氫化丁腈橡膠的特點

氫化丁腈橡膠（HNBR）是一種綜合性能*好的特種橡膠，也是一種戰略物資，具有優異的耐油性，耐腐蝕，耐低溫、高溫（150-170℃），耐氧化、耐動態疲勞、耐臭氧的新材料。主要應用于汽車制造、油田開采、航空航天、**產品等領域。

氫化丁腈橡膠（HNBR）是20世紀80年代開發的丁腈橡膠新品種，與傳統的丁腈橡膠（NBR）相比，其分子結構中含少量或不含碳碳雙鍵，它在保持NBR原有的優異耐油性及耐化學藥品的同時，又獲得了良好的耐熱、耐高溫、高壓、耐臭氧等性能，由于拉伸結晶，其強度拉伸性能也很優異。HNBR可用在要求具有極限韌度或嚴格的耐滲透性的耐高溫、耐油用途上。

氫化丁腈橡膠的應用

HNBR被廣泛用于汽車行業中各種油罐、密封件、燃料泵隔膜和閥門套襯墊等以及油田工業中深井鉆井管密封、鉆井管保護層、井口密封等的制造，同時也滿足新型航空裝備對橡膠材料的更高要求，推動了耐油橡膠制品的發展。國外對航空橡膠制品的發展給予了高度重視，HNBR是目前NBR發展的趨勢。隨著工業技術的發展 ，尤其是汽車工業、海上油氣田開采等特殊工業，HNBR的耐高溫、耐老化等性能得到了更好的體現和應用。

在國內，由于HNBR主要依靠進口，價格昂貴，極大地限制了其應用。目前國內HNBR主要用于制造與石油鉆井設備配套的鉆管保護器、螺桿泵、螺桿鉆、石油封隔器、油封、墊片、泥漿泵活塞和海洋石油鉆井平臺配套軟管。石油開采的深井、超深井工況環境十分惡劣，要求橡膠制品必須耐受高溫、高壓、酸、胺、硫化氫、甲烷等，采用HNBR可以提高相關橡膠制品的耐酸、耐油、耐溶劑性能。

氫化丁腈橡膠制品，指的是用氫化丁腈橡膠材質加工而成的制品。產品有氫化丁腈橡膠O型圈、氫化丁腈橡膠密封圈、氫化丁腈橡膠墊片、氫化丁腈橡膠矩形圈、氫化丁腈橡膠密封件、氫化丁腈橡膠Y型圈、氫化丁腈橡膠V型圈、氫化丁腈橡膠U型圈等. 氫化丁腈橡膠（簡稱HNBR）是通過氫化丁腈橡膠主鏈上所含的不飽和雙鍵而制得，又稱為高飽和度丁腈橡膠。由于HNBR具有合理的分子結構，因此不僅繼承了NBR的耐油、耐磨等性能，而且還具有更優異的耐熱、耐氧化、耐臭氧、耐化學品性能，可以與氟橡膠相媲美，在許多方面可取代氟橡膠、CR、NBR等特種橡膠。
 

氫化丁腈橡膠制品主要用于汽車耐油橡膠部件，其消耗量的45％用于生產傳動帶，密封件占25%，電纜和膠管占13%。密封墊，襯墊，O形圈類：近年來，油井和氣井的鉆探越來越深，溫度更高，工作環境更惡劣，氟橡膠密封件在這樣的環境都容易損壞。在高溫和高壓下對橡膠性能影響*大的介質是H2S，CO2，甲烷，柴油，胺緩蝕劑，蒸汽以及酸類，而氫化丁腈橡膠制品對上述化學介質有極好耐受性能，特別適合生產油井、氣井用防|暴器，鉆管護罩，栓塞，閥門密封圈，泵類活塞，動力電纜護套，旋轉膠管等橡膠零部件。氫化丁腈橡膠制品的耐輻射性能比硅橡膠，氟橡膠，聚四氟乙烯好，還適宜作核電站的各種橡膠密封件。

