2021年底，中國工信部發(fā)布《重點新材料首批次應用示范指導目錄（2021年版）》，自2022年1月1日起施行。其中，在先進化工材料類別下，特種橡膠及其他高分子材料中，新增氫化丁腈橡膠（HNBR）產(chǎn)品。HNBR是由丁腈橡膠（NBR）經(jīng)加氫處理而得到的一種高度飽和的特種彈性體。與NBR相比，HNBR分子結(jié)構(gòu)中含少量或不含碳碳雙鍵，在保持NBR耐油、耐磨等性能的同時，還具備更優(yōu)異的耐熱、耐氧化、耐臭氧、耐輻射、耐化學品等性能，是一種綜合性能優(yōu)異的特種橡膠。

一、 國內(nèi)HNBR市場尚屬發(fā)展起步階段

2021年國內(nèi)HNBR產(chǎn)能為5000噸/年，主要有兩家生產(chǎn)企業(yè)，分別為浙江贊昇新材料有限公司和山東道恩特種彈性體材料有限公司。浙江贊昇產(chǎn)能為2000噸/年，于2015年投產(chǎn)；山東道恩產(chǎn)能為3000噸/年，于2019年投產(chǎn)，目前暫未有其他企業(yè)新建擴建信息。2021年國內(nèi)兩家企業(yè)總產(chǎn)量約為2000噸，整體開工率僅為40%。

國外生產(chǎn)企業(yè)主要為德國朗盛和日本瑞翁，其中德國朗盛總產(chǎn)能為10,000噸/年，分兩家工廠生產(chǎn)HNBR，一家位于德國的勒沃庫森，另一家位于美國的德克薩斯州；日本瑞翁總產(chǎn)能為9,500噸/年，分三家工廠生產(chǎn)HNBR，兩家分別位于日本的高岡市和川崎市，另外一家位于美國的德克薩斯州。2021年國內(nèi)從上述兩家企業(yè)共進口HNBR在1000噸左右，國內(nèi)企業(yè)幾乎沒有出口。

表1 2021年全球氫化丁腈橡主要生產(chǎn)企業(yè)

2021年中國HNBR消費量約3000噸，主要用于生產(chǎn)密封墊片和同步帶等產(chǎn)品。其中，密封墊片行業(yè)消費約2100噸，不僅用于汽車行業(yè)，也用于油田開采及航空航天等領域。目前市場主流牌號為贊昇的ZN35156、ZN35158、ZN35256、ZN35258，瑞翁的Zetpol 1020、2010、2020以及朗盛的Therban A3406、A3907、B3629等；同步帶行業(yè)消費約700噸，主要用于汽車行業(yè)，目前市場主流牌號為贊昇的ZN35153，瑞翁的Zetpol 2020L，朗盛的Therban C3446。

圖1 2021年氫化丁腈橡膠下游產(chǎn)品消費結(jié)構(gòu)

從終端下游來看，HNBR制品主要應用在汽車制造、油田開采及航空航天等領域。其中，汽車制造行業(yè)是最大的終端領域，2021年HNBR需求約1700噸，占比為56.7%，廣泛應用于汽車傳動系統(tǒng)油封、燃油噴射系統(tǒng)密封件、同步帶以及轉(zhuǎn)向油管等；其次為油田開采行業(yè)，2021年HNBR需求約900噸，占比為30.0%。油田行業(yè)的橡膠制品需要具備更高的耐油性能，同時要經(jīng)受住鉆探出的泥漿和其他腐蝕物質(zhì)的物理、化學破壞，HNBR可滿足所需要求，可用于制作封隔器膠筒、螺旋泵定子和防噴器等；航空航天行業(yè)占比為4.0%，2021年HNBR需求約120噸，主要用于航空航天用密封件；其他行業(yè)主要包括軍事工業(yè)、空調(diào)、印刷領域占比為9.3%，2021年HNBR需求約280噸，主要用于坦克履帶襯墊、核工業(yè)用各種橡膠密封件、空調(diào)密封制品、印刷和紡織用膠輥等。

圖2 2021年氫化丁腈橡膠終端領域消費結(jié)構(gòu)

當前HNBR市場整體規(guī)模較小，預期至2025年供需兩端并不會有大幅的提升，仍然維持現(xiàn)有規(guī)模。隨著汽車制造行業(yè)增速放緩，未來對HNBR需求增速將有所降低。由于中國油田開發(fā)的不斷深入，HNBR相關制品受到更多的關注和應用，故油田開發(fā)行業(yè)中HNBR需求增速將加快。總的來說，汽車制造和油田開發(fā)領域仍將是中國HNBR的主要應用終端，而作為國家戰(zhàn)略物資，新的需求增長點將來自航空航天和軍事工業(yè)領域。雖然國產(chǎn)HNBR已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，但產(chǎn)品質(zhì)量無法滿足特定領域需求，在面對國外產(chǎn)品高昂的價格下，國內(nèi)大規(guī)模應用發(fā)展，仍需要一定時日。

