低碳大潮涌动绿色化全面启航
——“十二五”橡胶原材料产业热点前瞻
□  中国橡胶工业协会  许春华

　　随着全球低碳经济的兴起，“绿色制造”已经成为我国橡胶工业可持续发展的战略方针之一。橡胶工业中，
加大产品结构调整，发展新兴产业，大力发展安全、节能、环保的原材料则是“绿色制造”的基础。

新型橡胶产业发展步伐加快
    1. 新型天然橡胶产业显露曙光
    天然橡胶是橡胶工业主要的原材料，但受到自然条件的限制我国70%以上需求依赖进口。因此，开发天然橡
胶的新资源十分重要。
    ①杜仲橡胶将成“战略性新兴产业”
  　杜仲胶是目前世界上除三叶天然橡胶之外唯一具有开发前景的天然橡胶资源，目前我国杜仲种植面积约35
万公顷，占世界种植面积的99%。而据测算，我国适宜种植杜仲的面积可达1000万公顷以上。采用杜仲的橡胶复
合材料，在耐磨性、耐湿滑性、减震、降低滚动阻力方面都有良好的特性，可谓是补充天然橡胶的重要绿色化途
径。经过几十年的开发，杜仲胶的提炼技术已取得重大进展。未来我国将着力推动杜仲产业链的前端种植、提取
和终端的综合利用，使其形成“战略性新兴产业”。
  　此外，近期天然橡胶产业原料来源又添“新丁”，德国科学家最近发现蒲公英可望成为生产橡胶的植物，他
们解决了蒲公英流出的胶乳不形成凝胶的关键技术，预计1公顷种植面积可获得500～1000kg胶乳。
    ②反式异戊橡胶开始试产
　　由于杜仲胶在性能方面的特点，合成杜仲胶即反式异戊胶的开发也取得重大进展。据测算，每吨反式异戊胶
用于轮胎可节油10L，减少CO2排放20t左右，其对降低滚动阻力、减排CO2效果显著。由国家轮胎工艺控制工
程技术中心组织的3万t/a反式异戊橡胶生产装置将在山东莱州的第派新材料产业基地投产，为我国绿色轮胎制
造提供了一个新的合成胶品种。
    2. 集成橡胶结出硕果
    最佳的轮胎胶料需将高耐磨性、低滚动阻力及好的抗湿滑性能集于一体，但三者在一定程度上是相互矛盾的，
很难达到兼顾。但集成橡胶（SIBR）则被认为是目前解决这一矛盾的最佳方案。美国固特异公司的SIBR已经产
业化，商品名为Cyber,并广泛用于绿色轮胎。我国燕山石化公司开发成功的SIBR已通过中橡协材料研究检测中
心评价，并在青岛赛轮公司进行了轿车子午胎试制，性能良好，且工艺性能可完全满足加工要求。集成橡胶的研
发成功和产业化将对我国橡胶加工工业节能、减排、绿色发展作出重大贡献。
    3. 液相连续法制造橡胶-炭黑母炼胶成为热点
    液相连续法制造橡胶-炭黑母炼胶可大大缩短加工混炼的时间，减少设备占用量，降低混炼的生热，且胶料
的滞后损失明显下降，耐磨性能提高，并可大幅度降低混炼能耗，使混炼对环境的污染大大降低，得到橡胶加工
企业的欢迎。美国卡博特公司已生产出此类产品，并取得了广泛应用。由于该工艺的绿色环保效应，使其成为橡
胶材料新品开发的热点。
    4. 聚氨酯胎面胶料前景广阔
    采用聚氨酯制造轮胎具有极好的耐磨性和抗刺扎性能，但由于同时存在生热、与橡胶的粘合性能和胶料的湿
滑性能差等缺点，其在轮胎中应用一直被制约。近年来，华工百川在关键技术上取得了突破，已建成10万条/a
聚氨酯作为胎面胶的轮胎生产线，成为开发绿色轮胎的一条创新思路。目前40万条/a的聚氨酯作为胎面胶的轮
胎生产线已经在建，发展前景广阔。


