粉末丁腈橡胶的生产现状和发展前景

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! L1 f9 ?. r8 z3 _5 w粉末丁腈橡胶(PNBR)属于丁腈橡胶(NBR)中的一类。主要用作树脂改性剂，在橡胶并用制品领域占有重要地位。与块状胶相比，由于其粒径小，分散性好，便于与加工助剂或树脂粉掺混后直接挤出或注塑成型，为加工成形的连续化、自动化创造了条件，从而减少了加工设备，节省能耗，减轻了劳动强度。

" h5 Z" R  v. x( A自上世纪50年代美国Goodrich公司首先开发PNBR成功以来，世界许多公司竞相开发，目前产品牌号很多，应用广泛。兰州化学工业公司合成橡胶厂利用生产NBR的技术条件，采用凝聚法20世纪90年代研制成功PNBR，其后又开发了中试技术，现每年约有200t产品投放市场。笔者对该产品进行了长时间考查，为了促进PNBR生产和应用的发展，本文将对PNBR生产技术和产品应用现状作一介绍。

* |- k6 O" N9 ?$ z1兰化PNBR的生产技术特点及产品介绍
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  ~$ E. N  W0 ^' M' _) A# n1.1生产工艺及特点
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$ v' Z% t0 W) |3 f5 N在低温或高温下进行乳液共聚，得到PNBR专用NBR乳液。将该乳液分段用凝聚剂预凝、絮凝和粉末胶粒球化，同时用特殊的技术将胶粒活性隔离而得PNBR淤浆，再经离心过滤、洗涤脱水、滤饼分散、湿粉干燥和过筛等过程得NPBR产品。利用该工艺建成了200t/a规模的装置，其工艺技术有如下特点：
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(1)改变单体配比、调节剂和终点聚合转化率，可得交联度、腈含量和门尼粘度各不机同的NBR的乳液，故可制得系列PNBR产品。制备交联和半交联型PNBR专用乳液时，聚合转化率高达95%；

(2)凝聚活性隔离成PNBR淤浆时，成粉率高达98%；
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! m& N4 ]) e) }3 ~  b5 m(3)活性隔离效果好，隔离剂成本低、用量少，产品的橡胶含量高达95%；

; s; c! A3 k9 b, r1 e3 v1 F/ w2 D- {(4)特殊的滤饼分散方法，起到了破碎滤饼、胶料撕碎、隔离剂再分配的多重作用；
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% |/ O0 a& ?7 s! ^$ [2 i(5)专用设备干燥湿粉，提高了换热效率，缩短了热区停留时间，避免了热敏性PNBR因长时间受热而粘附干燥机和过热塑化。
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与PNBR的其他生产工艺相比，本工艺的流程短，设备结构简单、操作方便、能耗低，所得产品杂质少、含胶量高、耐水性好。由于该技术具有的新颖性和创造性，而获中国发明专利。
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1.2产品牌号及质量规格
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利用200t/a装置生产的非交联型、交联型和半交联型产品的相应牌号为PNBR-4001、PNBR-4002和PNBR-4003。原胶控制规格：结合丙烯腈质量分数均为37%-40%；凝胶质量分数分别为0-5%、80%-90%、50%-70%；门尼粘度分别为60-80、100-130、60-100。产品粒径分为2个规格：一级品为0.45-1.25mm；优级品粒径不大于0.45mm。利用本技术也曾为用户提供过交联型PNBR-45、PNBR-33和PNBR-26样品，但均未能批量生产投放市场。

1.3现有装置和产品的水平

生产PNBR的200t/a装置所采用的技术路线虽处于国际先进水平，但由于规模小，除离心工序具有自动控制程序外，其余几乎全是手工操作。不但劳动强度大、劳动生产率低、能耗高，并且受装置水平的制约，产品牌号少，粒径品级也偏少。不但难于满足市场的需要，而且也限制了生产技术的发展和应用领域的开拓。所以，提高装置整体水平应是今后工业技术开发的重点。
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! U7 j" |% e( F" ^6 Q2 PNBR的主要用途
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8 F8 t- `/ D& m) H) n自建立装置并开始试产PNBR以来，通过对装置的不断改造和完善，200t/a的规模，累计提供近900t产品投放市场。主要用作树脂改性剂生产橡塑共混制品。
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用其改性聚氯乙烯(PVC)，能提高制品的耐油、耐寒、耐磨、耐压缩永久变形、抗老化、抗温滑、拉伸强度、撕裂强度、伸长率等性能，还能抑制增塑剂的迁移。改性酚醛树脂，能提高制品的韧性、耐磨性、抗冲击强度和伸长率。改性环氧树脂，可提高制品的耐油性、耐屈挠性和粘合强度。改性乙烯-醋酸乙烯树脂(EVA)，可提高制品的剥离强度。

