为绿色轮胎打基础 轮胎试用开始“上路”

“湿法混炼共沉橡胶新材料为绿色轮胎制造提供了基本条件，并从根本上解决了白炭黑飞扬带来的环境污染，将有助于加快绿色轮胎的研发推广进程，有利于轮胎工业的技术升级。”在5月17~20日于云南景洪市举办的橡胶湿法混炼新工艺新材料技术论坛上，这一颇具前景的国际前沿技术引发了天然橡胶生产企业和轮胎企业的浓厚兴趣。

为绿色轮胎打基础

中国化工学会化工新材料委员会理事长于希椿在会上表示，我国以节能、降耗、减少污染为代表的绿色轮胎生产应用进程正在加快。但绿色轮胎生产需要使用大量的白炭黑，而白炭黑和橡胶混炼相对困难，且容易粉尘飞扬，耗能也较大。橡胶白炭黑湿法混炼新工艺正是针对上述问题开发的，对橡胶行业的技术进步有着重要意义。

“欧盟数据表明，全球18%的CO2排放与道路交通有关，24%道路车辆的C02排放与轮胎有关，如果全球的汽车都使用绿色轮胎，则每年可减少5000万吨CO2排放。轮胎油耗为汽车的20%～30%，使用绿色轮胎每年可节省200亿升汽油。如果我国目前行驶的轮胎如全部采用绿色轮胎，则每年可节油41万吨，带来30余亿元的经济效益。”国家橡胶与轮胎工程技术研究中心决策委员会研究员、中国橡胶工业协会助剂专业委员会名誉理事长许春华对中国化工报记者说，“添加大量白炭黑的轮胎才能达到绿色轮胎的标准，而普通白炭黑的分散性较差，制约了绿色轮胎的发展。湿法混炼技术则满足了大量添加白炭黑的要求，使轮胎性能得到很大提升，特别是在降低轮动阻力和能耗方面效果明显。”

据了解，绿色轮胎的概念已经从最早应用白炭黑的“硅轮胎”转变为生产全过程的绿色化，既包括原材料本身的绿色生产和轮胎生产过程的节能降耗、绿色制造，同时也包括产品终端的绿色服务及资源综合利用。

许春华说，混炼工艺是橡胶加工中能耗最高的工序，占轮胎生产过程全部能耗的40%。目前我国橡胶工业仍沿用能耗高、产业链长、环保差的机械干炼法，在密炼机中对橡胶／填料／配合剂进行多段混炼，生产每吨混炼胶耗电约400千瓦时，年耗电平均达50亿千瓦时。中橡协材料研究检测中心对不同企业提供的湿法胶产品采用1.0L小密炼机混炼进行的能耗检测显示：与干法（白炭黑含量50～60份）相比，湿法能耗平均下降30%左右，湿法的节能、节电效益十分可观。

大步迈向工业化

现在我国已经走在了湿法混炼这一国际技术的研发前沿，并建立了万吨级生产线。于希椿表示，我国湿法混炼已经进行了三方面的研究：一是共沉淀工艺研究，确定了水乳液的制备方式，确定了共沉胶的基本配方和基本工艺，建立了橡胶／白炭黑共沉胶的生产线；二是开展了大量的配方试验，进行了材料基本性能的分析测试工作；三是多家轮胎企业已经批量试制了轮胎产品，并取得了良好效果。

许春华介绍说，2011年5月，由国家橡胶与轮胎工程技术研究中心组织国内研究院校、企业建立了专题研究组。此后，随着节能减排、绿色轮胎的需求和发展，以及中国化工报、专业网站等媒体的推进，橡胶湿法混炼新工艺新材料的技术开发已成为热点，目前全国已有十余家单位在该领域进行研究开发。

