“绿色轮胎”捧热高分散性白炭黑
□ 本刊记者 路元丽
欧盟两法规带动轮胎用白炭黑发展
为应对能源危机及低碳经济的要求,欧盟于2009年制订轮胎标签法规(EC)1222/2009,要求在欧盟销售的轿
车胎、轻卡胎、卡车胎及公共汽车轮胎必须加贴标签,标示出轮胎的燃油效率、滚动噪声和湿抓着力的等级。随
后将于2012年11月正式生效的欧盟一般机动车辆安全法规和轮胎标签法案也将全面提升对轮胎性能的要求。其
中,一般机动车辆安全法规(EC)661/2009对轮胎的滚动阻力、滚动噪声和湿抓着力的最低指标进行了明确规定,
并且该最低标准还将随时间推移而提高。
为达到欧盟轮胎两法规要求,全球相关研究机构及轮胎生产厂商均加大了低滚动阻力轮胎的研究与开发,大
量研究证明:在轮胎配方中加入沉淀法白炭黑取代炭黑能显著降低轮胎滚动阻力,降低油耗,减少CO2排放。同
时能提高湿滑地牵引力及转弯性能,从而提高行驶中车辆的安全性。米其林公司使用罗地亚公司的专利产品——
高分散性沉淀法白炭黑,成功推出了低滚动阻力的高性能“绿色轮胎”。由此,白炭黑在轮胎中的应用研究受到
国内外科研院校及轮胎生产商的热捧。
福建正盛无机材料股份有限公司董事长汤道英介绍,目前欧洲有超过85%的OEM(原始设备制造商)轮胎是
采用白炭黑补强的高性能“绿色轮胎”,甚至超过一半的替换胎也使用了白炭黑。美国主要是皮卡和SUV使用“绿
色轮胎”,但已经有越来越多的白炭黑作为轮胎补强剂,并通过技术创新不断提高加入份数替代炭黑,这给白炭
黑产业带来巨大的发展机遇。
欧美轮胎用白炭黑市场趋于成熟,然而在其他地区还有很长的路要走。虽然日本轮胎制造商在冬季轮胎中应
用白炭黑已有很多年的历史,但在夏季轮胎或全天候轮胎中应用并不常见。在北美市场,白炭黑消耗量基本上由
欧洲轿车轮胎生产厂商所控制。
高分散性白炭黑成新宠
在轮胎行业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。也有些轮胎企业用
于子午线载重轮胎的胎面,以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性,其用量较少,一般为10~15份。上世纪90年代以
来,由于西欧对环保和节能的要求日益严格,开始在乘用胎中加大白炭黑在胎面胶中的用量。然而在国外,白炭
黑售价较高,加上偶联剂和胶料加工增加的费用,轮胎成本显著增加,而且全用白炭黑的轮胎耐磨性和抗静电性
都不好。因此,在生产低滚动阻力轮胎时,多采用炭黑和沉淀法白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效
果。
当前欧盟、美国和日本等对绿色轮胎的重视,极大地促进了白炭黑尤其是高分散性白炭黑的发展。但欧盟目
前夏用轮胎只有60%达到了其法规最低标准,因此今后欧盟的高分散性白炭黑用量的增长空间仍很大。预计未来
几年,世界对高分散性白炭黑的需求可能突破年均递增10.4%的预测。
另据介绍,轮胎行业采用高分散性白炭黑的一个利好因素是:白炭黑和偶联剂的价格和炭黑的价格差距正日
趋减小,以美国为例,2000年炭黑(N234)每公斤价格为0.57美元,而白炭黑/硅烷的价格为2.32美元;2010
年上半年炭黑(N234)每公斤价格上升为1.16美元,而白炭黑/硅烷的价格下降为1.85美元。
国外白炭黑生产商为抢占先机,纷纷推出自己开发的专用于轮胎的高分散白炭黑产品,如法国罗地亚公司
Z1165MP、Z165GR,美国PPG公司Hil EZ,德国迪高沙公司7000GR等,并不断扩大产能。仅法国罗地亚公司在世
界各地的7家沉淀法白炭黑工厂的产能就达33万t/a,最近还计划把美国和法国的高分散白炭黑的产能再增加
3.2万t/a。该公司在世界各地的高分散白炭黑产能将提升40%以上,以适应低滚动阻力轮胎的迅猛增长。
国内轮胎用白炭黑需求将增加
我国轮胎生产规模大,出口量多,且出口地主要集中在欧美,由于中国企业普遍缺乏检测手段,欧盟新规将
直接提高中国输欧轮胎企业的测试成本,间接使中国轮胎的总成本上升,导致中国轮胎在欧盟的竞争力受到影响。
同时,我国轮胎行业低滚动阻力高性能轮胎生产厂家少,产量小,因此白炭黑用量少。2009年我国轮胎消耗的橡
胶炭黑超过300万t,但白炭黑仅占3.3%,与欧美等国31%的比例水平相差甚远。随着国家对轮胎产品节能环保
要求的提高,尤其对汽车节油有较大影响的轮胎滚动阻力等质量技术要求的提高,我国轮胎中白炭黑的添加量必
然大幅增加,如果消费比例达到发达国家水平,每年仅该领域需要的白炭黑就将超过110万t。
据统计,我国目前乘用轮胎出口欧盟约4000万条,美国约3000万条,如果全部是达到绿色轮胎的要求,需
用高分散性白炭黑的数量可观。中橡集团炭黑工业研究设计院李炳炎教授作了如下估算,每条乘用车轮胎的橡胶
用量平均为4.2kg,其中胎面胶用量约为3kg;绿色轮胎的胎面胶配方中平均白炭黑用量为43份,即1.29kg;那
么7000万条轮胎共需用高分散性白炭黑约9万t。
为迎接全球绿色轮胎的发展浪潮,我国应尽快制定高分散白炭黑产品的国家或行业标准和检验方法,鼓励企
业加强高分散白炭黑生产技术的研究开发和应用研究,引导行业健康发展。
(本文根据中橡集团炭黑工业研究设计院李炳炎教授、福建正盛无机材料股份有限公司董事长汤道英的文章整
理,在此对两位专家表示感谢!)
