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橡膠還有液體的？除了做汽車輪胎，還能用于5G通信？前不久，茂名石化5000噸/年高性能液體橡膠裝置成功產(chǎn)出合格產(chǎn)品——高頻覆銅板用液體橡膠，并順利向國內某覆銅板行業(yè)龍頭企業(yè)交付，開出首張訂單，標志著中國石化首批國產(chǎn)化高性能液體橡膠成功應用于5G通信領域，將為我國信息產(chǎn)業(yè)安全提供關鍵原材料支撐。液體橡膠有哪些特性？是如何在通信領域發(fā)揮作用的？本版為您揭秘。

本版文圖除署名外由 潘亞男 祁彥平 張亞培 陳柳梅 肖 雪 提供

【產(chǎn)品名片】

什么是液體橡膠？

液體橡膠通常指分子量在2萬以下、常溫下具有一定流動性的黏稠狀聚合物，加工成型方便。其中，共軛二烯烴類液體橡膠是液體橡膠一個重要分支，按照單體組成不同，可分為液體聚丁二烯橡膠、液體聚異戊二烯橡膠、液體丁苯橡膠和液體丁戊橡膠等。

液體橡膠與固體橡膠有何區(qū)別？

液體橡膠相較固體橡膠最大的區(qū)別就是分子量小，常溫下是液體，通過升溫、光照等處理引發(fā)分子鏈交聯(lián)后轉化為固體，質地純凈。

高性能液體橡膠的應用領域有哪些？

高性能液體橡膠是高頻覆銅板主要基材之一的優(yōu)選材料。由高性能液體橡膠制備的高頻覆銅板信號傳播速度快、傳輸過程不失真，主要應用于手機、電腦、汽車、軍工、航天等5G高頻通信，嬰幼兒、食品、化妝品包裝等環(huán)保要求較高的柔性印刷，以及高性能TPV（熱塑性硫化橡膠）和綠色輪胎等領域。

高性能液體橡膠如何在覆銅板上發(fā)揮作用？

高頻高速覆銅板是電子行業(yè)的關鍵元器件，是將電子玻纖布或其他增強材料浸以樹脂膠黏劑，通過烘干、裁剪、疊合成坯料，一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料，主要用于制作電路板（PCB），其主要基材——特種樹脂的性能直接關乎覆銅板的最終性能。液體橡膠介電常數(shù)和介電損耗低、易于熱固化成型、固化后耐熱性能和力學性能好，是5G通信高頻高速覆銅板最理想的基體樹脂。

5G覆銅板用液體橡膠技術研發(fā)歷程

●2018年8月

北化院收到國內覆銅板頭部企業(yè)技術需求，燕山分院開始進行液體聚丁二烯橡膠技術開發(fā)工作；10月，北化院小試技術開發(fā)取得突破，與國內覆銅板頭部企業(yè)建立液體橡膠協(xié)作攻關團隊。

●2019年5月

中國石化生產(chǎn)的第一批次液體聚丁二烯橡膠通過國內覆銅板頭部企業(yè)性能評價。

●2020年1月

北化院與國內覆銅板頭部企業(yè)啟動“高頻電子電路基材研發(fā)及應用研究”聯(lián)合攻關項目。8月，茂名石化SBS裝置進行液體聚丁二烯橡膠的聚合放大試驗，制備出各項性能優(yōu)異的液體聚丁二烯橡膠膠液。

●2021年10月

5000噸/年高性能液體橡膠工業(yè)生產(chǎn)技術許可茂名石化。12月，“高性能液體橡膠成套工業(yè)技術開發(fā)”項目列入中國石化“十條龍”攻關項目。

●2022年8月

液體橡膠后處理技術取得關鍵性突破，實現(xiàn)產(chǎn)品中金屬雜質含量小于10ppm（1ppm為百萬分之一）。

●2023年7月

5000噸/年液體橡膠工業(yè)裝置建成中交。10月，產(chǎn)出合格的5G覆銅板用液體丁二烯橡膠HB40產(chǎn)品。11月，完成5G通信高頻覆銅板用液體丁苯橡膠（HBS30）的工業(yè)試生產(chǎn)，產(chǎn)品達到優(yōu)級品標準。12月，完成柔性樹脂版用液體丁苯橡膠（LBS40）的工業(yè)試生產(chǎn)，產(chǎn)品達到優(yōu)級品標準。

