轮胎标签法助推橡胶原材料“绿色 ”发展
□ 双钱集团上海轮胎研究所苏博 江苏圣奥化学科技有限公司 龚军豪
随着公众安全、环保意识不断增强，各国对汽车用高性能轮胎要求越来越高，对于轮胎用新型橡胶胶料的需求也越来越迫切，开发低碳排放、绿色节能的轮胎及其新型橡胶胶料成为国际轮胎公司占领市场制高点的法宝。目前，全球多个区域制定了轮胎标签制度，安全、环保和节能成为了未来轮胎技术发展的新主题。
轮胎标签制度的建立旨在组建一种架构，通过在轮胎上贴标签，提供统一的轮胎参数信息，使得最终用户购买轮胎时具有知情选择权。同时，通过提升燃油经济性和提供低噪音等级的安全胎来增强公路运输的安全性，提高经济和环境效率。目前，欧盟，美国，日本和韩国已推出轮胎标签制度，预计中国、墨西哥和巴西将在未来2~3年里也推出相应制度，并与国际接轨，详见表1。
表1 全球不同区域实施轮胎标签制度实施情况
国家/地区 轮胎标准 轮胎等级/标签
中国 无 无
欧盟 2012年11月开始针对能效、湿 2012年11月开始针对能效、
地防滑和噪声实行强制标准 湿地防滑和噪音实行强制
湿地计划
日本 无 2010年1月针对能效和湿地
防滑实行自愿计划
韩国 提议的能效和湿地防滑标准将于 针对能效和湿地防滑的提议
2013年生效 于2011年自愿实行，2012
年开始强制实行
美国 加州标准（仍在制订中） 2010年采用测试方法；针对
能效、抗湿滑性能以及耐
用性的评级和标识计划可
能至少推迟至2012年
橡胶原材料
近年来，国内外橡胶生产企业及科研机构针对绿色轮胎的发展需求，通过聚合物分子定向设计等技术或对原有橡胶品种进行改性等方法，减小胶料的滚动阻力，进而降低油耗，实现绿色环保的理念。其中主要品种有溶聚丁苯橡胶（SSBR）、集成橡胶（SIBR）、环氧化天然橡胶（ENR）、聚异戊二烯橡胶和聚氨酯弹性体等。
SSBR是目前在环保型轮胎胎面胶中应用最广的品种，使用SSBR制备胎面胶的轮胎滚动阻力比使用乳聚丁苯橡胶（ESBR）的轮胎减少20%～30%，法国米其林公司生产的环保绿色轮胎多采用SSBR作为胎面胶。
SIBR即苯乙烯－异戊二烯－丁二烯共聚物，包含天然橡胶（NR）、顺丁橡胶（BR）和丁苯橡胶（SBR）的结构单元，聚合物中不同微观链段结构键合于同一高分子链，既克服了橡胶共混的不利因素，又可以将不同橡胶的优点集成起来，这就是研制SIBR的基本思想。
反式聚异戊二烯橡胶作为胎面胶可以明显改善轮胎的滚动阻力和湿抓着性能。它可以与天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、顺式异戊橡胶等共混共交联，共混胶料具有滚动阻力和生热降低，耐磨性、耐疲劳性提高等特点，这些正是高性能轮胎所需要的，也符合节能减排的需要。用其制造的橡胶制品具有更优异的耐屈挠疲劳性能、突出的耐磨性和低滚动阻力，同时其优异的动态性能，也可以使其用于橡胶减震材料之中。
另外，国外主要轮胎公司均开发并生产出以聚氨酯弹性体为材料的轮胎，不过采用聚氨酯弹性体代替橡胶制造轮胎成本较高。
橡胶助剂
我国橡胶助剂行业近年来发展迅猛，生产企业众多。橡胶助剂出口量不断增加，欧盟市场占有了很大比例，开发新型橡胶助剂生产技术，研制高效、多功能、绿色环保的橡胶助剂新品种，成为各大橡胶助剂生产厂家的主攻方向。