橡胶助剂工业绿色化稳步前行
    近十年来，中国橡胶助剂工业获得可持续稳定发展，替代有毒有害物质取得重大成效。
    1. 全面实现清洁生产工艺技术
    就全世界范围来说，实现橡胶助剂工业的清洁生产技术仍是行业发展的关键。2010年7月圣奥化工战胜了
Fecxsys在美国俄亥俄州挑起的诉讼，捍卫了自主知识产权，确保了我国RT-培司、防老剂4020生产技术的国际
领先水平。同时，我国自主研发的硅烷偶联剂生产技术全封闭工艺路线和钴盐粘合增进剂生产技术也已进入世界
前列。
    ①促进剂M的清洁化生产工艺正在攻关
    促进剂M常用的生产方法苯胺法，在酸碱精制中容易产生大量“三废”。因此，清洁工艺和废水治理成了橡
胶助剂行业的重中之重。在“十一五”国家科技支撑计划“橡胶助剂清洁生产工艺和特种功能性产品开发”的基
础上，行业已向国家继续申报关于促进剂M清洁生产技术的“十二五”科技支撑计划项目，预计用2～3年的时
间实现清洁生产工艺，建成5万t/a示范性生产线，并在全行业进行推广。
    ②次磺酰胺类促进剂的氧气、双氧水氧化工艺得以推广
    在次磺酰胺类促进剂的传统工艺中，容易产生大量含盐有机废水；如生产每吨促进剂NS将产生含盐有机废
水8～10t。因此，改造氧化工艺采用氧气或双氧水进行氧化反应，可杜绝含盐有机废水产生，且全过程的用水量
可大大减少。但这个工艺的安全配套措施十分重要，急需进一步完善并在全行业推广应用。
    ③不溶性硫黄气化法一步生产工艺取得进展
    “十一五”我国将高热稳定性不溶性硫黄生产技术的开发列入国家科技支撑计划，国内研制单位开发了一步
法生产工艺，并已建成万吨级生产装置，该工艺技术的成功和推广将逐步结束我国子午线轮胎用高热稳定性不溶
性硫黄大量依赖进口的状态。
    采用特殊的高聚物材料将普通硫黄进行包覆，在一定加工温度下将硫黄释放进行硫化以替代不溶性硫黄，也
已成为人们关注的热点，并成为硫化剂的重要创新方向。
    ④预分散橡胶助剂的清洁生产工艺需求迫切
    将大量粉状橡胶助剂预分散在少量高聚物载体中，制成预分散母胶粒的技术是橡胶助剂的最终产品，以及在
下游产品中应用的清洁工艺的组成部分，也是橡胶助剂产品剂型的重大改造。该项目被列入“十一五”国家科技
支撑计划，目前万吨级装置已基本建设成功，产品畅销国内外。此外，一种多台开炼机串并联作业的低温连续混
炼工艺正在行业中推广，该工艺在提高胶料物理性能的同时可大大节约能耗，而这种开炼机需添加的材料必须采
用预分散造粒剂型，以克服工艺中粉尘飞扬问题。
    2. 替代品开发加快
    ①超促进剂TMTD等品种的替代
    近年来，次磺酰胺类促进剂NOBS被NS等产品成功替代，超促进剂TMTD、TMTM及氨基甲酸盐类ZDC等产品
由于亚硝胺的问题尚在逐步被替代，五氯硫酚类化学塑解剂在欧美等国已停止使用，其主要替代品种DBD在我国
已开发成功。
    ②含多环芳烃（PAHS）芳烃油的替代
    随着欧盟2005/69/EC法规对多环芳烃的使用进行限制，环保芳烃油的研究开发引起了极大重视。美国太阳
公司和德国汉圣公司在宁波合资成立了新达洋公司，成为我国轮胎企业环保芳烃油的主要供应商。国内中石油、
中石化、中海油等企业和青岛海佳化工、长春大成公司、山东天源化工有限公司等橡胶助剂企业也在大力开发同
类产品，有望能尽快满足轮胎工业的需求。
    ③关于氧化锌的减量和替代使用
    受锌资源压力、价格攀升及欧盟环保法规等限制，研制环境污染小且活性高的硫化活性剂，降低氧化锌用量
已成为重要课题。目前国内已成功开发出纳米氧化锌、纳米化无机填料载锌、有机锌化合物等产品，走出了坚实
的步伐。


低滚动阻力炭黑和高分散白炭黑开发并举
    轮胎对整车滚动阻力的贡献最高可达20%～30%，而在轮胎胶料中，除生胶外，炭黑、白炭黑等补强材料所占
比例最高达30%左右，其对降低滚动阻力具有重要意义。
    1. 低滚动阻力炭黑规模待扩大
    低滚动阻力炭黑属第四代炭黑，是炭黑生产技术上的一个新突破，目前欧美等国的低滚动阻力炭黑已占炭黑
总量的20%～30%，可降低轮胎滚动阻力10%左右，节油3%，且可使轮胎发热量降低，改善轮胎的使用性能，延长
使用寿命。我国目前已开发了DZ系列和HM1107低滞后性能的炭黑品种，并在子午线轮胎中获得应用，但生产规
模尚小，需加快发展。
    2. 低碳轮胎拉动高分散白炭黑需求火爆
　  胎面胶采用大量白炭黑是20世纪以来轮胎行业取得的重要成果之一。我国已开发成功的以HCSIL-833MP为
代表规格的高分散白炭黑，其性能和使用效果与国外同类产品相当。低碳轮胎将拉动白炭黑的发展，预计至2015
年我国轮胎用白炭黑将达到120万t，超过全世界用量50%以上，高分散白炭黑的需求将更大幅度提高。
    3. 炭黑湿法造粒新工艺成节能新举措
    推广湿法造粒新工艺不仅大大改善了生产条件而且提高了产品质量，近十年炭黑产品的原料油单耗下降了
15%，炭黑单位产品的综合能耗下降了70%。今年我国已成功建成4万t/a规模的生产装置，装置大型化将具有更
明显的节能效果。


