記制備熱塑性硫化橡膠的成套工業化技術

汽車、機械等支柱產業用加工能耗低、可反復使用的綠色化工新材料替代傳統橡膠材料，已不再是遙不可及的夢想。應用北京化工大學發明的完全預分散—動態硫化成套工業化技術所制備的熱塑性硫化橡膠（TPV），性能十分接近傳統橡膠材料，有望改變橡膠材料難以回收再利用的使用模式，為橡膠工業的可持續發展添一把“火”。該技術也因此獲得了2008年度國家技術發明二等獎。
      TPV材料是高分子材料中應用增長最快的一類。據北京化工大學的科研人員介紹，TPV材料兼具高彈性和熱塑性，是一種可重復加工、使用和回收的先進綠色彈性體材料。在國外，TPV材料已經應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熱固性橡膠材料，如丁苯橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠等。與傳統橡膠材料相比，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。 

      據該項目負責人介紹，TPV的結構十分獨特，是高含量橡膠以微米級交聯粒子分散在少量塑性樹脂中的聚合物復合物，要實現橡塑兩相的相態反轉、橡膠相精細破碎、橡膠相快速全交聯，傳統的共混技術無能為力。由于制備技術十分復雜，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（后獨立出為AES公司）開發出工業化技術，并于1982年建成世界第一條TPV生產線。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，并對工業化生產的工藝方法、裝備和配方等高度保密，不在中國建廠。 

      為此，北京化工大學在原化工部、國家自然科學基金項目的資助下，從1985年起，就對該領域進行跟蹤研究。經過20多年的努力，他們發明了獨特的完全預分散—動態硫化制備TPV的新工藝，開發了通用型、高黏結型、高流動型、耐油型、阻燃型、純白不吸潮型和耐磨型TPV的配方設計方法，提出了滿足高溫動態硫化技術復雜要求的特殊動態硫化反應器的成套設計參數，并最終創建了TPV成套工業化技術，獲得了6項國家發明專利。 

      應用該技術，北京化工大學與山東道恩集團有限公司獨家合作，于2004年在我國建立了第一條具有自主知識產權的年產3000噸TPV的工業化生產線，一舉改變了我國高性能TPV完全依賴進口的局面，并迫使國外公司降低銷售價格。目前該生產線已連續穩定地生產出六大系列180個牌號的PTV產品，主要性能達到美國AES公司同類產品水平。 

      國際TPV技術權威人士認為，這條生產線標志著TPV在中國實現了工業化，中國已經躋身少數幾個掌握制備TPV這一高難度技術的國家行列。用該技術生產的TPV產品，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知名橡塑制品生產企業以及韓國ABNC、JEAGYEON   CO.LTD、POWERCHEM等公司的高度認可。因中國擁有出色的技術且產品質量過硬，一些國際知名化學公司和聚合物生產商紛紛表達了強烈的合作愿望。 

      隨著資源能源日益緊缺、環境保護要求更加嚴格，在汽車、建筑、電子電氣、醫療機械、生活及文體用品等領域的拉動下，全球TPV用量正在以年均20%以上的速度增長。預計到2013年，我國TPV需求將超過7萬噸。現在，世界汽車工業已經對整車可回收性提出要求，并開始強制執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準。此外，TPV還是解決高速列車噪音問題的關鍵材料，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境；共混型TPV用于防水卷材生產，能解決三元乙丙橡膠防水卷材施工過程中大量有機黏合劑造成嚴重污染環境和卷材搭縫處防水密封可靠度低的問題，延長重點工程設施的使用壽命，顯著降低翻修成本。 

      在國家發改委、科技部、山東省科技廳專項經費資助下，山東道恩集團正在新建一條7000噸/年的TPV生產線。預計2009年該生產線投產后，國內TPV自給率將提高到30%。