根据实施的标签法的要求，朗盛公司宣布，已成功开发出一种新的高性能橡胶助剂Nanoprene。将其添加到轮胎胎面胶混合物中可以显著减少汽车轮胎的磨损，从而极大延长轮胎的使用寿命。Nanoprene由预交联的橡胶微粒构成，该微粒采用朗盛创新专利乳化法生产，微粒大小从40至200纳米不等，具有很大的特定表面，从而能改进分布和硅烷偶联剂与聚合物基之间的结合。使用新的纳米微粒做助剂后，能使轮胎湿地抓地力、滚动阻力和轮胎的使用寿命三方面的性能同时改进。
随着环保绿色轮胎的风行，橡胶助剂发展逐渐趋于绿色化和高效化，一方面提高轮胎的性能，另一方面保证轮胎废弃后不含有毒有害的化学物质。
防老剂主要采用耐水抽出和不易变色的防老剂4020替代防老剂4010NA，采用二氢化喹啉类防老剂RD替代有致癌嫌疑的防老剂D。另外值得关注的还有无黑色污染的烃化聚酚类防老剂，如日本住友化学公司开发生产的AntigeneFR以及巴斯夫开发出来的抗氧剂新品种Irganoｘ1520等。
江苏圣奥化学科技有限公司研发出的防老剂高含量RD，二、三、四聚体含量较高的话可以延长焦烧时间和增加耐屈挠性，还能降低杂质引入。在轮胎胎面胶和胎体帘线挂胶中采用防老剂S-TMQ等量代替普通防老剂RD，可以明显提高胶料的耐热老化性能，降低胶料的生热。轮胎胎面胶和胎体帘线挂胶的耐热性能提高、生热下降，可使轮胎在高速、高载、内部高温的使用条件下，胶料的性能保持率高，轮胎使用更安全、使用寿命延长。
促进剂主要选用不产生亚硝胺的品种，如促进剂NS和CZ等，另外还有促进剂TBSI、TBz－TD和CBBS等。
加工助剂主要选用一些高性能环保品种，如抗硫化返原剂Perkalink900、蜜胺类防焦剂HTM、多功能助剂TiBTM、替代间苯二酚的有机胺类AIR系列粘合剂、替代有毒塑解剂五氯硫酚的物理化学复合塑解剂HTA等。
芳烃油具有与橡胶良好的相容性以及能够赋予轮胎良好的抗湿滑性等优越性能，在国内外充油胶和轮胎企业得到广泛的应用，但是芳烃油中含有致癌性多环芳烃，会对人体和环境造成危害，欧盟2005/69/EC法规对多环芳烃进行限制，规定在轮胎及橡胶制品中8种多环芳烃含量不得超过10mg/kg，其中苯并芘的含量要小于1mg/kg。目前，国内许多生产厂家纷纷致力于环保芳烃油的生产技术改进和新品研制开发，如东营鑫泉工贸有限公司生产的一种M-10环保芳烃油，采用富镧混合稀土纳米技术，高质低碳且无污染。M-10技术主要有两个方面的创新:其成分优于普通芳烃油，提高了橡胶轮胎的弹性和耐磨性；解决了橡胶在生产中的促进剂与软化剂的匹配问题，极大地提高了橡胶生产的效率。无锡驻友化工贸易有限公司以改性芳烃油为原料，经过先进的双重萃取工艺生产出性能类似于芳烃油的替代油。它不但保留了芳烃油在橡胶制品加工工艺方面的优点，并且作为欧盟危险品指令中定义的非致癌物，满足了高芳烃和低毒性产品的双重要求。中国石化石科院、中国石化济南分公司共同开发了环保型芳烃橡胶填充油的新生产技术——ARE溶剂抽提技术，以中间基反序抽出油为原料，以对多环芳烃具有较高选择性溶解能力的复合溶剂作抽提溶剂，经ARE抽提生产出符合欧盟2005/69/EC指令要求的轮胎用环保型橡胶填充油，其理化性质满足环保型丁苯橡胶填充油质量要求。
结 论
轮胎标签法的实施对轮胎滚阻、抗湿滑性以及噪声方面提出了更高的技术要求。在原材料的应用方面，进一步开展NR、杜仲橡胶、合成橡胶、填充补强材料、骨架材料、橡胶助剂等的应用研究，积极推广新材料，重视环保型、轻质型、可回收型材料的研发和应用。轮胎标签法不仅影响到以后对助剂产品的质量控制，对含量和杂质的要求会更高。大力发展新型橡胶助剂，将有力地推动绿色轮胎的发展。