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84-溶聚丁苯橡胶报告

《燕山石化公司2009年度情报论文第号》溶聚丁苯橡胶工艺、应用研究进展及市场调研冯普凌燕山石化公司研究院二OO九年十二月通过英国德温特公司的世界专利数据库(WPI),对近年来与溶聚丁苯橡胶(SSBR)相关的专利文献进行了检索,共检索出文献1040篇,筛选出相关文献73篇。

检索式按国际专利分类号、重要申请人与关键词同时使用的方法,时间段界定为2006年至今,对筛选出的外文专利进行了翻译和分析。

第一部分是SSBR合成技术的进展,从引发剂、偶联剂、端基官能化、丁二烯链段结构及苯乙烯结合量的调节、第三单体、终止剂、聚合工艺和改性技术等方面进行了详细的综述,结合各篇专利的新颖性,搭配一系列图表,以直观的形式,阐述了SSBR合成技术的改进,以及研究领域的重心和特点。

第二部分是SSBR轮胎应用技术进展,以具有较强竞争力的公司划分,分为固特异公司、普利司通公司、旭化成公司、横滨橡胶公司、锦湖公司、和倍耐力公司,另外,包括新一代SSBR——集成橡胶SIBR的应用和改性。

第三部分是SSBR市场现状及展望,内容是全球SSBR市场概况,有世界SSBR 生产能力、产量、消费量和具有较强竞争力的生产商,并按各大洲分类,以国家为单位,结合一系列图表,说明世界各国SSBR的生产能力、产量、消费量和进出量,以及未来的发展趋势。

第四部分是结论及建议,结合燕化公司SSBR课题的研究,分析了各竞争对手的专利申请状况,目前SSBR的研究热点和发展方向,轮胎应用研究进展,和全球SSBR市场走向,对我国该产业的发展提出了建议。

1.SSBR合成技术进展┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 1.1 引发剂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 1.1.1 锡锂引发剂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1 1.1.2 胺锂引发剂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3 1.1.3 多官能化引发剂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈4 1.2 偶联剂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈5 1.3 端基官能化┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6 1.4 丁二烯链段结构及苯乙烯结合量的调节┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 1.5 第三单体┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12 1.6 终止剂┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 1.7 聚合工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 1.7.1连续聚合工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 1.7.2SSBR的部分氢化工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 1.7.3其它┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 1.8改性技术┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈142.SSBR轮胎应用技术进展┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 2.1固特异公司┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 2.2 普利司通公司┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 2.3 旭化成公司┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16 2.4横滨橡胶公司┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16 2.5 锦湖公司┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16 2.6 倍耐力公司┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16 2.7 SIBR轮胎应用与改性┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈163.SSBR市场现状及展望┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 3.1 全球SSBR市场概况┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 3.1.1生产能力┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 3.1.2产量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20 3.1.3消费量┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈21 3.1.4 生产商┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23 3.2 各国SSBR市场分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25 3.2.1 亚洲┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25 3.2.1.1 中国┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈25 3.2.1.2 日本┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈28 3.2.1.3 韩国┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈29 3.2.1.4 泰国┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈30 3.2.2 非洲┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31 3.2.2.1南非┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈31 3.2.3 北美洲┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈32 3.2.3.1美国┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈32 3.2.4 南美洲┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33 3.2.4.1 巴西┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈333.2.4.2 墨西哥┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈34 3.2.5 欧洲┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈35 3.2.5.1 法国┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36 3.2.5.2 德国┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈36 3.2.5.3 西班牙┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈37 3.2.5.4 捷克┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈39 3.2.5.5 Benelux┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈394.结论及建议┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈40SBR是由苯乙烯和丁二烯共聚合成,分为自由基引发乳液聚合,和阴离子溶液聚合两种工艺,乳聚丁苯橡胶(ESBR)和溶聚丁苯橡胶(SSBR)的主要区别是线性结构和分子量分布的不同,SSBR 分子量分布较窄,链分支较少,顺式-结构含量高,色度更亮,非橡胶成分含量低。

