NBR的溶液加氢法是在NBR溶液中,以贵金属钯、铑等为催化剂,用氢气进行加氢,主要选用两种催化剂,即均相配位催化剂和非均相载体催化剂。非均相催化剂是以钯、锗、钌等为活性组分,以氧化铝、氧化硅、活性炭、炭黑、碱土金属碳酸盐等为载体的负载型催化剂。金属与载体的匹配对其选择性、活性有很大影响,载体催化剂多数是以碳为载体的Pd/C催化剂,这种催化剂的选择性高,氢化率比较高达95.6%,但搅拌时炭黑易凝聚成块,存在于HNBR中,对其硫化特性会产生不良影响。NBR催化剂残留物或聚合反应中使用的助剂可粘附于载体表面或滞留在微孔内,使催化剂活性急剧下降,影响再次使用。均相配位催化剂目前常见的有四种: 钯催化剂、铑催化剂、铱催化剂和钌催化剂,钯系催化剂对水和空气稳定,贮运方便,可反复回收利用,但活性和选择性差;铑系催化剂具有比较高的活性和选择性,催化剂三(三苯基膦)氯化铑适用于NBR均相加氢制备高氢化度,可在溶液或乳液中对NBR进行催化加氢,但铑资源稀缺,价值昂贵,大规模生产必须有效回收利用铑来控制生产成本。因此,开发新型廉价的加氢催化剂和贵金属催化剂的回收循环利用便成为HNBR工业化生产的关键技术。增塑体系:HNBR常用于高温,燃油及其它苛刻环境中,要求所用的增塑剂必须是难挥发,耐抽出。ZN350512赞南质量保证
HNBR的耐高温性为130~180℃,耐寒性为-55~-38℃且机械性能优良,与其它聚合物相比更能满足汽车工业的要求。用ZnO/甲基丙烯酸(MAA)补强的HNBR可制作三角带、等规三角带、多用三角环的底层胶、隔振器等;也可制备密封圈、密封件,耐热管等。在石油钻井中,要求橡胶制品必须耐受高温、高压、酸、胺、H2S、CO2、CH4等蒸汽的考验。而用HNBR制备的各种制品,可耐酸、耐油、耐溶剂。用ZnO/MAA补强的HNBR可用于制作钻井保护箱和泥浆泵用活塞.此外,采用打浆法将HNBR制成纸型垫圈可用作石油工业及汽车工业的密封垫圈。HNBR的耐热、耐辐射性能比硅橡胶、氟橡胶、聚四氯乙烯要好,适宜作发电站的各种橡胶密封件,也用作液压管、液压密封、发电站用电缆护套,还可作印刷和织物辊筒、武器部件及航天用密封件、覆盖层、燃油囊等;HNBR胶乳可用作表面涂层(画),纺织、纸张、皮革、金属、陶瓷、无纺布纤维用的粘合剂,以及发泡橡胶、浸渍胶乳产品等。此外,用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。膜制品用赞南氢化丁晴HNBR的加工性能优于FKM,与普通NBR相似,可以填充较多的填料。
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。
溶液法NBR催化加氢的工艺流程,整个的过程由:NBR溶解、溶液法催化加氢、催化剂脱除与回收、产品凝聚、产品分离和清洗、溶剂去除和回收、产品后处理等步骤组成。首先将NBR溶解于适宜的有机溶剂(氯苯)中,加入加氢催化剂,用氮气置换系统后开始加入氢气,在一定的温度和压力下完成催化加氢过程,再进行催化剂回收,然后给反应物中加入凝聚剂(如甲醇等)将HNBR凝聚,从溶液中分离出凝聚物并进行清洗,再进行溶剂脱除和产品后处理。
胶辊:HNBR具有良好的耐化学药品性能和耐热性,适于制作各种工业用橡胶胶辊。
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。 用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。特种丁腈胶
赞南科技主导氢化丁腈橡胶国家标准的编制以及橡胶工业 《原材料与装备简明手册 》氢化丁腈橡胶部分编撰工作。ZN350512赞南质量保证
其他氢化丁腈应用领域:
① 空调、制冷行业:HNBR具有优异的耐新型制冷剂性能,所以被用于汽车、火车、飞机等交通工具和建筑用空调的胶管和密封制品,同时还用于工业制冷设备的橡胶配件。
② 油田开采输送行业:近年来,油气井深度越来越大,井下环境和温度条件日益苛刻,要求橡胶制品必须耐受高温、高压以及硫化氢、甲烷、酸、蒸汽等的考验。HNBR被***用作石油开采橡胶制品,例如油井封隔器胶筒、超深井用潜油泵电缆护套、防喷器、定向采油用锭子电机、海洋石油钻井平台配套软管等、密封垫、衬垫、“O”形圈类、油气井用防暴器、钻管护罩、栓塞、阀门密封圈、泵类活塞、动力电缆护套、旋转胶管等橡胶零部件。
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