从主链结构上看,氟橡胶可以分为3种基本类型:即氟碳橡胶、氟硅橡胶、氟化磷腈橡胶。其中以氟碳橡胶为主,而其中又以偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚(23型)、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚(26型)、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚(246型)为主。

        23型氟橡胶目前国内仅中昊晨光化工研究院生产,主要用于制备耐热、耐强酸的橡胶制品,如密封件、胶管、胶垫、胶布、胶带、薄膜、油箱和浸渍制品等,也可用作导线的外护套及设备防腐衬里等,广泛应用于航空、石油、汽车和化学工业等领域。

        26型氟橡胶是用量最大的氟橡胶品种,主要用于耐热、耐油、耐酸的橡胶制品。产品可在200􀀁下长期使用,300􀀁下短期使用,耐油性优于其他品种氟橡胶。可用于200~250􀀁下长期工作的O形密封圈、V形密封圈、带金属骨架的油封、阀门密封垫等;在钻井机械、炼油设备、天然气脱硫装置上,用作承受高温、高压、油类和强腐蚀介质的密封件;用作泵、管接头、设备容器的密封件,密封无机酸、有机物等化学物质。

        246型氟橡胶广泛应用于宇航、汽车、机械、石油化工等领域。例如用作飞机的液压系统和润滑系统的动静密封材料;用作油田的电缆输送管道以及铅井设备上的密封材料;用作化工设备、管道柔性连接、泵的衬里或用作耐腐蚀的密封材料,制成管道用来输送有机溶剂或其他有腐蚀性的介质等。

        1．我国氟橡胶工业发展现状

2000年全世界氟橡胶需求量为40000t,且每年以5%的速度增长,实际产量与需求量持平。在中国,目前汽车工业氟橡胶耗用量占40%,石油化工占25%,航天、航空及其他行业占35%。随着汽车工业和高新技术产业的发展,对氟橡胶的需求量增长很快,平均年增长在30%以上。预计到2005年,国内氟橡胶需求量将达到2000t以上,但人均耗用量仍不到欧美国家的1/10。

以汽车工业为例,氟橡胶主要用作汽车动力传动、减振、燃油系统用密封材料,如密封垫、O形密封圈等关键部件,具有使用寿命长、密封性能好等特点,平均每辆汽车用氟橡胶为0􀀁20~0􀀁25kg。我国2000年汽车产量为206万辆,2003年增长为430万辆,2004年将超过500万辆,今后以每年生产500万~600万辆汽车计算,每年汽车工业需要氟橡胶达1000~1500t(不包括汽车维修需要的氟橡胶)。

近3年,中国的氟橡胶出口势头较好,1996年出口仅10t,1997年为50多t,1998年为120t,1999年为160t以上。我国于20世纪60年代初期开始研制氟橡胶,到1967年开始生产23型氟橡胶和26型氟橡胶。最早从事氟橡胶研究和生产的单位有上海有机氟材料研究所和原化工部晨光化工研究院(现为中昊集团晨光化工研究院)。2001年,晨光化工研究院率

先建成了国内最大的500t/a生产装置,可生产不同分子质量分布和黏度的23、26、246型氟橡胶及特殊要求的氟橡胶;上海有机氟材料研究所生产能力为300t/a,新建的装置已试产。2002年,国内实际生产能力为1300t/a,2004年国内氟橡胶生产能力已达到3000t/a。

目前国内几家生产企业生产的氟橡胶品种仍以传统的23型和26、246型氟橡胶为主。其中晨光化工研究院是从萤石开始生产多种含氟单体,再经二元和多元共聚得到不同品种、不同牌号的氟橡胶。国内的生产技术与国际上同步,晨光化工研究院所采用的氟里昂稀释裂解制单体、连续聚合生产不同氟含量的氟橡胶、宽分子质量分布及控制技术、低门尼胶生产等工艺已达到或接近国际先进水平。

        2.存在问题及发展方向

尽管国产氟橡胶质量与国外产品的差距在逐渐缩小,但国内在产品的品种、应用方面尚存在较大差距,特别是加工应用技术的落后严重制约了氟橡胶工业的发展,其主要原因是:一方面国产生胶越来越多地挤进国际市场,另一方面中国的氟橡胶使用大户,如汽车工业等大量进口混炼胶和氟橡胶制品。国内的氟橡胶行业对这些问题已有充分的认识,采取了一些应对措施,近年来在新建的氟橡胶生产装置工艺提高和稳定生产的基础上,加大了科研开发力度,在提高生胶质量的同时应用研究也取得初步成效。