新聞會客廳：持續(xù)豐富產(chǎn)品功能提高附加值

北化院副總工程師、燕山分院院長 徐 林

化銷公司化工銷售合成材料部副經(jīng)理 高永平

問：高性能液體橡膠實現(xiàn)國產(chǎn)化，對我國信息產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)有何重要意義？

徐 林：低介電常數(shù)和低介電損耗是5G通信高頻覆銅板的重要指標?；w的介電常數(shù)越低，信號的傳播速度越快；介電損耗越低，信號傳播過程越不容易失真，實現(xiàn)信號的高速穩(wěn)定傳播必須選用低介電常數(shù)和低介電損耗的基材。4G通信覆銅板用環(huán)氧樹脂作為交聯(lián)固化樹脂，介電常數(shù)和介電損耗高，不能夠滿足高頻線路使用要求；PTFE（聚四氟乙烯）樹脂介電常數(shù)和介電損耗低，但加工性能差，難以在5G通信高頻覆銅板領域大規(guī)模應用。高乙烯基窄分布液體橡膠的介電常數(shù)和介電損耗低、吸水性低、加工性能好、熱固化效率高、固化后剛性和耐熱性好、熱膨脹系數(shù)低，是5G通信高頻覆銅板最理想的交聯(lián)固化材料。

感光彈性體是柔性樹脂版最重要的組成部分，是將熱塑性彈性體、反應性增塑油、光引發(fā)劑按照一定的比例混合得到柔性樹脂版感光層預聚體，然后將具有圖文的菲林片放置在未曝光的預聚體上，紫外線曝光，菲林片透明的地方透紫外光，感光層內的引發(fā)劑分解成自由基，引發(fā)可交聯(lián)物質固化。感光彈性體需要具備優(yōu)異的黏接力、良好的透光性、適宜的影像還原性能和硬度，因此反應性增塑油的選擇至關重要。高性能液體橡膠作為反應性增塑油，加工性能好、光固化效率高、固化后剛性和力學性能好，同時可以降低版材硬度、增加回彈性、固化圖文、提升交聯(lián)密度，是感光彈性體最關鍵的原材料。

北化院經(jīng)過5年的技術攻關，解決了高性能液體橡膠分子結構設計與精準調控、催化劑高效脫除、易致色物質分離、溶劑循環(huán)利用等產(chǎn)業(yè)化面臨的關鍵技術難題，開發(fā)出高性能液體橡膠成套工藝技術，在茂名石化建成液體橡膠生產(chǎn)裝置，實現(xiàn)了5G通信高頻覆銅板和柔性樹脂版用液體橡膠的工業(yè)化生產(chǎn)，填補了我國高端液體橡膠產(chǎn)業(yè)空白，為我國信息產(chǎn)業(yè)安全提供了關鍵原材料保障。

問：高性能液體橡膠的市場前景如何？

高永平：液體聚丁二烯橡膠和液體丁苯橡膠廣泛應用于通信高頻覆銅板、柔性樹脂版、輪胎、防水、涂料、電絕緣材料等領域。液體橡膠市場雖總體規(guī)模不大，但前景看好，其技術瓶頸多，且下游各種延伸產(chǎn)品及市場專業(yè)化要求高，因此不僅要拓寬應用領域，而且要在生產(chǎn)加工應用技術上進行攻關突破。

在通信行業(yè)，我國大陸覆銅板產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的72%，5G行業(yè)市場是覆銅板市場中發(fā)展最快的細分領域，液體橡膠年需求量約1000噸。有關機構研究表明，2026年我國5G專網(wǎng)市場規(guī)模將逾2300億元，持續(xù)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。作為5G產(chǎn)業(yè)的關鍵元器件，預計未來5年高頻覆銅板在該領域應用將進一步拓展，與之相應，液體橡膠需求量必將持續(xù)上升。

