氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种综合性能极好、极具发展潜力的特种橡胶。氢化丁腈橡胶(HNBR)与腈橡胶(NBR)相比,其分子主链上的碳-碳双键(C=C)少,化学结构稳定,具有优异的耐油、耐腐蚀,耐低温、耐高温、耐热氧老化、耐动态疲劳和耐臭氧性能,可耐150~170℃高温,其耐寒性能优于氟橡胶,耐酸性汽油是普通丁腈橡胶(NBR)的5倍多,耐磨性比普通NBR提高50%以上,热降解温度随着氢化度的提高而提高,比NBR高30~40℃,其优异的耐新型制冷剂、耐硫化氢性能更是无以伦比。因而,它作为高性能胶管、胶带、密封和减震零部件、胶辊、特殊电线电缆等制品的材料,在高铁、航空、新能源、汽车、石油等重大工业领域,具有其他材料无法替代的作用。氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。耐高压高硬度密封圈赞南氢化丁晴料
33、当氢化丁腈橡胶剩余双键含量<1%,只能采用过氧化物硫化,残余双键>5%时,可采用过氧化物或硫黄硫化。采用过氧化物硫化比用含硫化合物硫化有更好的耐热性和较低的压缩长久变形。常用的过氧化物硫化剂为Vul-cup40KE、PeroximonF-40,硫化促进剂HAV-2、TAIC、TMPT可提高硫化效率,避免发生焦烧。国内多采用DCP(过氧化二异丙苯)或BDPMH(2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)已烷)作硫化剂,当BDPMH用量为4~7份,促进剂TAIC用量为4份时,硫化胶的压缩长久变形率可低于20%。对于双键含量较高的HNBR,采用低硫高促硫化体系,也可获得具有较高耐热性和良好力学性能的硫化胶。为了进一步提高HNBR在高温下的耐热老化性能,配方中常使用防老剂并用,如:RD/MB或MB/二苯胺类防老剂445。适当加入金属氧化物,可进一步提高硫化胶的耐介质腐蚀性能。赞南氢化丁腈混炼胶采用硫黄硫化的HNBR胶料,其粘合性能比过氧化物硫化要高得多,胶料中的硫易与纤维或金属材料起化学反应。
早在21世纪初期,全球HNBR已在NBR市场中占有5~10%的份额,保守地估计HNBR在国内的市场用量约为1.5万吨左右,可见HNBR的市场地位日趋重要。由于生产HNBR使用的催化剂价格昂贵、关键生产技术难度大,目前在世界范围内,产品上市的只有瑞翁(ZEON)公司、阿朗新科(ARLANXEO)公司和赞南科技(上海)有限公司(Zannan Scitech Co.,Ltd.), 总产能大约为2.5~3万吨/年。市场上的HNBR产品主要来自于上述三家公司公司,值得关注的是国产HNBR—詹博特®氢化丁腈橡胶(Zhanber ® HNBR)异军突起,顺利地进入了在国内外的HNBR市场上,获得了市场的认可。
全球氢化丁腈橡胶生产现状,从HNBR的工业化生产发展历程来看,HNBR生产技术的优势主要就体现在其生产过程所用催化剂体系,即:催化加氢活性和选择性、催化剂回收、产品后处理等关键技术的先进性上。上世纪九十年代,全世界可工业化生产HNBR的厂家为德国拜耳(Bayer)公司、日本瑞翁 (Zeon)公司和加拿大宝兰山(Polysar)公司等三家公司,他们都是在解决了催化加氢、催化剂回收以及产品后处理等关键工艺技术问题后,才实现了工业化生产的,当时全球的HNBR产能和产量基本上在1万吨/年左右。
10、HNBR在国外已生产多年,其应用领域不断扩大,而在国内尚属空白,我们应不失时机地开发HNBR。据初步了解,我国大庆、胜利油田有2000余口二期井需用潜油泵在井深2000米,温度140℃左右下抽油,如用NBR的锭子,使用周期*有几个月甚至更短,如用HNBR的锭子,使用周期可达一年以上。我国南京橡胶制品一厂每年就需HNBR30余吨。
在HNBR的制造中,NBR的催化加氢技术是关键,溶液加氢NBR生产技术条件苛刻,国内公司在进行这项研究工作,由于加氢反应的选择性和贵金属催化剂回收率低以及产品净化、脱挥等后处理工艺技术不过关,成本相对较高。水溶性两相催化剂加氢及加氢甲酰化的研究正是着眼于贵金属催化剂的分离回收及循环使用,一旦能使这类催化剂的应用扩大到高分子的加氢上,就可以用它们来进行NBR的氢化,我们已合成了两个水溶性膦配体,正在进行这方面的尝试。 HNBR已用于制造钻头保护器,井口密封、油塞泵密封、开口防护器、泵定子保护器以及为海上钻井平台上配套。
其它用途,HNBR还可用作挡泥板,振动吸收材料,缆索等。HNBR胶乳可用作表面涂层,用作纸张,皮革、陶瓷、纤维的粘合剂以及发泡橡胶,浸渍胶乳产品。HNBR还可作ABS/PVC共混体系的相容剂,在ABS/PVC共混物中添加HNBR,其拉伸强度性能优异。将PVC/EVA与HNBR共混,可改善PVC/EVA的韧性。将HNBR用作塑料添加剂,可提高塑料的抗冲击性能、耐老化和耐油性能,如PVC/HNBR具有很高的耐热空气老化性能和在燃油中的耐热老化性能;HNBR/PC强度高,加工性能好,并具有良好的热稳定性;EPDM加入HNBR后可大幅度提高耐油性能,这些共混改性技术给HNBR的应用开辟了新的领域。
氢化丁腈橡胶是近二十年发展起来的综合性能优异的耐油、耐热橡胶,在汽车、油田密封等方面都得到了***的应用。由于HNBR生产工艺复杂,价格昂贵,在一定程度上限制了其在国内工业领域中的推广应用,研制新型生产工艺路线,降低生产成本,或根据性能与价格综合因素,开发高性能HNBR共混改性材料,是HNBR应用的研究方向。 HNBR在高温下能耐酸、碱和盐,能在强腐蚀性添加剂的润滑油和燃料油介质中工作。赞南氢化丁腈混炼胶
HNBR在保持NBR优异的耐油性的同时,又获得了非常好的耐热性。耐高压高硬度密封圈赞南氢化丁晴料
随着汽车、石油工业的发展,橡胶部件除要求耐油外,还需具有良好的耐高温、高压、耐油、耐热氧老化、耐臭氧、耐天候和化学介质等特性。普通丁腈橡胶(NBR)已远不能满足这些要求,尽管其中一些用途已为氟橡胶所取代,但氟橡胶价格昂贵。因此人们开始探求对NBR性能的改进,氢化丁腈橡胶(HNBR)就是为了满足这种新的需要而开发成功的。
HNBR在保持NBR优异的耐油性的同时,又获得了非常好的耐热性(耐150℃高温)、耐臭氧性,其应用领域已突破了NBR的传统领域,使得氟橡胶、氟硅橡胶
等特种橡胶也受到一定的冲击。从经济角度看,HNBR销售价暂时还较贵,但还是比氟橡胶低得多。同时,由于HNBR的刚度低,工艺性能好,密度低,可以加入更多的填料,而且HNBR制品单位体积只有氟橡胶的一半,所以,它将成为氟橡胶等特种弹性体的代用品。 耐高压高硬度密封圈赞南氢化丁晴料
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