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苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)熱塑性嵌段共聚物是熱塑性彈性體SBS(俗稱"第三代橡膠")的姊妹產(chǎn)品,是美國(guó)Phillips石油公司和Shell化學(xué)公司分別于1960年代同步開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的新一代熱塑性彈性體。它具有優(yōu)異的波紋密封性和高溫保持力,其獨(dú)特的微觀分相結(jié)構(gòu)決定了它在用做粘合劑時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)越性,配制成的壓敏膠和熱熔膠廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、電絕緣、包裝、保護(hù)掩蔽、標(biāo)志、粘接固定等領(lǐng)域,特別是其生產(chǎn)熱熔壓敏膠(HMPSA),具有不含溶劑、無(wú)公害、能耗小、設(shè)備簡(jiǎn)單、粘接范圍廣的特點(diǎn),深受用戶歡迎,近年來(lái)的發(fā)展速度很快。近日,記者就全球SIS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向、國(guó)內(nèi)SIS市場(chǎng)情況采訪了從事SIS開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的有關(guān)技術(shù)專家。
全球SIS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)向
SIS的生產(chǎn)工藝與SBS基本相同,因此,世界上生產(chǎn)SBS的許多裝置都同時(shí)具備生產(chǎn)SIS的能力。但從生產(chǎn)過(guò)程來(lái)講,生產(chǎn)SIS難度高于生產(chǎn)SBS,因而并非所有SBS生產(chǎn)裝置都同時(shí)生產(chǎn)SIS,其品種牌號(hào)明顯少于SBS。據(jù)有關(guān)資料,世界上生產(chǎn)SBS的廠家有33家,其中只有13家能生產(chǎn)SIS,其中美洲5家,歐洲3家,日本3家,我國(guó)有中石化巴陵石化公司批量生產(chǎn)SIS,臺(tái)灣合成橡膠公司生產(chǎn)少量SIS。SIS的生產(chǎn)根據(jù)市場(chǎng)及異戊二烯單體供應(yīng)等情況變化。1998年世界SIS生產(chǎn)能力約16萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量約11.6萬(wàn)噸,其中美洲約占60~70%,日本和歐洲各占15~20%。2002年世界SIS生產(chǎn)能力約為35萬(wàn)t/a,產(chǎn)量約25萬(wàn)t,占苯乙烯類熱塑性彈性體總產(chǎn)量的15-20%,其中美國(guó)為156kt,歐洲49kt,日本45kt,品牌有10多個(gè),品種約30-40種。
熱熔膠(無(wú)污染、固化迅速、粘接面廣、適用于連續(xù)化生產(chǎn),便于貯存和運(yùn)輸)和熱熔壓敏膠的發(fā)展前景廣闊,世界苯乙烯系熱塑性彈性體(SBC,也稱鋰系聚合物)在膠粘劑領(lǐng)域的應(yīng)用一直呈緩慢上升之勢(shì),進(jìn)入21世紀(jì)后有進(jìn)一步加快的勢(shì)頭。美國(guó)歷年SBC在膠粘劑中的應(yīng)用和SIS產(chǎn)量及預(yù)測(cè)顯示,用于膠粘劑占SBC總量的25%~26%,其中80%~90%的SIS用于膠粘劑,其2001年SIS產(chǎn)量為8.4萬(wàn)t,預(yù)計(jì)2005年和2010年的產(chǎn)量將分別達(dá)到10.3萬(wàn)t和13.4萬(wàn)t。日本所產(chǎn)SIS大部分用于膠粘劑,在1997年就達(dá)90%以上。
國(guó)內(nèi)SIS的市場(chǎng)情況
工業(yè)化產(chǎn)品少。國(guó)內(nèi)SIS的研究與開(kāi)發(fā)起步較晚,原因在于國(guó)內(nèi)C5餾分分離工作起步遲,聚合級(jí)異戊二烯單體匱乏。1994年,上海金山石化公司2.5萬(wàn)t/年C5分離裝置開(kāi)車成功,并通過(guò)了國(guó)家技術(shù)鑒定,從而有了可靠的異戊二烯來(lái)源,為國(guó)內(nèi)SIS工業(yè)化鋪平了道路。燕山石化、巴陵石化、吉化等單位相繼開(kāi)展了SIS的研究與開(kāi)發(fā)。據(jù)悉,燕化研究院開(kāi)發(fā)了三個(gè)牌號(hào)的SIS產(chǎn)品,其中試技術(shù)于1996年通過(guò)了中石化鑒定;吉化也開(kāi)發(fā)了兩種牌號(hào)的SIS:JHY-201和301,但均沒(méi)有形成工業(yè)化生產(chǎn)。巴陵石化公司1994年開(kāi)始研究生產(chǎn)SIS,1996年成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)試生產(chǎn)。2003年國(guó)內(nèi)SIS消費(fèi)量達(dá)到1.5萬(wàn)t左右。
經(jīng)過(guò)多年的研究開(kāi)發(fā),巴陵石化在提高SIS產(chǎn)品質(zhì)量和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面不斷取得新的進(jìn)展,他們根據(jù)市場(chǎng)需求先后開(kāi)發(fā)出SIS-1105、1106、1188、1200、1204、1209、1225、4104等SIS新牌號(hào),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步上升,完全可替代進(jìn)口產(chǎn)品。同時(shí),巴陵石化公司積極開(kāi)展SIS的應(yīng)用研究,引導(dǎo)消費(fèi)市場(chǎng),使SIS的應(yīng)用得到迅速的發(fā)展。
產(chǎn)需不足