在輪胎行業(yè)，液體聚丁二烯在輪胎生產(chǎn)過程中做“胎機膠”用，可降低熱量生成，環(huán)保且黏性及相容性好，對改善輪胎的外觀、低溫性能有很好的作用，尤其是在雪地輪胎中應用較廣。液體聚丁二烯在國產(chǎn)化之前，因其價格高昂，輪胎領域需求集中在外資品牌，國內品牌的應用仍在技術研發(fā)與試用階段。后續(xù)，隨著國產(chǎn)料的量產(chǎn)入市，疊加環(huán)保上的優(yōu)勢，在液體橡膠輪胎領域將有更大市場。

問：下一步，中國石化將從哪些方面進一步引領我國新材料產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展？

徐 林：新材料是國民經(jīng)濟多領域基礎性、戰(zhàn)略性、先導性產(chǎn)業(yè)。新材料應用涉及國民經(jīng)濟和國防軍工等眾多領域，市場需求增長迅速。化工新材料是新材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是國家經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩(wěn)定安全的關鍵基礎，也是石油石化產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要方向。

從產(chǎn)業(yè)結構看，我國化工新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模實現(xiàn)大幅增長，面臨做大做強的難得機遇。但是，自主產(chǎn)品供需矛盾突出，結構性短缺與過剩局面并存。據(jù)工信部2018年統(tǒng)計，在130種關鍵基礎化工材料中，32%的品種仍屬于空白、52%的品種仍依賴進口。

因此，我國化工新材料的研發(fā)與生產(chǎn)必須走自主創(chuàng)新之路，必須在有限的窗口期內構建具有先發(fā)優(yōu)勢的關鍵技術和引領未來的前沿基礎技術，有力支撐我國化工新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。對液體橡膠技術來說，未來將著眼于持續(xù)豐富產(chǎn)品功能、提高產(chǎn)品附加值等方面。一方面，開發(fā)端基改性的液體聚丁二烯橡膠，滿足軍工、防偽、新能源汽車、高檔涂料對高性能液體橡膠的要求；另一方面，緊緊圍繞國家“雙碳”戰(zhàn)略目標，減少對化石能源的依賴，開發(fā)生物基液體橡膠，滿足市場對高性能橡膠制品的需求。

客戶反饋

茂名石化液體橡膠產(chǎn)品產(chǎn)出后，化銷華中第一時間為目標客戶寄送樣品，并根據(jù)客戶反饋意見推進產(chǎn)品性能指標提升及專用牌號定制，產(chǎn)品質量和服務得到客戶認可。

“與中國石化合作研發(fā)的兩款液體橡膠產(chǎn)品，在5G高頻覆銅板應用時分子量分布較國外同類產(chǎn)品更窄，電性能等指標均滿足應用要求，可替代進口液體橡膠產(chǎn)品。”——某覆銅板行業(yè)龍頭企業(yè)技術負責人

北化院：我國高性能液體橡膠生產(chǎn)技術實現(xiàn)零的突破

北化院科研人員討論實驗方案。    祁彥平 攝

高性能液體橡膠是5G通信高頻覆銅板用特種樹脂的優(yōu)質選材。由于技術壁壘高，此前我國高頻覆銅板等高端領域用液體橡膠全部依賴進口，是我國石化行業(yè)亟待攻克的技術難題之一。

北化院科研團隊在調研基礎上，深入研究5G通信高頻覆銅板用交聯(lián)固化材料的本質特征，揭示液體橡膠的分子鏈微觀結構與覆銅板宏觀特性的分子結構和材料性能的關系，快速構建起5G通信高頻覆銅板用液體橡膠的分子結構“雛形”，并以此為基礎設計開發(fā)出具有良好加工性能的液體橡膠產(chǎn)品，成功完成小試技術的開發(fā)任務。

