溴化丁基橡胶(BIIR)是一种含有活性溴的
2-甲基丙烯2-甲基-1,3-丁二烯共聚物弹性体。它继承了
丁基橡胶的基本饱和主链特性,因此具备丁基聚合物的多项性能优势,如高强度、良好减振性、低渗透性、耐老化和抗天候老化。
卤化丁基橡胶气密层的发明及其在现代子午线轮胎中的广泛应用,极大地促进了轮胎行业的进步。在轮胎气密层胶料中使用此类聚合物能够增强保压性能、提高气密层与胎体之间的粘合力以及延长轮胎寿命。
物理性质
溴化丁基橡胶(BIIR)是含有活性溴的异丁烯-异戊二烯共聚物弹性体。由于溴化丁基橡胶拥有丁基橡胶基本饱和的主链,所以其具有丁基聚合物的多种特性性能,如较高的物理强度,较好的减震性,低渗透性,耐老化及耐天候性老化。溴化丁基橡胶相对于丁基橡胶而言,由于
卤族元素的活性较高,所以具有较宽的
硫化特性。
应用领域
主要用途
1. 丁基橡胶主要用于轮胎内胎,空气保有性是
天然橡胶内胎的8倍以上,可以提高轮胎使用寿命,降低滚动阻力减少油耗,技术壁垒高,国内只有北京
燕山石化公司1套4.5万吨吨的普通丁基橡胶生产装置,自给率约20%,其中溴化丁基橡胶只有美国、德国有此生产技术和装置,09年国内产品全部依赖进口。溴化丁基橡胶是制造无内胎轮胎不可替代的原材料,也是医用橡胶制品的必须原料,属于战略物资。溴化丁基橡胶的生产技术和生产装置,只有
美国和
德国拥有,且技术不对外转让。由于我国尚不能生产溴化丁基橡胶,完全依赖进口,导致国内市场、价格被外商垄断控制。
2. 溴化丁基橡胶
硫化后也可作为高温传送带的制作原料。
3. 溴化丁基橡胶系列胶黏剂
原材料与配方
A组分
溴化丁基橡胶 100 ;
二氧化铅 8 ;
硬脂酸 1 ;汽油 600~650 ;
氧化锌 5
B组分
溴化丁基橡胶 100 ;对苯二醌二肟 8;硬脂酸 1 ;汽油 600~650;氧化锌 5
制备工艺
(1) 将溴化丁基橡胶用炼胶机塑炼,再依次加入氧化锌、硬脂酸等进行混炼、切片。
(2) 在溶解釜中加入汽油及混炼胶片,室温下充分搅拌分散均匀。
(3) 加入氧化锌、硬脂酸等进行混炼、切片分的制备工艺相同,分别制备、分别包装。使用前A组分与B组分以1:1混合。
发展状况
2010年11月30日,
浙江龙盛发布关于溴化丁基橡胶项目中试结果的公告:近日,公司下属的
杭州龙山化工有限公司和浙江齐成科技有限公司、
浙江大学教授
陈甘棠等两人成立的溴化丁基橡胶中试小组试验的工业化溴化丁基橡胶生产技术取得突破,经北京橡胶工业研究所设计指标与进口同类产品质量相当,这意味着我国无内胎轮胎原料生产关键技术取得重大突破。浙江龙盛披露,该技术尚处在中试的第一阶段,中试小组投资建设的设计能力为1000吨/年的中试装置,在该中试的第二阶段将建设设计能力为3000吨/年的中试装置,在中试完成后,将根据中试最终结果,并结合该技术的经济效益最终确定投资项目计划。根据杭州龙山化工和浙江齐成科技、
陈甘棠等两人签订的《共同开发和投资协议》,溴化丁基橡胶技术系上述三方共享的技术,其中享有该技术收益的比例分别为34%、34%和32%;若今后设立公司并将该技术应用于生产,则
杭州龙山化工有限公司投资股权比例可在60%以上。杭州龙山化工为
浙江龙盛控股子公司浙江龙化控股集团的全资子公司,注册资本5938 万元,浙江龙盛持有杭州龙山化工91.65%股权。作为国民经济的支柱产业之一,
中原地区汽车工业正在迅速发展,汽车轮胎也已向子午化、扁平化和无内胎化发展。对溴化
丁基橡胶的需求也在不断增长,中国每年需进口丁基和溴化丁基橡胶25万吨,且消费量仍以每年15%的速度递增。工业化溴化丁基橡胶生产技术的突破使得无内胎轮胎在原料生产这一关键环节上得以国产化。
市场需求
消费现状及市场前景
轮胎内胎丁基化和医药瓶塞丁基化包装推动了对丁基橡胶的需求,世界丁基橡胶需求量也从1990年的54万t增加到2004年的84.8万t。近年来世界
卤化丁基橡胶的消费情况见表3。
表格
表3 近年卤化丁基橡胶消费情况
未来趋势
发达国家的轮胎内胎基本全部实现了
丁基化,
日本、
韩国和
