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1、丁基橡胶胶黏剂涂料的研制与应用专业：化工学院化学工程与工艺专业姓名：严风泉 0909010308指导教师：王虹2012 年 5 月 1 日1摘要：简述了丁基橡胶胶黏剂的制备、能及特点，胶黏剂的研究，国内丁基橡胶胶黏剂的市场分析、发展展望。关键词：丁基橡胶；胶黏剂；涂料；研究；发展展望引言丁基橡胶(IIR)是由异丁烯和少量异戊二烯共聚而成，是世界上第四大合成橡胶胶种，具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化等特性，广泛应用于轮胎内胎、防水建材、减震材料等方面。目前，美国埃克森美孚和德国朗盛公司的IIR 生产技术和产品开发能力在世界上处于领先地位，我国燕山石化公司引进意大利 PI 公司技术，建成我国唯
2、一一套 30 kt/a IlR 装置，随后扩能至 45 kt/a，并实现聚合釜国产化。1.丁基橡胶胶黏剂丁基橡胶胶黏剂与多数橡胶型胶黏剂类似，可分为溶剂型及乳胶两种，溶剂型丁基橡胶胶黏剂由丁基橡胶与各种配合剂经混炼后溶于溶剂中制得。丁基橡胶乳胶胶黏剂则是用含有阴离子乳化剂的丁基橡胶水分散体系配合以其他助剂混合制得。丁基橡胶胶黏剂的各种配合剂与其他橡胶性胶黏剂的配合剂基本相同。2.丁基橡胶胶黏剂涂料的制备A 组分丁基橡胶 100 对苯醌二肟 4 硬脂酸 3 硫磺 1.5 氧化锌 5 溶剂汽油 570 松香酯 40.91% 异丙醇 7.4 B 组分 丁基橡胶 100 氧化铅 8 硬脂酸 3 硫黄
3、1.5 氧化锌 5 溶剂汽油 715 半补强炉黑 80 91%异丙醇 7.0 丁基橡胶胶黏剂的各种配合剂(1)硫化体系。(2)增黏剂。丁基橡胶具有很好的流变性，可以运用于各种树脂来调节胶黏剂的黏度及固化后的内聚强度。常用的增黏树脂如萜烯树脂、萜烯酚醛树脂、酚醛树脂、改性松香树脂及酯类。用作压敏胶时，增黏树脂与增塑剂并用，常用的增塑剂有聚丁烯、聚丙烯、石蜡油、凡士林及长链的苯二甲酸酯，如邻苯二甲酸十三烷酯等。(3)补强填料。丁基橡胶补强填料都是橡胶胶黏剂通用的。可以根据具体应用要求而选择，但是丁基橡胶具有结晶性，与天然橡胶、氯丁橡胶相似，本身具有较好的拉伸强度，因而加补强剂补强效果并不显著。仅对
4、撕裂强度、延伸2强度和耐磨性、降低成本等有一定效果。常用的补强填料如嵌缝堵缝胶用白炭黑，抗混耐燃自熄性胶用氧化锑，电器胶带用滑石，高性能密封用炭黑，双组分密封胶用沉淀碳酸钙等，其中炭黑的补强作用比较显著。(4)防老剂。丁基橡胶一般不必加入防老剂，因为其不饱和度低，而且在生产时已加入足够的防老剂，故有较好的防老化性能。但是加人防臭氧剂 N,N-二辛基对苯二胺可以提高耐臭氧性。丁基橡胶易溶于烃类、氯化烃类溶剂。丁基橡 Dymax 胶胶黏剂有时配合以其他助剂来改善对基材的粘接性能。如加入有机硅偶联剂、抗氧剂二丁基二硫化氨基甲酸锌盐，以提高抗氧性；加入无定形聚丙烯、油膏等，以降低成本。制备工艺首先将丁
5、基橡胶塑炼然后与其它固体助剂混炼、切片，再溶于溶剂汽油中，同时加入 91%异丙醇，溶解搅拌均匀即可。A 组分、B 组分分别制备。 使用方法使用前将 A、B 两组分按 1:1 混合，使用期限 612h。硫化条件为室温下几天或 130160下 4060min。3.丁基橡胶胶粘剂的性能及应用丁基橡胶最大的优点在于气密性好，其透气串极低。耐热、耐老化性能也好，硫化丁基橡胶可在 150200下使用，故常用于制造溶剂压教胶及密封胶。丁基橡胶胶粘剂最大的缺点是强度较低，弹性小，特性差，硫化速度但，为此常对丁基橡胶进行改性。改性的方法一般可有物理共混方法及化学方法。物理共混方法是在配放时，基料中混入其他的橡胶