為加速推進成套技術攻關進程，北化院充分發(fā)揮“大兵團”作戰(zhàn)優(yōu)勢，快速組建集聚合工藝及技術開發(fā)、產(chǎn)品分離與純化、工藝技術集成及過程管理于一體的聯(lián)合攻關團隊。他們在聚合工藝技術開發(fā)基礎上，發(fā)明了新型高效催化體系，實現(xiàn)了產(chǎn)品微觀結構設計與精準控制；研發(fā)了提純工藝技術，實現(xiàn)了微量雜質的高效脫除；首創(chuàng)了適用于規(guī)?；a(chǎn)的高效、低成本的生產(chǎn)工藝技術，集成開發(fā)了高性能液體橡膠成套工藝技術。僅用3年時間，北化院聯(lián)合攻關團隊就開發(fā)出適用于規(guī)模化生產(chǎn)的成套工藝包技術，聚合條件溫和、“三廢”排放少，且可與通用鋰系聚合物實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，填補了國內該領域空白。

截至目前，北化院攻關團隊已圍繞高性能液體橡膠技術成功開發(fā)4個種類8個高端產(chǎn)品牌號及其生產(chǎn)技術，進一步拓寬了產(chǎn)品高端應用范圍，將滿足國內市場對高端液體橡膠產(chǎn)品的需求。

茂名石化：成功生產(chǎn)3個牌號高性能液體橡膠

前不久，茂名石化5000噸/年液體橡膠裝置成功產(chǎn)出合格高頻覆銅板用液體橡膠。該裝置采用北化院自主研發(fā)技術，其順利投產(chǎn)標志著我國高性能液體橡膠取得重大突破，首次實現(xiàn)國產(chǎn)化，將為我國信息產(chǎn)業(yè)安全提供關鍵原材料支撐。

該裝置屬于國內首套液體橡膠裝置，無經(jīng)驗可借鑒，開車難度極大。茂名石化項目開工組對液體橡膠裝置的核心結構——調節(jié)劑的陰離子低溫聚合技術進行深入研究。項目中交后，茂名石化化工分部合成橡膠部嚴抓“三查四定”，高標準開展管線吹掃、單機試車、氣密吹掃、聯(lián)動試車等生產(chǎn)準備工作。

項目開車期間，茂名石化與集團公司開工專家組反復研究開工方案，組織桌面推演、確認開車條件，解決了開工過程中出現(xiàn)的反應波動大、產(chǎn)品揮發(fā)分高等難題，實現(xiàn)了裝置一次開車成功。

5000噸/年液體橡膠裝置成功開車后，為確保安全穩(wěn)定運行，茂名石化合成橡膠部密切跟蹤中試裝置的運行情況，及時處理存在的安全隱患。同時，他們通過收集裝置運行數(shù)據(jù)，在北化院、石科院、SEI（工程建設公司）等單位的幫助下，優(yōu)化裝置運行。

截至目前，茂名石化已經(jīng)完成了3個牌號高性能液體橡膠的生產(chǎn)工作，并將樣品寄給下游客戶進行產(chǎn)品試用。第一批高性能液體橡膠已實現(xiàn)商業(yè)化銷售。

化銷華中：助茂名石化液體橡膠進入高端市場

近日，化銷華中向國內某覆銅板行業(yè)龍頭企業(yè)交付一批茂名石化生產(chǎn)的液體橡膠產(chǎn)品，標志著中國石化首批國產(chǎn)化高性能液體橡膠成功應用于5G通信市場。截至目前，化銷華中已助力茂名液體橡膠產(chǎn)品成功開拓高頻覆銅板、高端防腐涂料、柔性印刷板等高端領域市場，并形成穩(wěn)定銷售。

茂名石化生產(chǎn)的液體橡膠產(chǎn)品，是我國首批應用國產(chǎn)化技術生產(chǎn)的高性能液體橡膠?；N華中深入調研液體橡膠主要下游行業(yè)，分析產(chǎn)品應用前景和市場規(guī)模。此外，該公司還根據(jù)市場需求，協(xié)調茂名石化改進產(chǎn)品包裝，設計定制化標簽，并積極參加國際展會，擴大國際知名度，成功實現(xiàn)茂名石化液體橡膠的突破性銷售。

下一步，化銷華中將持續(xù)加大高性能液體橡膠產(chǎn)品在大型重工制造、國防科技裝備制造等領域的推廣力度，加快實現(xiàn)科技高水平自立自強。