丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。丁腈橡胶中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、25~30、18~24等五种。丙烯腈含量越多,耐油性越好,但耐寒性则相应下降。
丁腈橡胶(简称NBR)是由丙烯腈与丁二烯单体聚合而成的共聚物,主要采用低温乳液聚合法生产,耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,粘接力强。其缺点是耐低温性差、耐臭氧性差,绝缘性能低劣,弹性稍低。丁腈橡胶主要用于制造耐油橡胶制品。丁腈橡胶中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、25~30、18~24等五种。丙烯腈含量越多,耐油性越好,但耐寒性则相应下降。它可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用。此外,它还具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。广泛用于制各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈、垫片、套管、软包装、软胶管、印染胶辊、电缆胶材料等,在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。
丁腈橡胶行业产业链上游主要为丁二烯、丙烯腈与丙烯酸甲酯等,我国丁腈橡胶主要用于军工、汽车、航空工业,以油箱等耐油零部件为主,也用于密封件类、传动带类、软管及塑料改性材料等方面。丁腈橡胶第二大应用领域是密封橡胶制品,广泛用于航天器件、变压器、液化石油气管道等方面。
NBR具有优异的耐油性。典型的NBR结构中反式占约78%。由于NBR分子链结构中含有氰基,耐油性(如耐矿物油、液体燃料、动植物油和溶剂)优于天然橡胶、氯丁橡胶和丁苯橡胶。与其他橡胶相比NBR有更宽域的使用温度,它的长期使用温度为120℃,同时NBR具有良好的耐低温性能,最低玻璃化温度可达-55℃。
NBR耐化学稳定性好,加工性能良好,随着其结构中的丙烯腈含量其相对密度增大,硫化速度加快,拉伸强度性能提高,但回弹性能下降,耐寒性变差。由于NBR中的氰基容易电场极化,因而介电性能下降,是半导体橡胶。NBR可以按ACN含量的高低,分为超高、高、中高、中和低丙烯腈5类。生产方式分连续和间歇聚合法两种。连续聚合法通常用于少品种和大生产量生产,消耗低。间歇聚合法适用于多品种和小批量生产,工程建设消耗高。丁腈橡胶虽然具有优良的物理机械性和加工性能,但长期在在酸性汽油和高温(150℃)环境中使用性能不如氟橡胶和丙烯酸酯橡胶,为此开发出性能优异的氢化丁腈橡胶(HNBR)。此外,还开发了具有极超耐寒性和高纯度丁腈橡胶及羧基丁腈橡胶(XNBR)等。
全球丁腈橡胶供应消费稳步增长,2021年世界丁腈橡胶产能约230万吨/年,同比增长21.7%;全球范围来看,丁腈橡胶生产和消费地区主要集中在亚洲、欧洲和美洲,其中亚洲地区产能合计190.4万吨/年,占全球丁腈橡胶总产能的83%,欧洲与美洲市场分别占比11%与6%。
根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年丁腈橡胶行业市场深度分析及发展策略研究报告》显示:
NBR因其耐油性和物理机械性能优异,广泛应用于制造各种耐油像胶制品,如O型圈、垫圈、软管以及燃料箱衬胶、印刷滚筒、油罐衬里、绝缘地面塾板、耐油鞋底、硬橡胶零件、织物涂层、管螺纹保护层、泵的叶轮以及电线包皮、胶粘剂、食品包装用薄膜、橡胶手套等领域。2014年,世界上生产NBR的国家有30多个,最大的消费领域是生产耐油胶管制品和阻燃运输带,消费量约占NBR总消费量的53%。采用尼龙夹层和氯化丁基橡胶做内外层结构,可生产能防止氟利昂气体渗出的新型胶管。
近些年,我国丁腈橡胶下游应用主要集中在管带制品、发泡材料、密封制品、电线电缆和工业胶辊领域。据统计,2021年丁腈橡胶应用中管带制品占比为31%,排名第一;其次是发泡材料占比为28%,同比减少1%;密封制品位列第三,占比26%,较2019年上升1个百分点;电线电缆占比7%、工业胶辊5%。国内丁腈橡胶装置总体开工率在年均80%左右,行业产量呈前期快速增长、后期缓慢下滑态势,据统计,2021年,国内装置开工率年均81.8%,同比降低2.8%,全年丁腈橡胶产量约为19.6万吨,较2020年同比减少3.3个百分点。
2021年我国丁腈橡胶主要消费区域集中在华东、华北、华南等地区,其中华东地区占比41%,华北地区占比34%,华南地区占比17%,华东、华北两地的消费量合计占总消费量的75%。未来几年,国内消费重心仍将集中在这三大区域。截至2021年底,我国丁腈橡胶生产企业共有5家,分别为中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司、宁波顺泽橡胶有限公司、镇江南帝化工有限公司、阿朗台橡(南通)化学工业有限公司和南京金浦英萨合成橡胶有限公司,产能合计25万吨/年。
随着汽车工业的发展,对汽车燃料和润滑系统以及发动机所用的密封材料如橡胶的耐热、耐油、耐各种化学品腐蚀等性能提出了苛刻的要求。长期以来,汽车工业一直使用耐油性较好的丁腈橡胶,由于其自身的缺陷,只能在120℃以下长期使用;而且,因耐臭氧、耐候和耐辐射性能较差,满足不了汽车等机动车辆对发动机的密封要求 。氢化丁腈橡胶(HNBR)是丁腈橡胶的加氢产物。它既具有良好的耐油、耐臭氧、耐磨和耐化学品腐蚀性,又具有良好的压缩永久变形、耐热和耐低温性能,可用于制造苛刻条件下使用的密封制品。
数据显示,2015-2022年我国丁腈橡胶进口量呈波动增长态势,截至2022年我国丁腈橡胶进口量为3.72万吨,同比下降3.2%,进口金额为1.1亿美元,同比增长1.72%,出口量为1.54万吨,同比增长98.39%,出口金额为0.52亿美元,同比增长89.16%。国内特种NBR较依赖于进口,我国NBR主要从俄罗斯与韩国进口,据统计,2022年从俄罗斯与韩国进口NBR分别为1.65万吨与1.32万吨,进口量合计占比79.98%。
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