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。 全球能够产业化生产HNBR的几家公司均采用溶液法NBR催化加氢的工艺技术。耐油耐热带
由于HNBR优异的耐H2S硫化氢性能和高温强度,因此在油田开采中有***的应用,除了上述提到的应用,HNBR在油田领域中,还有许多其它应用。制品形式主要体现在例如螺杆泵定子、页岩气开发钻头油气储罐、皮碗等,以及开采过程中各类设备的密封圈、密封垫等。 氢化丁腈(HNBR)在**领域的应用及配方,**领域应用总结
HNBR在**有***的应用,除了上述提到的应用,HNBR在**领域中,还有许多其它应用。制品形式主要体现在,各类**设备的密封圈、密封垫、减震块、降噪板、法兰、涂料、胶管、液压系统、动力传动系统、电线电缆等,凡涉及到同时要求耐油、耐温、耐磨等领域,HNBR都是比较好选择! 赞南耐油耐热橡胶普通丁腈橡胶(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。
高温下的耐油性和耐老化性能:丁腈橡胶氢化后**提高了其耐热性和耐热空气老化性,N·Sandland等对NBR,氯磺化聚乙烯(CSM),氯丁橡胶(CR)与HNBR作对比试验,结果如图1、图2所示,NBR,CSM,CR明显不适用于高温(150℃)环境下工作,而HNBR硫化胶则表现出优异的耐油和耐老化性能。在180℃下HNBR试样在液压转向油中浸泡1000h,其断裂伸长变化率低于丙烯酸酯橡胶。以一定温度下伸长率变化小于80%,试样无裂纹作为材料使用寿命的评价标准,过氧化物硫化的HNBR使用寿命为1000h,其工作温度达150℃,而NBR和CR*为106℃和101℃
物理机械性能:氢化丁腈硫化胶的拉伸强度一般可达30MPa图3,ZSC则高达50MPa以上,高于FKM、NBR、CSM等橡胶,在150℃下的压缩长久变形性能不同程度地优于FKM和氟碳弹性体(TFE/P),而NBR完全不能在150℃下工作。HNBR还具有优异的耐磨性,HNBR与NBR、FKM在150℃石油介质中的磨损试验表明,前者的耐磨性能分别为后两者的2~3和3~4倍。
补强体系:HNBR可以用炭黑、白炭黑、陶土、CaCO3来提高混炼胶的机械性能。炭黑补果大小依次为:高耐麿>快压出>半补强和喷雾炭黑,而填充喷雾炭黑的胶料压缩长久变形小,Zeon公司开发的ZSC复合材料,其拉伸强度高达60MPa,并具有较高的定伸力、撕裂强度和良好的加工性能,但压缩长久变形有所增大,当该混炼胶硫化时,ZnO/MMA发生聚合反应,并与HNBR接技,形成尺寸为20~30nm聚甲基丙烯酸锌盐离子簇,是一种新型橡胶增强纳米复合材料。
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。常用的增塑剂品种有Thiokol TP-95(已二酸二(丁氧基乙氧基乙)酯),G8205(分子量为1000~2000的聚酯),AdiksizerC-9N,C-8(偏苯三酸酯类)等。合适的增塑剂可以降低HNBR硫化胶的玻璃化温度,同时提高耐油性和未硫化胶的加工性能。由于HNBR主要用于各种燃油和腐蚀性介质的恶劣环境中,工作温度在40~150℃之间,所选择的增塑剂必须具有高沸点、耐抽出的性能。为避免喷霜,增塑剂用量应低于其比较大吸收量。HNBR经150℃×160h热空气老化试验表明,用TOTM(三辛基偏苯三酸酯)和TINTM(三异壬基偏苯三酸酯)作增塑剂,硫化胶的耐热性比较好 目前HNBR的主要应用领域是石油和汽车行业,其用量占到总用量的80%左右。
赞南科技(上海)有限公司(Zannan Scitech Co.,Ltd.),发挥自身在催化剂制备方面的专业技术优势,通过自主研发的新型***催化剂--“詹氏催化剂”系列产品,开展了大量的基础研究工作,成功解决了工业化生产中的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问题,在 2012 年底,詹博特®氢化丁腈橡胶(Zhanber ® HNBR)国产化成功,并于 2013 年实现了稳定连续生产,2014年形成了0.2万吨/年的产能,产品很快进入国内外市场,打破了中国无法自主生产氢化丁腈橡胶的局面,创造了我国特种橡胶制备技术的新纪元。未来几年,将根据产品的应用发展和市场布局的需要,将会考虑扩产扩能,增强企业在本行业的**竞争力。
另外,根据公开的文献资料报道,国内公司也有计划开展HNBR生产技术的开发,但目前尚未形成产能,产品没有正式上市。 HNBR的制备技术有三种:NBR溶液催化加氢、NBR乳液催化加氢和乙烯-丙烯腈共聚法。耐油耐热带
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。耐油耐热带
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。 耐油耐热带
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