熱塑性彈性體生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢7

1、1熱塑性彈性體生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢熱塑性彈性體生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢梁誠（中國石化集團南京化工廠，210038）摘要：摘要：熱塑性彈性體(TPE)是一類應(yīng)用廣泛兼具有橡膠和塑料特性的高分子材料。目前很多橡膠領(lǐng)域都可以采用熱塑性彈性體替代，特別是我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，為各種熱塑性彈性體的發(fā)展提供了巨大空間。文章重點介紹了熱塑性彈性體特性及應(yīng)用、生產(chǎn)現(xiàn)狀、市場消費和發(fā)展趨勢，對我國今后TPE的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化提出了以下幾點建議：開發(fā)茂金屬催化劑合成

2、的新型TPE；加快動態(tài)硫化技術(shù)和納米復(fù)合材料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用；推進汽車工業(yè)需要的TPE國產(chǎn)化進程；加大TPE改性和與其他樹脂的技術(shù)開發(fā)，提升TPE材料性能；研究新型TPE配方、加工助劑的使用、加工設(shè)備和加工工藝。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：熱塑性彈性體生產(chǎn)應(yīng)用市場發(fā)展1.概述[1～6]熱塑性彈性體（TPE）是一種介于橡膠和熱塑性塑料特性的高分子材料，具有橡膠和塑料的雙重性和寬廣特性，廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域。隨著新技術(shù)的發(fā)展

3、，促進了TPE性能的不斷優(yōu)化和提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，尤其是汽車和醫(yī)療領(lǐng)域需求強勁；此外由于人們環(huán)境意識的提高，材料回收性成為選材的一個重要因素，全球廢棄的PVC成為環(huán)境污染的重要問題，國外限制使用PVC呼聲日趨高漲，也促進了TPE消費快速增長。目前工業(yè)化生產(chǎn)TPE主要分為以下幾類：苯乙烯類（TPS）、烯烴類（TPO）、氯乙烯類（TPVC）、氨酯類（TPU）、聚酯類（TPEE）、酰胺類（TPAE）、有機氟類（TPF）、雙烯類（TPB、T

4、PI）等。2003年全球TPE消費量約為1850kt，過去10年全球保持年均6%左右增長速度，2003年比2002年增長了6.4%。目前TPE消費結(jié)構(gòu)中TPS約占44%、TPO占31%、TPU占9.5%、TPEE占6.5%、其他TPE占9%。運輸工業(yè)及有關(guān)行業(yè)已成為TPE頭號下游消費市場，2003年用量約為1050kt。隨著美國和歐洲汽車產(chǎn)量的增加，以及中國及環(huán)太平洋地區(qū)一些國家工業(yè)的迅速發(fā)展，TPE應(yīng)用日益擴大，近年來增長強勁的是動態(tài)

5、硫化熱塑性彈性體（TPV）。其在以汽車為中心的應(yīng)用市場連續(xù)保持年均增長15%以上，作為替代軟PVC和橡膠的新型高性能材料，具有成本和性能上的優(yōu)勢。國外報道預(yù)測，未來幾年苯乙烯類熱塑彈性體（TPS）仍居用量之首，但是所占份額呈下滑趨勢；隨著TPO進入汽車和醫(yī)療市場，替代傳統(tǒng)的熱固性橡膠和聚氯乙烯材料等，TPO市場份額將不斷擴大，消費量快速增長。未來幾年全球TPE消費將提速，預(yù)計年均需求增長率將達到7%左右，2006年全球TPE需求量將達到

6、2200kt左右。我國是TPE重要的消費市場，2003年消費量約為300kt，其中主要是苯乙烯和丁二烯嵌段共聚物（SBS）。隨著我國近年來汽車工業(yè)高速發(fā)展，TPO類熱塑彈性體的應(yīng)用將迅猛增加，預(yù)計未來幾年我國TPE的消費年均增長率將超過12%，2006年消費量將達到420kt左右。我國已成為全球TPE需求增長最快的國家之一，而且尤其是以汽車為中心應(yīng)用市場將保持年均15%～20%的高速增長。2熱塑性彈性體現(xiàn)狀與進展2.1苯乙烯類TPE[1

7、48]苯乙烯類TPE為丁二烯或異戊二烯與苯乙烯嵌段型共聚物，主要品種為SBS，目前全3產(chǎn)品主要是汽車保險杠和儀表板，用于上海桑塔納、一汽解放輕型卡車和二汽重型卡車，替代進口材料，累計裝車150萬輛以上。中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所以PP為基礎(chǔ)樹脂，EPDM為增韌劑，二異丙基苯類過氧化物為交聯(lián)劑，加入剛性填料、滑石粉、碳酸鈣，研制開發(fā)出汽車保險杠專用料。福州塑料研究所開發(fā)的新型改性塑料EPDMPP，具有良好的機械強度和剛性，較高的熱變形溫