6、弹性体一起混炼；化学改性则利用化学反应，如对丁基橡胶进行氯化、溴化等，得到氮化丁基橡胶或汉化丁基橡胶。化学改性中，由于分子链中引入了强极性基团往往可以加快橡胶的硫化速度，改善橡胶的粘性、弹性等，从而提高胶粘剂对基材的粘接能力。氯化丁基橡胶耐老化性、耐奥氧性、耐磨性耐酸碱性及绝缘性好，硫化速度也比丁基橡胶快对基材的粘着力比丁基橡胶好很多。而且这种氮化或汉化的反应很易进行。既可以在溶液中进行，也可以在炼胶时，加入氮化剂与丁基橡胶混炼得到氯化丁基橡胶。丁垂橡胶改性还可以采用共豪的方式，在聚合时引入第三种单体形成共聚弹性体，如加入苯乙烯共聚的丁苯胶乳或放基丁苯胶乳 d 丁苯胶乳有良好的耐燃性及耐老化性
7、，但耐油性稍差。此外还可以配合交联刑提高胶粘剂强度，如以异氰酸酯交联提高对金属的枯接强度等。丁基橡胶及改姓丁基橡胶是不含双镀的聚合物，因而耐老化性、耐化学性优良，并且它们电气性能十分突出。对极性小的基材（如聚乙烯、聚丙烯有一定的粘接能力。改性丁基橡胶流动性较好，可用于金屑与橡胶的粘接。但是它们不是结构型的胶粘剂材料，而且不饱和度低，硫化效果不如其他不饱和度高的橡胶明显。这类胶粘剂主要用于配制压敏胶及密封胶，在医药建筑、装浦；包装、电子工业方面得到了广泛的应用。改性丁基橡胶胶粘剂的应用丁基橡胶防水密封胶粘带丁基橡胶药用瓶塞通用试验方法3橡胶中丁基橡胶或聚异丁烯含量的测定丁基橡胶药用瓶塞化学试验方
8、法丁基橡胶抗生素瓶塞丁基橡胶输液瓶塞4.丁基橡胶胶黏剂市场分析生产现状1999 年，中国石化北京燕山石油化工公司合成橡胶厂引进意大利 PI 公司技术，建成一套年产 3 万 t 丁基橡胶(IIR)生产装置，结束了我国无 IIR 工业生产装置的历史。2008 年该公司又将 IIR 年生产能力扩大到 4.5 万 t。随着汽车和轮胎行业，尤其是子午线轮胎的蓬勃发展，国内 IIR 需求与日俱增，IIR 价格在高位徘徊，IIR 投资收益相当可观，有多家企业新建或准备建设 IIR含卤化丁基橡胶(XIIR)生产装置。2008 年，江苏南通东腾特种橡胶有限公司开发出氯化丁基橡胶(CIIR) 生产技术，并建成年产
9、 500 t CIIR 生产装置； 2009 年，珠海澳圣聚合物材料有限公司采用江苏圣杰实业公司开发的拥有完全自主知识产权的反应挤出加工技术，建设了千吨级 CIIR 工业化示范装置；2010 年 9 月，浙江信汇合成新材料有限公司在嘉兴建设的年产 5 万 tIIR 装置投产；2010 年 1O 月，中国石化北京燕山石油化工公司的年产 3 万 t 溴化丁基橡胶 (BIIR)生产装置于试车成功；浙江龙盛集团股份有限公司建成 I 套年产 1000 t BIIR 中试装置。截止到 2010 年 12 月底，我国 IIR 的总生产能力已经达到 127 万 t。另外，中国石化北京燕山石油化工公司的二期年
10、9 万 t IIR（含 BIIR）扩建项目也已批复，有望在 2012 年建成投产；辽宁盘锦振奥化工有限公司引进俄罗斯 YARSINTEZ 研究院技术建设年产 10 万 t IIR（含 XIIR）生产装置，一期年产 6 万 t 装置计划在 2011 年建成投产；中国海洋石油总公司将利用 LNG 技术建设 1 套年产 5 万 t IIR 生产装置；天津陆港石油橡胶有限公司计划建 I 套年产 6 万 t IIR 生产装置；大庆石化公司计划建设 1 套年产 6 万 t IIR 生产装置；台塑合成橡胶工业（香港）有限公司拟在宁波北仑台塑工业园区建设年产 5 万 t IIR 生产装置；浙江龙盛集团股份有限
11、公司拟建 I 套年产 3000 t BIIR 生产装置。预计到 2015 年，我国 IIR的总生产能力将超过 3O 万 t，成为世界重要的 fIR（含IR）生产国家之一。2009 年我国 IIR 产量为 4.03 万 t，2010 年产量为 4.2 万 t，同比增长约 4.22%。进出口情况目前我国 IIR 的生产能力和产量还不能满足实际生产的需求，每年都得进口，且进口量不断增长，20052010 年年均增长 14.69%。2010 年，我国 IIR的总进口量达到 24.92 万 t，同比增长 11%。其中，普通 IIR 的进口量为 7.9 万t，占总进口量的 31.7%，同比增长 16.18