橡胶骨架材料向轻量化、高强度发展
    在各种骨架材料中，2009年钢帘线产量92 万t、锦纶25 万t、聚酯8.6 万t、总产量180万t，同比增长
16%。
    1. 骨架材料轻量化效果显著
    目前世界主要汽车轮胎生产商都在关注芳纶在汽车轮胎中的应用，特别是采用芳纶帘线作为骨架材料的超
轻、超薄和低滚动阻力的子午线轮胎。“十一五”期间，广州华南橡胶轮胎有限公司分别在60、65、40系列轿车
子午胎胎体和冠带层中采用芳纶帘布和芳纶与锦纶或涤纶复合的帘线作为骨架材料，取得了显著效果。芳纶短纤
维的应用领域也在不断拓宽，山东玲珑轮胎、北京首创轮胎、华南轮胎、双星轮胎、四川海大轮胎和青岛赛轮等
企业的实验和应用实践，为国产芳纶材料的开发应用做出了重大贡献。在此基础上，科技部安排了适宜在轮胎工
业中应用的国产对位芳纶（1414）的技术攻关，且关于“十二五”芳纶复合材料在轮胎和橡胶制品中的应用的重
大863项目正在启动。
    据最新报道，贝卡尔特公司正与杜邦公司联合开发一种新型的复合帘线，这种复合帘线结构中芳纶纤维芯被
钢丝帘线包复，强度特别高，可在一些要承担高负荷的工程机械轮胎、矿山轮胎和高强度输送带中应用，可大大
降低粗钢帘线的重量，提高骨架材料与橡胶复合材料的动态粘合和疲劳性能，大幅度降低轮胎滚动阻力和输送带
运载阻力，这一技术也是一种节约能耗的绿色制造新途径。
    2. 高性能聚酯PEN（聚萘二甲酸乙二酯）
    高性能聚酯骨架材料PEN与目前轮胎工业中采用的高模低收缩HMLS聚酯材料相比有更高的强度、更高的模
量和良好的耐疲劳性，非常适宜作为乘用子午胎的骨架材料。意大利倍耐力公司、日本帝人公司相继开发了此类
产品，并在世界主要轮胎企业获得应用。国内骏马集团与东华大学正联合开发PEN工业丝和浸胶帘帆布，可望尽
快在轮胎、管带等产品中获得应用。


橡胶材料资源化利用迎来机遇
    解决橡胶资源供需矛盾、缓解废旧橡胶带来的环境压力，实现橡胶材料资源化利用，发展循环经济，已经成
为我国面临的一项重要而紧迫的战略任务。
    1. 再生橡胶增长明显
    2009年我国再生橡胶年产量为250万t，成为重要橡胶资源补充。我国开发的“废橡胶动态脱硫新工艺技术”
从根本上改变了再生胶行业污染严重的问题。近年来，国内开发的新型感应加热装置代替再生罐传统的导热和电
阻热传导方式，大大减低了工艺能耗和建设投资。如开发的高速比1:2.16的高线速精炼机，大大提高了生产效
率和产品质量；开发的生物法、物理法尾气的治理装置，根本上解决了生产过程产生恶臭和脱硫尾气的治理问题；
开发了生产过程的DCS程序控制技术，实现了智能化全程控制，2009年全行业达到了减排15%的目标。
    2. 硫化胶粉开辟废旧橡胶利用新渠道
    近年来，行业采用活化剂使胶粉表面活化，扩大了胶粉在各类橡胶制品中的应用。此外，将胶粉作为改性沥
青，对于低噪音公路建设效果显著。据悉，四川自贡高技术产业园区于2010年5月开始建设废旧轮胎胶粉改性
沥青产业化项目，达产后每年可处理废旧橡胶20万t，并形成40万t/a改性沥青、12万t/a精细胶粉能力。
    此外，“十一五”和“十二五”期间国家均将翻胎新技术开发列入国家科技支撑计划，有力的推动我国翻胎
工业的发展。

    版面所限，全文（1万字）已在本刊网站刊登，请登录：www.chemnews.com.cn
全文：下载