二、 HNBR具有良好的替代性

（1）HNBR與丁腈橡膠

NBR實際應用超過120℃時，主鏈即丁二烯鏈上的雙鍵受到氧的攻擊，發(fā)生斷鍵，使NBR過早失去了高彈性能及應用功能。HNBR相比于NBR具有更好的耐熱性，更高的拉伸強度，耐低溫可達到-50℃。例如在汽車部件產(chǎn)品的應用上，常規(guī)NBR的使用溫度為100℃，特殊配方的NBR可以在150℃下使用，但長期在酸性汽油和150℃的高溫環(huán)境中，其耐臭氧、耐輻射性能較差，已經(jīng)滿足不了車輛對發(fā)動機的密封要求，而HNBR常規(guī)使用溫度即可達到150℃，且拉伸強度、耐老化性能更為優(yōu)異，故以往使用NBR生產(chǎn)的齒輪箱密封、減震器油封及動力轉(zhuǎn)向油封都逐漸改用HNBR。

（2）HNBR與氟橡膠

由于環(huán)境保護的需要，汽車燃油中常含有多種添加劑，例如甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚、胺緩蝕劑、抗磨劑等，從而對與燃油接觸的橡膠部件提出了更高的要求。HNBR與氟橡膠均具有優(yōu)良的耐燃料油性能、耐腐蝕性介質(zhì)性能和較低的介質(zhì)透過性。與氟橡膠相比，HNBR具有更高的拉伸強度、更優(yōu)異的耐化學腐蝕性介質(zhì)性能及更強的耐寒性能。例如在汽車制造領域的密封件等產(chǎn)品應用上，要求橡膠制品在-40℃~150℃的溫度范圍內(nèi)保持功能正常，氟橡膠可在200~250℃下長期工作，但氟橡膠隨含氟量的增加耐低溫性能劣化，而HNBR的耐低溫可達到-50℃，耐高溫性為150℃，可以滿足上述要求，并且當選用丙烯腈含量為43%左右的HNBR牌號時，可以使耐燃料油性能和耐低溫性能達到很好的平衡，綜合性能優(yōu)于氟橡膠。

（3）HNBR與氯丁橡膠

氯丁橡膠與HNBR一樣具有較好的耐油性能和較高的物理機械性能，但用于制造動態(tài)應力場合的橡膠部件同步帶時，HNBR具有明顯的優(yōu)勢，特別是使用溫度較高和持續(xù)使用時間較長時更是如此。在動態(tài)應力作用下，經(jīng)長時間高溫老化后，HNBR仍具有很高的物理機械性能，動態(tài)永久變形小，伸長率和硬度變化小，而在相同的條件下，氯丁橡膠往往已被破壞而失去使用價值。例如在汽車同步帶產(chǎn)品應用上，汽車同步帶原先使用綜合性能較好的氯丁橡膠，但隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速、功率不斷提升，對同步帶產(chǎn)品耐熱性的要求超過120℃，這種條件下氯丁橡膠同步帶已難以滿足要求。而HNBR擁有更優(yōu)良的耐高溫性能，并可提高同步帶在高溫和動態(tài)條件下的使用壽命，故同步帶用橡膠由氯丁橡膠逐漸向HNBR發(fā)展。

三、 當前HNBR發(fā)展的制約因素

（1）技術門檻

國外德國朗盛和日本瑞翁早在上世紀70-80年代就開始了HNBR的自主研發(fā)工作，并在80年代后成功推出產(chǎn)品。國內(nèi)早在上世紀90年由北京化工大學聯(lián)合企業(yè)做過相關研究工作，2015年浙江贊昇新材料有限公司則是依靠其母公司贊南科技（上海）有限公司開發(fā)的詹氏催化劑及催化加氫技術專利得以成功生產(chǎn)出HNBR，而山東道恩特種彈性體材料有限公司是與北京化工大學聯(lián)合研發(fā)，打破技術壁壘，2019年投產(chǎn)具有完全自主知識產(chǎn)權的HNBR生產(chǎn)裝置。從投資規(guī)模上看，浙江贊昇和山東道恩的裝置投資金額接近5000萬元/千噸，HNBR的合成工藝復雜且不易控制，溶劑消耗多，且催化劑提純困難，導致其市場價格非常高，幾乎為傳統(tǒng)橡膠的幾倍甚至十幾倍，催化劑在HNBR的成本中占比可達85%。綜合來看，HNBR行業(yè)的技術門檻主要為生產(chǎn)技術的自主研發(fā)或是技術引進的難度，特別是作為核心技術的催化劑配方，并且在裝置建設、試運行、工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)及客戶服務等方面，均需要行業(yè)專家進行技術支持。

（2）應用壁壘

HNBR產(chǎn)品的主要終端為汽車制造、油田開采、航空航天及軍事工業(yè)等領域。在汽車制造領域，德系、日系汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)由于合同規(guī)定或產(chǎn)品的質(zhì)量要求，只能使用德國朗盛、日本瑞翁的HNBR產(chǎn)品，國產(chǎn)HNBR產(chǎn)品難以進入。在航空航天、軍事工業(yè)領域，由于特殊行業(yè)對HNBR的性能指標及穩(wěn)定性要求更高，需要新進入的HNBR產(chǎn)品在民用市場上穩(wěn)定銷售一段時期后，才能獲得進入上述行業(yè)的資格，進入門檻相對較高。同時，HNBR作為高性能特種橡膠，價格遠高于普通的特種橡膠，在很多應用領域考慮到經(jīng)濟性，并不一定完全采用HNBR，僅在客戶指定的情況下才會使用，因此HNBR的生產(chǎn)主要依賴于下游客戶的需求，一般按照訂單生產(chǎn)。