兰化产PNBR的主要用途列于表1。

表1兰化PNBR的主要用途
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9 s+ s; Z" N6 ?8 n, R5 I树脂领域
制品领域
制品名称
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改性PVC
薄膜
3 @' P& ]. i: ]  [$ \9 t) h 汽车顶蓬膜、家俱装饰膜、压延膜、雨披、人造革

* I, d: k' k$ U/ \密封条
+ s' z5 s/ [5 K# B, A 汽车门窗密封条、窗缝密封条、冰箱门密封条

/ s* H0 Y( P$ _$ G$ Q. L软管
/ N5 ?) x$ n) c, Z. o2 l0 ` 电线电缆包皮、汽车内饰软片、防冲垫、减振垫
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% t/ M6 `" O# Q2 N0 R发泡制品
% @3 s: A1 ~+ W: M$ T) U! E 海绵鞋底、电缆海绵芯、防滑海绵拖鞋、万次印章
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* m5 I3 q. f! e( {1 d9 r鞋类
) c3 T- n# r: t 鞋底、鞋筒、胶鞋、透明鞋底
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刹车片
+ w" ?( `) X& p4 A' R 汽车刹车片、火车闸瓦、钻机刹车片、机械制动片
/ N6 V' g: M) L" `) q' X
2 y+ G, r0 ]# S4 i  M  \6 X5 _改性酚醛树脂
$ F& }2 ~; Y7 i$ L; X 砂轮
6 H: b' S0 q# [- ]) Q# G0 X 抛光用树脂砂轮

电仪零件
6 |" @5 M; T( z% Y3 b: } 电器及仪表绝缘零件
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改性环氧树脂
胶粘剂
0 |; p5 ~; l& z1 j& F% R2 l 溶剂粘合剂、无溶剂粘合剂

改性EVA
8 Z0 @7 i% w! ` 电缆
# e5 Q5 M3 O+ {; ]( d 屏蔽电缆
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4 a# ~/ K$ w* r3 K. D5 ]由表1可见，刹车片、密封条、薄膜、电线电缆、鞋类等领域用户最多，前4个领域其年耗量分别占总量的20%、30%、15%和20%，鞋类耗量很小，因成本增加，仅出口高档鞋用。

兰化PNBR投入市场后，引起国内科研和应用单位的关注。现用户已逾百家，应用领域日益拓宽，应用技术不断提高。显然该产品是一种性能优良、经济和社会效益可观的新型合成材料。
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# A; c: S- H( ^. L0 }  t目前国内市场实际年耗PNBR约600t，除兰化提供外，每年尚进口400t，大多为Goodyear公司的ChemigumP83和PSB-A，其结合丙烯腈质量含量均为33%，门尼粘度分别为50-36和72-63，前者属半交联型，后者属交联型。EVA改性约200t/a；环氧树脂改性约5t/a；摩擦制动材料用量估计为1-1.5kt/a。总计年用量可达2kt，实际年耗量和需求量的差异主要是进口产品价格所致。由此可见，发展国产PNBR已是必然趋势。
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3 技术开发的推广应用设想

(1)目前兰化PNBR生产和应用发展的主要因素装置规格小、产量低、产量牌号和品级少。因此，对现有装置来说，应提高自控水平，充分发挥专利技术的特点，扩大晶牌，提高竞争力；
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(2)建立3kt/a装置，提高生产规模，以适应市场发展的需求，并通过2kt/a工业试验将PN-BR的开发推向工业化生产。从聚合开始的2kt/a装置(不包括厂房、公用工程和三废处理)，总投资全部贷款，其技术经济评价结果为：投资利税率46.32%，投资利润率35.79%，财务内部收益率31.47%，投资回收期(含建设期)4.72a，贷款偿还期(含建没期)5.57a，经济效益显著；
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& L& H; k7 j6 D& _7 m(3)通过节能降耗和提高劳动生产率降低产品成本，从而降低销售价格，以此促进产品的市场销售。