。SBS具有這些優異的性能,使其在制鞋業中得到了廣泛的應用。
中國是全球最大的鞋類產品生產和消費市場,鞋材市場在未來相當壹段時間內仍將是SBS在中國的主要目標市場。入世後,鞋類出口配額將取消,出口優勢將得到充分發揮。為了消除東西部地區的不平衡,國家開始加大對西部地區的投資,以加快西部地區的經濟發展。未來幾年,隨著西部地區經濟的騰飛和人民生活水平的提高,對TPR(SBS鞋粒)制作的鞋子的需求將會逐年增加。此外,西部經濟的加速開放將吸引鞋類向西部轉移和發展,從而帶動整個西部市場對SBS的需求。2003年,我國制鞋業對SBS的消費量約為21.3萬噸,預計2008年將達到24.7萬噸,2003-2008年年均增長率約為3%。
瀝青改性
SBS在瀝青改性中的應用包括防水卷材瀝青改性和道路瀝青改性。SBS改性瀝青防水卷材具有低溫柔韌性好、自愈能力和耐久性好、高溫耐流性、耐老化、熱穩定性和抗沖擊性能好等特點,可大大提高防水卷材的性能,延長其使用壽命,能滿足重要建築和結構的需要。已廣泛應用於包括橋面(混凝土)、地鐵、地下通道在內的市政工程,以及包括水池、運河在內的水利工程。
目前國內改性瀝青防水卷材生產廠家較多,其中引進投產的改性瀝青防水卷材生產線15條,國內自主研發的生產線50多條,總產能約1.4億m2/年。2003年,SBS的實際消費量約為6.37萬噸。隨著我國基礎設施建設的大量投資和加速,我國改性瀝青發展前景良好,對SBS的需求也會相應增加。預計到2008年改性瀝青中SBS的消耗量將達到165438+20萬噸,2003-2008年年均增長率約為12%。
聚合物改性
SBS是壹種良好的樹脂改性劑,可與PP、PE、PS、ABS等樹脂混合使用,提高產品的抗沖擊性能和柔韌性。這類產品多用於電器元件、汽車方向盤、保險杠、密封件等。與國外發達國家和地區相比,我國聚合物改性產業仍處於起步階段。2003年,我國聚合物改性中SBS的消耗量約為1650噸。隨著中國汽車工業和家電工業的發展,消費者對產品的舒適性、安全性和耐久性的要求將逐步提高,並且隨著中國合成樹脂工業的快速發展,國內聚合物改性行業將蓬勃發展。
預計從2003年到2008年,我國SBS產品在聚合物改性中的應用將以20%以上的速度快速增長,2008年將達到4.5萬噸的水平。
粘著劑
SBS在烴類溶劑中溶解性好,溶解快,穩定性好,內聚力強,避免了芳烴類溶劑對人體健康的危害。此外,SBS膠粘劑具有良好的彈性、粘接強度和低溫性能,低粘度和抗蠕變性優於普通EVA和丙烯酸類膠粘劑,在生活中得到廣泛應用。可用於生產鞋用膠粘劑、冶金粉末成型劑、復膜膠、木材幹膠、標簽、膠帶、壹次性衛生用品、復膜膠、密封膠、掛鉤、電子元器件、通用超級膠、萬能膠、自粘帶。
2003年,我國膠粘劑行業SBS的實際消費量約為4.37萬噸。預計到2008年需求將達到8.7萬噸,2003-2008年需求年均增長率約為14.7%。
其他領域
SBS還可以作為玩具、家具、運動器材的主要原料。用作地板材料、汽車座墊材料、地毯底層和隔音材料、電線電纜護套。此外,SBS還可用於水泥加工、汽車制造、房屋內部裝修和制造各種橡膠軟管,用於光亮油、醫療器械、家用電器、管帶、電線電纜。
2003年,在其他領域,SBS的國內消費量約為1.31萬噸。預計到2008年將達到5萬噸,年均增長30%以上。
3流程概述
SBS是以苯乙烯和丁二烯為原料生產的。工業上采用鋰引發劑的陰離子溶液聚合工藝,聚合物溶液經凝聚除去溶劑後成為固體產物。常規生產方法采用間歇聚合和濕法凝聚工藝。
目前,國外制造商致力於開發連續聚合技術和幹法凝聚工藝。與目前的間歇聚合技術相比,連續聚合技術具有生產效率高、產品質量穩定、物耗和能耗低的特點。常規的濕凝工藝需要大量的水、能源和汙水,並可能增加產品中的凝膠含量,而幹凝工藝可以克服濕凝工藝的諸多缺陷,是合成橡膠行業的壹次革命。
國內SBS生產技術經過20多年的發展,已經達到壹定水平。2003年,采用國內技術建設的SBS裝置的生產能力為65438+60萬噸/年。國內SBS生產裝置采用間歇聚合和濕法凝聚工藝,連續聚合工藝尚在開發中。前幾年國產SBS產品存在批次間質量不穩定、顏色偏深、熔融溫度偏高等問題。近年來,這壹問題已基本解決,國內技術生產的SBS產品質量有了很大提高,基本接近國外同類產品質量,競爭力得到提高。
4問題和建議
雖然我國SBS研發取得了重大進展,建成了兩套萬噸級生產裝置,擁有自主開發的成套技術,並成功實現了向意大利Enichem彈性體公司和中國臺灣省合成橡膠有限公司的成套技術轉讓,但與國外先進技術相比,在物耗、能耗、品種和品牌等方面仍有壹定差距。因此,從長遠來看,我國需要進壹步加大SBS領域的科研投入,進壹步提高物耗、能耗、生產連續性和過程控制方面的技術水平,爭取在產品應用開發、品種和品牌多樣性方面有更大的突破,以提升我國SBS行業參與國際市場的整體競爭力。
目前中國國內市場對SBS的滿意率只有50%左右,未來隨著需求的增加可能會更低。這為SBS在中國的發展奠定了良好的市場基礎。但我應該看到,目前北京燕山石化公司合成橡膠廠和嶽陽巴陵石化公司合成橡膠廠SBS裝置進壹步擴能的工作已經啟動。國內壹些地區和企業也在加緊SBS項目的前期研究工作,預計未來幾年我國SBS生產裝置的產能將有較大提升。同時,國內市場將受到中國、臺灣省、韓國和日本產品的沖擊,國內外SBS之間的競爭將日趨激烈。因此,新設備必須在產品性能和生產成本上具有競爭優勢,才能在競爭中生存和發展。
目前國外SBS主要用於生產粘合劑和瀝青改性劑,而國內SBS產品主要用於生產低檔鞋材。迫切需要開發SBS的新用途,開發新品牌。隨著國家大量基建投資和高等級公路建設的加快,SBS是道路瀝青改性的重要潛在市場。項目實施投產後,要進壹步加強科學研究,加強與瀝青生產企業和道路建設部門的合作,盡快開發出適合國內實際的SBS改性道路瀝青系列品種,占領這壹新的應用領域。
求收養是壹個滿意的答案。