記制備熱塑性硫化橡膠的成套工業(yè)化技術(shù)

汽車、機(jī)械等支柱產(chǎn)業(yè)用加工能耗低、可反復(fù)使用的綠色化工新材料替代傳統(tǒng)橡膠材料，已不再是遙不可及的夢想。應(yīng)用北京化工大學(xué)發(fā)明的完全預(yù)分散—動態(tài)硫化成套工業(yè)化技術(shù)所制備的熱塑性硫化橡膠（TPV），性能十分接近傳統(tǒng)橡膠材料，有望改變橡膠材料難以回收再利用的使用模式，為橡膠工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展添一把“火”。該技術(shù)也因此獲得了2008年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
      TPV材料是高分子材料中應(yīng)用增長最快的一類。據(jù)北京化工大學(xué)的科研人員介紹，TPV材料兼具高彈性和熱塑性，是一種可重復(fù)加工、使用和回收的先進(jìn)綠色彈性體材料。在國外，TPV材料已經(jīng)應(yīng)用于除輪胎之外的許多橡膠制品上，對于從源頭上解決廢棄熱固性交聯(lián)橡膠的回收與再利用這一世界性難題具有重要意義。TPV材料可以部分或全部替代常用的中高性能傳統(tǒng)熱固性橡膠材料，如丁苯橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠等。與傳統(tǒng)橡膠材料相比，TPV材料不需要混煉和硫化兩個能耗較高的工藝過程，即可直接加熱成型制造橡膠產(chǎn)品，加工能耗可降低25%以上，且邊角廢料接近于零，制品可回收再利用。 

      據(jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，TPV的結(jié)構(gòu)十分獨(dú)特，是高含量橡膠以微米級交聯(lián)粒子分散在少量塑性樹脂中的聚合物復(fù)合物，要實(shí)現(xiàn)橡塑兩相的相態(tài)反轉(zhuǎn)、橡膠相精細(xì)破碎、橡膠相快速全交聯(lián)，傳統(tǒng)的共混技術(shù)無能為力。由于制備技術(shù)十分復(fù)雜，這一概念雖然早在1962年就已提出，但直到1981年才由美國孟山都公司（后獨(dú)立出為AES公司）開發(fā)出工業(yè)化技術(shù)，并于1982年建成世界第一條TPV生產(chǎn)線。目前也只有美國、日本、荷蘭等國家的幾家大公司掌握TPV制備技術(shù)，并對工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法、裝備和配方等高度保密，不在中國建廠。 

      為此，北京化工大學(xué)在原化工部、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，從1985年起，就對該領(lǐng)域進(jìn)行跟蹤研究。經(jīng)過20多年的努力，他們發(fā)明了獨(dú)特的完全預(yù)分散—動態(tài)硫化制備TPV的新工藝，開發(fā)了通用型、高黏結(jié)型、高流動型、耐油型、阻燃型、純白不吸潮型和耐磨型TPV的配方設(shè)計(jì)方法，提出了滿足高溫動態(tài)硫化技術(shù)復(fù)雜要求的特殊動態(tài)硫化反應(yīng)器的成套設(shè)計(jì)參數(shù)，并最終創(chuàng)建了TPV成套工業(yè)化技術(shù)，獲得了6項(xiàng)國家發(fā)明專利。 

      應(yīng)用該技術(shù)，北京化工大學(xué)與山東道恩集團(tuán)有限公司獨(dú)家合作，于2004年在我國建立了第一條具有自主知識產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)3000噸TPV的工業(yè)化生產(chǎn)線，一舉改變了我國高性能TPV完全依賴進(jìn)口的局面，并迫使國外公司降低銷售價(jià)格。目前該生產(chǎn)線已連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出六大系列180個牌號的PTV產(chǎn)品，主要性能達(dá)到美國AES公司同類產(chǎn)品水平。 

      國際TPV技術(shù)權(quán)威人士認(rèn)為，這條生產(chǎn)線標(biāo)志著TPV在中國實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，中國已經(jīng)躋身少數(shù)幾個掌握制備TPV這一高難度技術(shù)的國家行列。用該技術(shù)生產(chǎn)的TPV產(chǎn)品，也得到了安徽中鼎橡塑制品有限公司、遵義長征汽車零部件有限公司、北京萬源金德汽車密封制品有限公司、天津港澳科技有限公司、江陰海達(dá)橡塑制品有限公司、上海福耀客車玻璃有限公司等幾十家國內(nèi)知名橡塑制品生產(chǎn)企業(yè)以及韓國ABNC、JEAGYEON   CO.LTD、POWERCHEM等公司的高度認(rèn)可。因中國擁有出色的技術(shù)且產(chǎn)品質(zhì)量過硬，一些國際知名化學(xué)公司和聚合物生產(chǎn)商紛紛表達(dá)了強(qiáng)烈的合作愿望。 

      隨著資源能源日益緊缺、環(huán)境保護(hù)要求更加嚴(yán)格，在汽車、建筑、電子電氣、醫(yī)療機(jī)械、生活及文體用品等領(lǐng)域的拉動下，全球TPV用量正在以年均20%以上的速度增長。預(yù)計(jì)到2013年，我國TPV需求將超過7萬噸。現(xiàn)在，世界汽車工業(yè)已經(jīng)對整車可回收性提出要求，并開始強(qiáng)制執(zhí)行采用熱塑性彈性體TPE(TPV是汽車用量最大的一類TPE)替代熱固性橡膠材料的國際標(biāo)準(zhǔn)。此外，TPV還是解決高速列車噪音問題的關(guān)鍵材料，可大大提高高速列車的舒適性；高硬度、高韌性、抗紫外線老化的TPV也已成功應(yīng)用在高速公路隔離帶上，給高速公路帶來更為安全的行車環(huán)境；共混型TPV用于防水卷材生產(chǎn)，能解決三元乙丙橡膠防水卷材施工過程中大量有機(jī)黏合劑造成嚴(yán)重污染環(huán)境和卷材搭縫處防水密封可靠度低的問題，延長重點(diǎn)工程設(shè)施的使用壽命，顯著降低翻修成本。 

      在國家發(fā)改委、科技部、山東省科技廳專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助下，山東道恩集團(tuán)正在新建一條7000噸/年的TPV生產(chǎn)線。預(yù)計(jì)2009年該生產(chǎn)線投產(chǎn)后，國內(nèi)TPV自給率將提高到30%。