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Phillips石油公司和Shell化學(xué)公司分別于1960年代同步開發(fā)并實現(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，其獨特的微觀分相結(jié)構(gòu)決定了它在用做粘合劑時具有獨特的優(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、無公害、能耗小、設(shè)備簡單、粘接范圍廣的特點，深受用戶歡迎，近年來的發(fā)展速度很快。近日，記者就全球SIS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展動向、國內(nèi)SIS市場情況采訪了從事SIS開發(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的許多裝置都同時具備生產(chǎn)SIS的能力。但從生產(chǎn)過程來講，生產(chǎn)SIS難度高于生產(chǎn)SBS，因而并非所有SBS生產(chǎn)裝置都同時生產(chǎn)SIS，其品種牌號明顯少于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，我國有中石化巴陵石化公司批量生產(chǎn)SIS，臺灣合成橡膠公司生產(chǎn)少量SIS。SIS的生產(chǎn)根據(jù)市場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16萬噸/年，產(chǎn)量約11.6萬噸，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t/a，產(chǎn)量約25萬t，占苯乙烯類熱塑性彈性體總產(chǎn)量的15-20%，其中美國為156kt，歐洲49kt，日本45kt，品牌有10多個，品種約30-40種。
熱熔膠(無污染、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，進(jìn)入21世紀(jì)后有進(jìn)一步加快的勢頭。美國歷年SBC在膠粘劑中的應(yīng)用和SIS產(chǎn)量及預(yù)測顯示，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t，預(yù)計2005年和2010年的產(chǎn)量將分別達(dá)到10.3萬t和13.4萬t。日本所產(chǎn)SIS大部分用于膠粘劑，在1997年就達(dá)90%以上。
國內(nèi)SIS的市場情況
工業(yè)化產(chǎn)品少。國內(nèi)SIS的研究與開發(fā)起步較晚，原因在于國內(nèi)C5餾分分離工作起步遲，聚合級異戊二烯單體匱乏。1994年，上海金山石化公司2.5萬t/年C5分離裝置開車成功，并通過了國家技術(shù)鑒定，從而有了可靠的異戊二烯來源，為國內(nèi)SIS工業(yè)化鋪平了道路。燕山石化、巴陵石化、吉化等單位相繼開展了SIS的研究與開發(fā)。據(jù)悉，燕化研究院開發(fā)了三個牌號的SIS產(chǎn)品，其中試技術(shù)于1996年通過了中石化鑒定；吉化也開發(fā)了兩種牌號的SIS：JHY-201和301，但均沒有形成工業(yè)化生產(chǎn)。巴陵石化公司1994年開始研究生產(chǎn)SIS，1996年成功實現(xiàn)工業(yè)試生產(chǎn)。2003年國內(nèi)SIS消費量達(dá)到1.5萬t左右。
經(jīng)過多年的研究開發(fā)，巴陵石化在提高SIS產(chǎn)品質(zhì)量和新產(chǎn)品開發(fā)方面不斷取得新的進(jìn)展，他們根據(jù)市場需求先后開發(fā)出SIS-1105、1106、1188、1200、1204、1209、1225、4104等SIS新牌號，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步上升，完全可替代進(jìn)口產(chǎn)品。同時，巴陵石化公司積極開展SIS的應(yīng)用研究，引導(dǎo)消費市場，使SIS的應(yīng)用得到迅速的發(fā)展。
產(chǎn)需不足
根據(jù)對國內(nèi)粘合劑骨干企業(yè)調(diào)查，估計目前粘合劑行業(yè)年消耗SBS、SIS在4萬t左右，約占SBC總消費量的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，近幾年中國大陸熱熔膠市場一直保持快速增長，2003年中國大陸熱熔膠銷量達(dá)10.2萬t，其中熱熔壓敏膠達(dá)4.8t，占47.3%。因此帶動了SIS消費量的迅速增長，2003年國內(nèi)SIS消費量達(dá)1.5萬t。由于國內(nèi)產(chǎn)量有限，SIS進(jìn)口量增長較快，2003年估計進(jìn)口1萬t左右，絕大部分是從美、日等國進(jìn)口，供貨生產(chǎn)商有美國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)最新市場調(diào)查顯示，2003年國內(nèi)SBC消費量36萬t左右，其中膠粘劑行業(yè)的消費量約4.0萬t，占SBC總量的11%，其中SIS消費量1.5萬t，僅占SBC總量的4.17%；而美國、日本等發(fā)達(dá)國家SBC在膠粘劑行業(yè)的消費占SBC總量的比例均超過30%，SIS產(chǎn)量占SBC總量的24%，與之相比，我國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仍處于起步階段，而1998年美國的普及率均已超過了90%，中國臺灣省也達(dá)64%，可見中國熱熔壓敏膠的發(fā)展空間巨大。另外，隨著我國環(huán)保法規(guī)的實施，以及人們環(huán)保意識的逐步加強(qiáng)，污染型的氯丁橡膠粘合劑快速減少，環(huán)保型SBC粘合劑增長迅速。因此，SIS作為一種新型環(huán)保材料，在我國的消費量將會迅速的增長。針對國內(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t以上。
對我國SIS發(fā)展建議
據(jù)介紹，我國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內(nèi)需求，但與發(fā)達(dá)國家相比，在各方面仍存在較大的差距。對此，業(yè)內(nèi)人士提出兩點建議。
一是大力開發(fā)利用C5資源，保證異戊二烯的供應(yīng)。由于國內(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t/a工業(yè)試驗裝置可提供異戊二烯、間戊二烯和雙環(huán)戊二烯產(chǎn)品，另有揚子伊士曼化工公司的1.8萬t/aC5石油樹脂裝置。而美、日等發(fā)達(dá)國家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)報道，C5的開發(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、石油樹脂，還可用于合成香料和醫(yī)藥產(chǎn)品，如芳樟醇、維E、殺蟲劑等。由于目前國內(nèi)C5產(chǎn)品存在較大的市場缺口，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)部門對國內(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的升級產(chǎn)品開發(fā)。為不斷提高產(chǎn)品的性能，提升企業(yè)競爭能力，國外企業(yè)積極開發(fā)SIS升級產(chǎn)品，尤其是日本Kuraray公司，自上世紀(jì)80年代始不斷開發(fā)出SEP、SEPS、SEEPS等產(chǎn)品，產(chǎn)品性能好，利潤高。而國內(nèi)只有少量SIS工業(yè)化產(chǎn)品，其他產(chǎn)品還沒有開展研究，因此國內(nèi)企業(yè)必須加快SIS升級產(chǎn)品的研究和開發(fā)。