12、% ；XIIR 的进口量为 17.02 万 t，占总进口量的 683%，同比增长 8.75 。从进口来源看，我国进口 IIR 主要来自俄罗斯、美国、比利时和加拿大 4 个国家。2010 年来自这 4 个国家的 IIR（含XIIR）进口量合计达到 21.31 万 t，约占总进口量的 85.51%，同比增长约 12.1% 。其中来自俄罗斯的进口量为 5.41 万 t，同比降低 12.60%；来自美国的进口量为 8.04 万 t，同比增长 19.29%；来自加拿大的进口量为 2.79 万 t，同比降低2.45%；来自比利时的进口量为 5.07 万 t，同比增长 57.45%。其中进口普通 IIR主要
13、来自俄罗斯，进口量达到 4.70 万 t，约占普通 IIR 总进口量的 59.49%，同比增长 20.20%；进口 XIIR 则主要来自美国，进口量为 6.97 万 t，约占 XIIR 总进口量的 40.95%，同比增长 20.17%。从进口贸易方式看，我国 IIR 主要以进料4加工贸易、保税区仓储转口货物贸易和一般贸易为主，2010 年这 3 种贸易方式的进口量合计达到 24.04 万 t，占总进口量的 96.47%，同比增长 13.77%。其中，一般贸易的进口量为 9.89 万 t，同比下降 3.7%，但是在总进口量中所占的比例仍然最大；进料加工贸易的进口量为 9.10 万 t，同比增长
14、32.08%；保税区仓储转口货物贸易的进口量为 5.05 万 t，同比增长 27.2%。从进口海关来看，我国IIR 进口主要是通过上海海关、青岛海关、南京海关、杭州海关以及厦门海关。2010 年来自这 5 个海关的进口量合计达到 19.65 万 t，占总进口量的 78.85%，同比增长 16.96%。进口普通 IIR 主要来自上海海关、厦门海关和青岛海关，进口量分别占普通 IIR 总进口量的 38.48% ，1342% 和 2202% ；进口 XIIR主要来自上海海关、青岛海关和南京海关，进口量分别占 XIIR 总进口量的30.74% ，27.13%和 8.55 % 。在进口的同时，我国的 I
15、IR 也有部分出口。2010年出口量为 0.97 万 t，同比增长 4697%，其中，普通 IIR 的出口量为 0.86 万t，占总出口量的 88.66%，比 2009 年的 0.57 万 t 增长 50.88%；XIIR 的出口量为 0.11 万 t，占总出口量的 11.34 ，比 2009 年的 0.09 万 t 增长 22.22%。消费状况随着我国汽车、轮胎等工业的不断发展，近年我国 IIR 的表观消费量不断增长。2010 年我国 IIR 的表观消费量达到 28.15 万 t，同比增长 9.02%，其中XIIR 的消费量为 17 万 t。2005-2010 年 IIR（含 XIIR）表观
16、消费量的年均增长率为 12.73%。产品自给率由 2006 年的 19.3%下降到 2010 年的 14.92% ，说明我国 IIR 对进口依赖程度加大。在各应用领域中，2010 年 IIR（含 XIIR）在轮胎方面的消费量占总消费量的 84.4%，在医药瓶塞方面的消费量占总消费量的10.6%，在其它方面的消费量占总消费量的 5.0%。作为国民经济的支柱产业，近年来我国汽车工业发展迅速，并正逐步向大型化、高速化、专业化方向发展；高速公路发展加快；国际上轮胎的发展方向是子午化、扁平化、无内胎化。与发达国家相比，目前我国内胎丁基化和轮胎子午化的比例仍然比较低。根据国家有关部门制定的行业发展规划，我国轮胎工业主要发展子午线轮胎，轿车子午线轮胎重点发展宽断面系列、高速度级产品；载重汽车子午线轮胎重点发展无内胎全钢子午线轮胎，以满足未来汽车和道路升级发展的需要。这些发展都将增大 IIR 的需求量。医用瓶塞是我国 IIR 的第二大市场。为了保证用药安全，国家医药主管部门已经规定国内所有药用瓶塞（a 括粉针