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)粘合劑骨干企業(yè)調(diào)查,估計(jì)目前粘合劑行業(yè)年消耗SBS、SIS在4萬(wàn)t左右,約占SBC總消費(fèi)量的11%。其中SIS主要用于熱熔膠,特別是熱熔壓敏膠的生產(chǎn)中,如標(biāo)簽、膠帶、一次性衛(wèi)生制品等。根據(jù)調(diào)查顯示,近幾年中國(guó)大陸熱熔膠市場(chǎng)一直保持快速增長(zhǎng),2003年中國(guó)大陸熱熔膠銷量達(dá)10.2萬(wàn)t,其中熱熔壓敏膠達(dá)4.8t,占47.3%。因此帶動(dòng)了SIS消費(fèi)量的迅速增長(zhǎng),2003年國(guó)內(nèi)SIS消費(fèi)量達(dá)1.5萬(wàn)t。由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)量有限,SIS進(jìn)口量增長(zhǎng)較快,2003年估計(jì)進(jìn)口1萬(wàn)t左右,絕大部分是從美、日等國(guó)進(jìn)口,供貨生產(chǎn)商有美國(guó)Shell公司、Dexco公司、日本JSR公司、Zeon公司、意大利的Enichem公司等。
發(fā)展空間大。據(jù)最新市場(chǎng)調(diào)查顯示,2003年國(guó)內(nèi)SBC消費(fèi)量36萬(wàn)t左右,其中膠粘劑行業(yè)的消費(fèi)量約4.0萬(wàn)t,占SBC總量的11%,其中SIS消費(fèi)量1.5萬(wàn)t,僅占SBC總量的4.17%;而美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家SBC在膠粘劑行業(yè)的消費(fèi)占SBC總量的比例均超過(guò)30%,SIS產(chǎn)量占SBC總量的24%,與之相比,我國(guó)SIS仍有相當(dāng)大的發(fā)展空間。其次,作為SIS主要應(yīng)用領(lǐng)域之一的一次性衛(wèi)生用品,2003年中國(guó)婦女衛(wèi)生巾的普及率為54.9%,嬰兒紙尿褲和成人失禁用品的消費(fèi)仍處于起步階段,而1998年美國(guó)的普及率均已超過(guò)了90%,中國(guó)臺(tái)灣省也達(dá)64%,可見(jiàn)中國(guó)熱熔壓敏膠的發(fā)展空間巨大。另外,隨著我國(guó)環(huán)保法規(guī)的實(shí)施,以及人們環(huán)保意識(shí)的逐步加強(qiáng),污染型的氯丁橡膠粘合劑快速減少,環(huán)保型SBC粘合劑增長(zhǎng)迅速。因此,SIS作為一種新型環(huán)保材料,在我國(guó)的消費(fèi)量將會(huì)迅速的增長(zhǎng)。針對(duì)國(guó)內(nèi)SIS需求,巴陵石化公司將繼續(xù)提高SIS生產(chǎn)能力,使其年產(chǎn)量達(dá)到1萬(wàn)t以上。
對(duì)我國(guó)SIS發(fā)展建議
據(jù)介紹,我國(guó)SIS研究和生產(chǎn)已有近十年的歷史,產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,一定程度上滿足了國(guó)內(nèi)需求,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在各方面仍存在較大的差距。對(duì)此,業(yè)內(nèi)人士提出兩點(diǎn)建議。
一是大力開(kāi)發(fā)利用C5資源,保證異戊二烯的供應(yīng)。由于國(guó)內(nèi)乙烯裝置中C5餾分綜合利用率低,導(dǎo)致異戊二烯供應(yīng)存在較大不足。目前我國(guó)乙烯裝置C5餾分綜合利用率不到20%,大部分裂解C5餾分被用作燃料,目前僅有上海石化的2.5萬(wàn)t/a工業(yè)試驗(yàn)裝置可提供異戊二烯、間戊二烯和雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品,另有揚(yáng)子伊士曼化工公司的1.8萬(wàn)t/aC5石油樹(shù)脂裝置。而美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家C5餾分綜合利用率達(dá)70%以上,特別是日本,其C5餾分的80%~85%用于分離異戊二烯,然后將其用于生產(chǎn)合成橡膠和香料、化妝品、藥品等。其中瑞翁公司是C5綜合利用的典型代表,C5利用率達(dá)80%以上,是世界上C5利用率最高的企業(yè)。
據(jù)報(bào)道,C5的開(kāi)發(fā)利用途徑極為廣闊,其中的異戊二烯可制備異戊橡膠、反式異戊橡膠、液體異戊橡膠、SIS、石油樹(shù)脂,還可用于合成香料和醫(yī)藥產(chǎn)品,如芳樟醇、維E、殺蟲(chóng)劑等。由于目前國(guó)內(nèi)C5產(chǎn)品存在較大的市場(chǎng)缺口,特別是異戊二烯供應(yīng)不足,嚴(yán)重限制了SIS生產(chǎn)。因此,業(yè)內(nèi)人士建議有關(guān)部門對(duì)國(guó)內(nèi)各乙烯裝置的C5資源進(jìn)行整合,建立C5分離裝置,提高C5餾分的綜合利用率。
二是加快SIS的升級(jí)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。為不斷提高產(chǎn)品的性能,提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力,國(guó)外企業(yè)積極開(kāi)發(fā)SIS升級(jí)產(chǎn)品,尤其是日本Kuraray公司,自上世紀(jì)80年代始不斷開(kāi)發(fā)出SEP、SEPS、SEEPS等產(chǎn)品,產(chǎn)品性能好,利潤(rùn)高。而國(guó)內(nèi)只有少量SIS工業(yè)化產(chǎn)品,其他產(chǎn)品還沒(méi)有開(kāi)展研究,因此國(guó)內(nèi)企業(yè)必須加快SIS升級(jí)產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)。