ESBR的苯乙烯结合量通常为23-25%,SSBR可以具有各种不同的苯乙烯结合量,普通SSBR的苯乙烯结合量一般为10-25%。

SSBR的设计特点包括更便捷的控制聚合物的微观结构和宏观结构,例如乙烯基含量、玻璃化温度和支化度。

官能化SSBR可获取理想的综合性能,得到滚动阻力、抓地性和耐磨性兼具的轮胎用橡胶。

SIBR(苯乙烯、丁二烯和异戊二烯共聚合成)是新一代的SSBR,由于引入了异戊二烯单体,使SSBR微观结构更为多样化,性能更为全面。

可以向SSBR干胶中添加填充油和/或补强剂,充油SSBR可改善加工性能、降低成本,补强剂可提高SSBR的物理性能。

1.SSBR合成技术进展1.1 引发剂1.1.1锡锂引发剂固特异公司采用官能化三丁基锡锂合成SSBR或SIBR[1],使分子链的两端均以锡封端。

引发剂是将二异丙烯基苯与叔烷基锂在0℃到100℃下反应,再将双锂化合物与卤化锡反应,使锡原子结合到引发剂上,改性剂为TMEDA,官能化SSBR的玻璃化温度(Tg)为-45℃,门尼粘度(ML-4 100℃)为45。

改善了SSBR与二氧化硅和/或碳黑填充物的兼容性,提高了引发剂在脂肪族溶剂中的可溶性。

普利司通公司采用三苯基锡锂或三丁基锡锂引发剂[2][3],使聚合物中绝大多数分子链都以锡和/或锂封端,降低了聚合物的滞后损失,呈现出理想的回弹性、滚动阻力和生热性,相对于丁基锂,锡锂引发剂对于SSBR滞后损失的改善如表1所示。

三苯基锡锂是将三苯基锡氯化物与锂化合物相结合构成,将氯化锡-丁基锂合成聚合物与丁基锂合成聚合物相对照,如表2所示。

三丁基锡锂是在0℃到65℃下合成,应用于聚合工艺时,以二甲基醚(DME)代替四氢呋喃(THF) 为无规化剂,合成较低乙烯基1,2-结构含量的SSBR,以降低滞后损失,通过示例,将DME和THF合成SSBR的工艺进行了对比,如表3所示。

表1 Bu3SnLi引发剂对SSBR滞后损失的改善c d e表2 SnCl2+BuLi与Buli合成SSBR的对比表3 DME和THF合成SSBR工艺的对比分离出的聚合物90 g 90 gTg (整体)-85.1℃-92.9℃Mn 223000g/mol 206000 g/molMw/Mn 1.25 1.11乙烯基1,2-结构20.7% 10.8%普利司通公司发现,将锡原子和氮原子负于键两端,可提高引发剂活性,得到含锡-碳键的聚合物[4],减少了SSBR的滞后损失,以降低能耗。

该公司提出了一种含有次氨基或亚氨基的锡锂引发剂,是将四甲基锡和氯化锂反应,合成同时含有锡-氮和锡-锂的链,SSBR性能如表4所示,滞后损失极低,与胺锂引发体系相比,在高温反应器中保持更为良好的稳定性。

表4含锡-碳键聚合物的性能Mn(×104)示例聚合物总量不含Sn-C键的聚合物含Sn-C键的聚合物聚合物中Sn-C键%乙烯基%PBD苯乙烯%E-1 24 13 47 81 38 21E-2 42 15 56 84 37 21E-3 46 18 62 82 36 20E-4 32 15 45 80 38 22E-5 38 17 53 80 40 22E-6 48 21 67 81 40 21E-7 32 16 46 80 46 23E-8 35 17 49 80 47 20CE-1 19 19 - - 40 21CE-2 50 19 72 67 40 201.1.2胺锂引发剂固特异公司采用胺锂引发体系[5][6],结构如图1、图2,合成高反式结构含量的SSBR或SIBR,可提高轮胎的耐磨性。

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