        2.1针对产品品种少、加工手段落后的现状,加大新产品开发力度。

杜邦公司拥有30多个不同品种的氟橡胶,除固态胶品种外,还开发出液体品种。我国目前氟橡胶品种不到10个,高氟含量氟橡胶、耐低温氟橡胶和直接用过氧化物硫化的胶种还仅有试制品,氟橡胶新产品如偏氟乙烯系橡胶、磷腈氟橡胶、不需二段硫化的氟橡胶和用于半导体工业的高纯氟橡胶也还未有正式产品,这使得加工应用的推广在一定程度上受到限制。在国外,这些产品在20世纪八九十年代就已经商品化了。在应用方面,国内主要还停在高中黏度胶种上,宽分子质量胶应用量不多,基本上是采用模压加工,制品难以稳定,生产效率低。而国外低门尼黏度氟橡胶应用十分广泛,基本采用注射成型,制品性能稳定,生产效率高。目前国内企业已加大了科研开发的力度。如晨光化工研究院利用该院有机氟单体品种齐全、聚合控制手段先进的优势,新开发了三元高氟含量氟橡胶、耐溶剂性能优异的低门尼黏度氟橡胶、低黏度不粘辊氟橡胶和液体氟橡胶等品种,在满足军工用户需要的同时,也得到了国内外客商的认可,部分牌号产品性能全面达到国外同类产品先进水平,连续4年出口量以成倍的速度增长。

        2.2加强应用产品研究,努力形成配套供货优势。

国外既卖生胶,又有混炼胶或母炼胶的供应市场,并可根据用户的需求提供不同配方的胶种,品级相当多,用户使用也十分方便。目前我国生产企业多是供应生胶,应用研究开展较少,预混胶种类单调且水平不高,母炼胶质量与国外产品尚有差距,加之国内还没有具有一定技术水平和一定规模的配合胶生产专业厂家,难以形成配套供货的竞争优势。这在相当程度上影响了氟橡胶的应用,也制约着氟橡胶的出口,特别是制约向加工手段不发达的发展中国家出口氟橡胶。为此,晨光化工研究院开展了预混胶、母炼胶等系列产品的研制工作,取得了阶段性成果,最近开发的预混胶主要技术指标与国外同类产品相当,已出口国外。在此基础上,该院进一步加强产品的应用研究,开发混炼胶和母炼胶系列品种、牌号,以生胶、混炼胶、母炼胶及助剂配套销售的形式向用户供货,并根据实际需求有针对性地改进配方。

        2.3加强技术服务和技术合作,积极开展应用配方研究。

氟橡胶配方研究主要停留在普通配方研究上,企业检验氟橡胶质量的标准仍以传统的3#硫化剂硫化胶性能为准,有些用户如大众汽车制造公司、通用汽车制造公司等都因检测不符合要求而不能使用国产胶,这在很大程度上不是生胶的问题,而是配方落后的原因。对此,晨光化工研究院一方面补充和完善了氟橡胶检验标准,另一方面,加强了国内外的技术交流和合作,通过各种方式开展应用研究,对氟橡胶应用于涂料工业、汽车工业等进行了探索,为进一步与使用单位共同开发应用配方,特别是汽车用氟橡胶制品的硫化配方奠定了基础。

氟橡胶是具有广阔市场前景的高新技术产品,目前国内3个生产厂家都致力于氟橡胶的生产和开发,日本大金公司(Daikin)在常熟投资建设的氟聚合物基地项目也开始启动,其中包括氟橡胶项目;浙江巨化股份有限公司、山东东岳化工股份有限公司等企业已计划投资建设氟橡胶装置。由于国内应用加工技术的限制,目前我国氟橡胶实际生产能力已经超出市场需求。我们要发展氟橡胶,更要提高现有生产企业技术水平和产品质量,开发新的品种和混炼胶、母炼胶等系列产品。政府要对企业进行正确引导并加强氟橡胶发展战略研究,加强宏观调控力度,对发展通用型氟橡胶要适度降温,避免造成恶性竞争的不良局面。同时在政策上要向技术水平高、基础条件好的科研单位、生产企业倾斜,对其开展应用研究以及建立配合胶专业厂家应采取鼓励扶持的政策,促进我国民族氟橡胶产业尽快成长壮大。