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巴陵石化专利技术催开SEBS“橡胶之花”

发表时间: 2021-02-02 14:07:39

作者: ​彭展

来源: 中国石化新闻网

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1月下旬,巴陵石化新建成的年产5万吨热塑橡胶SEBS工业化装置开车顺利。该装置投产后,巴陵石化热塑橡胶SEBS年产能将超过10万吨,进一步促进我国合成橡胶行业产品结构优化。该装置建设采用的主体技术,是荣获第二十一届中国专利优秀奖的《一种由偶联法制备的含共轭二烯烃的苯乙烯类嵌段聚合物的选择氢化方法》发明专利。

《一种由偶联法制备的含共轭二烯烃的苯乙烯类嵌段聚合物的选择氢化方法》专利,由巴陵石化科研人员申请并获授权,2020年初经中国合成橡胶工业协会组织推荐,获得第二十一届中国专利优秀奖。该项目开发的技术和产品属国际首创,达到国际先进水平,成果属原始性知识创新和技术创新,也是技术集成创新。依托本专利技术形成的SEBS成套技术,2009年荣获中国石化科技进步一等奖,2014年荣获国家科技进步二等奖。采用该技术生产的热塑橡胶产品SEBS,是新一代高性能苯乙烯类热塑性弹性体,在业界曾有“橡胶黄金”之称,获评“国家重点新产品”。

SEBS是由具有特定结构设计的苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物(即 SEBS 前驱体)选择加氢得到的基础热塑性橡胶材料,其中“S”代表聚苯乙烯结构,“E”代表聚丁二烯段 1,4-聚合结构加氢后形成的聚乙烯结构,“B”代表聚丁二烯段 1,2-聚合结构加氢后形成的聚丁烯-1 结构。SEBS具有耐老化、安全无毒、绿色环保等特点。

据了解,在巴陵石化该专利申请以前,已有的SEBS氢化技术均针对线型丁苯嵌段聚合物,没有关于偶联法制备丁苯嵌段聚合物进行氢化的公开资料,国际市场也没有偶联氢化丁苯嵌段聚合物产品出现。由于 SEBS 前驱体结构的多样性、合成工艺的复杂性,其生产技术长期被国外公司垄断,严重影响国内相关产业的发展,迫切需要自主开发关键工艺技术及装备,并集成成套技术,实现产品的产业化。国内曾有多家单位进行 SEBS 小试研究,因在聚合物微观结构设计控制和加氢技术方面未能取得突破,无法实现产业化,导致 每吨SEBS 进口价格最高达8 万元。

从1996年开始,巴陵石化联合国内有关院校,开始 SEBS 前驱体合成技术及茂系催化加氢技术研究。项目组1998 年完成小试研究并通过中国石化技术鉴定,2001年申请《一种由偶联法制备的含共轭二烯烃的苯乙烯类嵌段聚合物的选择氢化方法》专利,2002年1月获得授权。采用本专利技术,科研团队2003 年完成 SEBS 中试技术开发。为尽快实现国内 SEBS 产品的规模化生产,满足市场需求,他们从2003 年开始万吨级 SEBS 成套技术开发。2006 年 3 月,巴陵石化采用该专利技术,建成国内首套万吨级SEBS工业装置并一次试车成功,填补国内空白,先后完成线型、星型系列共 11 个牌号产品的工业试验,产品性能稳定,得到用户认可,填补国内 SEBS 生产空白,其中星型产品为独有产品。

历经近20年,在国家“863”项目、中国石化“十条龙”科技攻关、湖南省重大专项等共同支持下,巴陵石化累计投入 2.5 亿元,在聚合物微观结构控制、茂金属加氢技术和关键设备工程化等方面取得重大突破,实现我国星型SEBS与线型 SEBS 合成工艺和产品从无到有、从有到精、从精到强的跨越式发展。以该专利技术为基础,巴陵石化成功开发了一系列应用配方及应用领域,产品大批量应用于医用耗材、高性能环保密封材料、数据线、免充气绿色环保轮胎、环保塑胶跑道、工具手柄、仪表盘、儿童玩具及聚合物改性等领域,产品通过美国 FDA 食品包装材料、美国药典 USP VI 和中国医用材料等相关标准的检测,成功打造了我国新一代苯乙烯类热塑性弹性体的技术体系和产业平台,增强了我国在高端合成橡胶领域的核心竞争力。为保护本专利技术,形成 12 项中国石化相关专有技术,并针对不同应用领域等申请了14件中国发明专利。

持续自主创新,专利技术催开SEBS“橡胶之花”。2009年和2012年,巴陵石化SEBS年总产能分别扩至2万吨、4万吨。2018年10月,巴陵石化年产5万吨SEBS装置建设项目开工,目前已进入开车阶段。从2006年至2020年12月,巴陵石化已累计产销SEBS产品60.25万吨,国内市场占有率近60%,其中出口欧美等地区逾6.2万吨。SEBS产业化项目的成功开发,打破了国外技术壁垒,价格较进口产品下降约50%,为国内广大SEBS用户提供了巨大的降本增效空间,增强了SRBS相关应用产业的市场竞争力,带动了国内热塑橡胶行业的快速发展,经济效益和社会效益显著。

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