8、度和適宜的熔體流動速率，可以用作汽車保險杠和儀表板。中石油吉化公司研究院建有1kta的EPDMPP生產(chǎn)裝置，產(chǎn)品為JHH221、JHH222、2E1等三個品種，主要為一汽生產(chǎn)線所配套，可以用于30余種汽車配件的生產(chǎn)。北京燕山石化公司樹脂所將PP、EPDM和云母共混制得既有耐沖擊性又具有較高彎曲模量的復(fù)合材料，可以用于注塑汽車儀表板和汽車塑料件等。金陵石化研究院以高熔體指數(shù)的本體聚合物PP為基礎(chǔ)樹脂，采用非過氧化物交聯(lián)體系，研制出PPEP

9、DMPE汽車保險杠，該法與傳統(tǒng)的有機過氧化物交聯(lián)體相比，工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量好。遼陽石油化纖公司用均聚物PP、EPDM、相溶劑、滑石粉共混，研制出高沖擊性PP汽車保險杠。洛陽石油化工總廠以PP和EPDM為主要成分研制出新的汽車方向盤專用料，綜合性能優(yōu)良。目前EPDMPP用作汽車保險杠已成為汽車工業(yè)發(fā)展趨勢，如日本汽車保險杠80%采用EPDMPP制造，西歐也有60%左右。近年來我國汽車工業(yè)呈現(xiàn)超高速增長勢頭，2003年汽車生產(chǎn)量為444.3

10、7萬輛，成為世界汽車第四大生產(chǎn)國。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計未來我國汽車工業(yè)仍將保持快速增長勢頭，2010年將達到800萬輛，其中主要增加轎車產(chǎn)量，同時轎車的國產(chǎn)化率也在不斷提高。2003年我國汽車僅保險杠和儀表板消耗EPDMPP就達17.1kt，預(yù)計2006年我國汽車工業(yè)對EPDMPP需求量將達到30kt左右。目前TPV作為汽車密封條的優(yōu)越性已被國內(nèi)行業(yè)人士認識，高分子量的TPV由于耐磨性好、摩擦系數(shù)小，作為汽車玻璃導(dǎo)槽密封條的擠出用料，更可作為汽

11、車橡膠密封條的接角材料。水發(fā)泡海綿狀TPV在國外已研制成功，成為今后取代海綿橡膠制作汽車密封條的新趨向；且TPV著色工藝簡便，常作為汽車密封條外裝飾層材料。目前國內(nèi)數(shù)家密封條企業(yè)引進彩色TPV和彩色橡膠共擠包覆橡膠密封條生產(chǎn)線，另外橡膠密封條在集裝箱、建筑等領(lǐng)域也有應(yīng)用。然而國內(nèi)TPV生產(chǎn)量少、品種少、質(zhì)量差，需求主要依賴進口，2003年密封條消耗TPO、TPV量約為15kt，其中TPV約為2.5kt，由于TPV價格昂貴，因此在某種程度

12、上限制了在國內(nèi)使用。假設(shè)我國密封條生產(chǎn)達到國外應(yīng)用材料同類水平，按2003年密封條產(chǎn)量算，起碼需求TPE約22kt，其中TPV應(yīng)達到6kt。除汽車工業(yè)外，電線電纜業(yè)是TPO消費又一重要領(lǐng)域。隨著我國通訊事業(yè)迅速發(fā)展，對電線電纜質(zhì)量和數(shù)量提出更高要求，原有的電線電纜生產(chǎn)工藝逐步淘汰。目前國內(nèi)電線電纜企業(yè)眾多，假設(shè)電纜采用TPO，用擠塑工藝生產(chǎn)，不但生產(chǎn)效率提高，而且產(chǎn)品質(zhì)量也隨著提高，同時可以簡化生產(chǎn)工序，廢舊制品及邊角余料也可以回收利用

13、，產(chǎn)品成本可以降低20%～50%。在家用電器領(lǐng)域中TPO的應(yīng)用市場潛力較大，國外眾多洗衣機配件采用EPDMPP，但是在我國由于價格較高，目前只有海爾和小天鵝電器公司進行應(yīng)用，預(yù)計2006年汽車以外工業(yè)將消費TPO約為18kt。基于上述，2006年國內(nèi)市場對TPO的總需求約為54kt，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計未來幾年我國TPO需求增長率將保持10%～15%的高速度增長，2010年國內(nèi)TPO需求量將達到80～100kt。由于TPO在汽車和電子電氣中應(yīng)用

14、的重要性和良好的前景，使其成為TPE中增長最快的一種，因此新工藝和新產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)方興未艾，特別值得關(guān)注的技術(shù)有：（1）動態(tài)硫化TPO合成。動態(tài)硫化烯烴熱塑性彈性開發(fā)生產(chǎn)是TPO發(fā)展中的里程碑，TPV成為TPE世界中增長最快的品種，近年來年均增長率約為15%。主要是在低比例的熱塑性塑料基體中混入高比例橡膠，再與硫化劑一起混煉的同時使彈性體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，形成的大量橡膠微粒分散到少量塑料基體中，所以TPV的強度、彈性、耐熱性、抗壓縮永久性顯