印度等国家80%以上的内胎用丁基橡胶制造,中国台湾的内胎丁基化率约90%。国内只有30%,所以未来的增长空间是比较大的。溴化丁基橡胶化学成分线型聚合物链中的骨架上有一个未饱和的双键,这个双键通常存在氧硫时候可以打开,在相邻键之间形成交联。就会固化成热固性聚合物TS。顺势
聚丁二烯的
单体就可以打开。
分类
形态分类
按形态分为块状生胶、
天然橡胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体;液体橡胶为橡胶的低聚物,未
硫化前一般为粘稠的液体;粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状,以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶,无需
化学硫化,而采用热塑性塑料的加工方法成形。
使用分类
橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。
材料分类
橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。天然橡胶主要来源于
橡胶树,当这种橡胶树的表皮被割开时,就会流出乳白色的汁液,称为胶乳,胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。合成橡胶是由人工合成方法而制得的,采用不同的原料(
单体)可以合成出不同种类的橡胶。1900年~1910年化学家C.D.哈里斯(Harris)测定了
天然橡胶的结构是
2-甲基-1,3-丁二烯的
均聚物,这就为人工合成橡胶开辟了途径。1910年
俄罗斯化学家SV列别捷夫(Lebedev,1874-1934)以
钠为
引发剂使1,3-
丁二烯聚合成
丁钠橡胶,以后又陆续出现了许多新的合成橡胶品种,如顺丁橡胶、
氯丁橡胶、丁苯橡胶等等。合成橡胶的产量已大大超过天然橡胶,其中产量最大的是丁苯橡胶。
性能比较
不同类型橡胶的特点
不同类型的橡胶有不同的来源和应用特点。通用型橡胶综合性能较好,应用范围广。主要包括:①
天然橡胶。从
橡胶树的乳胶制得,基本化学成分为顺-
聚异戊二烯。弹性好,强度高,综合性能好。②异戊橡胶。全名为顺-1,4-聚
2-甲基-1,3-丁二烯橡胶,由异戊二烯制得的高
顺丁烯二酸二丁酯合成橡胶,因其结构和性能与天然橡胶近似,故又称合成天然橡胶。③丁苯橡胶。简称SBR,由
丁二烯和
苯乙烯共聚制得。按生产方法分为乳液聚合丁苯橡胶和溶液聚合丁苯橡胶。其综合性能和
化学稳定性好。④顺丁橡胶。全名为顺式-1,4-聚丁二烯橡胶,简称BR,由丁二烯聚合制得。与其他通用型橡胶比,
硫化后的顺丁橡胶的耐寒性、耐磨性和弹性特别优异,动负荷下发热少,耐老化性能好,易与
天然橡胶、
氯丁橡胶、丁腈橡胶等并用。
特种型橡胶的特点
特种型橡胶是指具有特定性能的橡胶。主要有:①氯丁橡胶。简称CR,由
氯丁二烯聚合制得。具有良好的综合性能,耐油、耐燃、耐氧化和耐
臭氧。但其密度较大,常温下易结晶变硬,贮存性不好,耐寒性差。②丁腈橡胶。简称NBR,由
丁二烯和
丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好 ,可在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外,还具有耐水性、气密性及优良的粘结性能。③硅橡胶。主链由硅氧原子交替组成,在硅原子上带有有机基团。耐高低温 ,耐臭氧,电绝缘性好。④氟橡胶。分子结构中含有氟原子的合成橡胶。通常以共聚物中含氟单元的氟原子数目来表示 ,如氟橡胶23,是偏二
乙烯基氟同三氟
氯乙烯的共聚物。氟橡胶耐高温、耐油、耐
化学腐蚀。⑤
聚硫橡胶。由二
卤代烷与
碱金属或
碱土金属的
多硫化物缩聚而成。有优异的耐油和耐
溶剂性,但强度不高,耐老化性、加工性不好,有臭味,多与丁腈橡胶并用。此外,还有聚氨酯橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等。