氫化丁腈橡膠的性能

1、 高溫下的耐油性和耐老化性能

丁腈橡膠氫化后大大提高了其耐熱性和耐熱空氣老化性，N?Sandland等對NBR，氯磺化聚乙烯（CSM），氯丁橡膠（CR）與HNBR作對比試驗，NBR，CSM，CR明顯不適用于高溫（150℃）環境下工作，而HNBR硫化膠則表現出優異的耐油和耐老化性能。在180℃下HNBR試樣在液壓轉向油中浸泡1000h，其斷裂伸長變化率低于丙烯酸酯橡膠。以一定溫度下伸長率變化小于80％，試樣無裂紋作為材料使用壽命的評價標準，過氧化物硫化的HNBR使用壽命為1000h,其工作溫度達150℃,而NBR和CR僅為106℃和101℃。

2、物理機械性能

    氫化丁腈硫化膠的拉伸強度一般可達30MPa圖3，ZSC則高達50MPa以上，高于FKM、NBR、CSM等橡膠，在150℃下Zetpol2010的壓縮長久變形性能不同程度的優于FKM和氟碳彈性體（TFE/P），而NBR完全不能在150℃下工作。HNBR還具有優異的耐磨性，HNBR與NBR、FKM在150℃石油介質中的磨損試驗表明，前者的耐磨性能分別為后兩者的2～3和3～4倍。
 

3、耐化學介質和耐臭氧性能
 

HNBR在高溫下能耐酸、堿和鹽，能在強腐蝕性添加劑的潤滑油和燃料油介質中工作。在模擬油田深井開采酸性液/氣介質環境時（氣相：5％H2S、20％CO2、75％CH4，液相：95％柴油、4％水、1％緩蝕劑），由實驗曲線可以看出，FKM、TFE/P、NBR均不能承受高溫下的酸性介質環境，而HNBR表現出*佳性能。HNBR試樣的靜態和動態耐臭氧性能測試結果表明，1000小時后試樣未出現臭氧裂紋，顯示出優異的耐臭氧老化性能。   

目前，**HNBR生產廠家主要有德國朗盛公司、日本瑞翁化學公司和荷蘭帝斯曼公司。

我國HNBR的生產和研究進展緩慢，浙江贊南科技有限公司于2014年新建一套1000 噸／年的HNBR工業裝置。

國外氫化丁腈橡膠品牌

HNBR的主要品牌和主要性能

國產氫化丁腈橡膠

從 18 世紀 80 年代國際上氫化丁腈橡膠產品的主要有日本瑞翁的 Zetpol 和德國朗盛的THERBAN，**產量在 2 萬多噸/年。隨著汽車、油氣和煤炭開采、新型能源開發和航空航天等重點領域的快速發展，產品性能質量要求的提高和國內 HNBR 產業化大規模生產基地的建成運營，保守地估計 HNBR 今后每年用量預計應在 2000～3000 噸左右，所以未來 HNBR 在中國的市場潛力巨大。國內已有多家進行氫化丁腈橡膠的合成研究，但目前仍然 100%依賴進口。

在氫化丁腈橡膠技術研究中，丁腈橡膠（NBR）的催化劑技術是難點，HNBR 生產技術的優勢主要就體現在其生產過程所用催化劑體系的**性上。日本瑞翁使用的是鈀碳固載催化劑，德國朗盛使用的是銠系催化劑，我們使用的是釕系催化劑。由于貴金屬資源稀缺，價值昂貴，金屬銠和鈀的價格分別是釕的 10倍和 5 倍，在催化劑的選擇上，不僅要有很好催化活性，使加氫反應溫和進行，還需要減少催化劑用量，降低成本，使產品具有市場競爭力，因此在過去的 20多年氫化丁腈橡膠合成制備技術難以突破。

在 2010年底，我國贊南科技公司的氫化丁腈橡膠國產化設備成功問世，并于 2011 年底實現了穩定連續生產，打破了中國無法自主生產氫化丁腈橡膠的局面，刷新了我國特種橡膠制備技術的新紀錄。項目的產業化，打破了目前我國氫化丁腈橡膠完全依賴進口的現狀。