株州安宝麟锋新材料／北京万汇一方、北京万向新元、勐腊曼庄橡胶厂于2013年联合开发国内首套湿法混炼自动化生产线，建成10000吨／年生产规模，可望进一步扩大装置的产业化规模。该自动化生产线系统包含了天然橡胶、白炭黑共沉胶生产工艺技术，形成一套兼顾全乳胶、胶杯胶、共沉胶的自动化连续生产线，实现了从传统的农机模式向工业自动化技术的转变。该生产工艺具有投资少、节能、减排效果明显、自动化程度高等优点，使天然橡胶的生产工艺产生重大变化。

杭州中策橡胶公司在海南天然橡胶生产基地试制了添加白炭黑和炭黑的湿法混炼胶，并用于该公司的轮胎生产，可根据需求日产混炼胶1～5吨，生产全钢载重子午线轮胎100~300条，产品性能与传统工艺相比有显著提高。

软控股份恰维怡橡胶研究院在湿法混炼材料、工艺设备和建立自身产业链方面进行了全面研究和规划，申请的数项专利正在审查或公开阶段，可望在年内实现产业化。
东北助剂化工有限公司是新中国成立后最早的橡胶促进剂生产企业，近年来对湿法混炼技术开发十分关注，并与云南天然橡胶生产企业合作，试产的湿法混炼共沉橡胶已在不少企业进行了实际应用试验，逐步实现产业化。

华南理工大学王炼石教授是我国湿法混炼技术开发的带头人之一，王教授带领他的团队在湿法混炼基本原理、炭黑和白炭黑的表面处理、配合技术及生产工艺方面进行了大量研究，发表了许多论文，对后来人的研究开发起了重要的推动作用。

此外，北京化工大学、青岛科技大学、中化国际、江苏圣杰等有关科研单位及相关企业在湿法混炼方面的成果不断涌现，上海双钱轮胎、杭州中策、华南轮胎、赛轮等轮胎企业也积累了应用技术经验。

轮胎试用开始“上路”

华南轮胎有限公司魏静勋主任告诉记者，他们公司已经完成了实验室、车间和成品三个阶段的试验，证明湿法混炼对轮胎生产的节能效果以及使用中的节油效果都比较明显。其中，车间实验结果表明，混炼时间缩短25%左右，混炼能耗降低20%左右。成品试验结果显示，轮胎均满足美国smartWAY前轮位的滚阻要求。试验配方轮胎滚动阻力降低2.9%。

杭州中策橡胶有限公司高级工程师楼齐淼表示，实验证明，使用湿法混炼工艺混合的白炭黑胶料所生产的轮胎耐磨性好、生热低、滚动阻力小，抗湿滑性能佳。

杭州中策通过湿法混炼得到的白炭黑母胶应用于胎面、胎面下层胶、垫胶后，轮胎滚阻下降15%(提高一个级别)。按滚阻下降4%可节油1%计，应用该液态混炼技术生产的轮胎可节油3%～4%，生热性能下降了近10%，耐久和高速性能也上了一个档次。

里程试验和节油试验表明，同等距离和相同路面，在杭千高速杭州至千岛湖段来回400千米，第一星期用正常配方（干法）轮胎，第二星期用湿法混炼白炭黑配方轮胎，经2800千米试验统计，湿法混炼白炭黑配方轮胎可节油2.56%，若正常配方按油耗28升/100千米，油价按7元／升，行驶里程25万千米计，湿法混炼白炭黑配方轮胎可节油1792升，单胎可节省2090.6元油费。

湿法混炼任重道远

“湿法混炼适应了绿色轮胎的需求，但还有很多需要提升的地方，比如胶料的硬度比较高，加工问题还要好好研究；白炭黑的磨耗性能不如炭黑，添加炭黑并用可能会取得很好的效果，但后面还有很多工作要做，任重道远。”许春华接受记者采访时说。

“虽然分散性能好了，但是磨耗是个大问题。湿法混炼比干法混炼确实提升了一个等级，但是在某些方面与炭黑相比还有不小的差距。应用湿法混炼技术后，轮胎的抗湿滑性能到底如何？现在还没有具体数据，也要加深研究。”楼齐淼建议，在液体防老剂开发、解决白炭黑二次结晶造成的不易加工等问题方面，橡胶助剂企业和轮胎企业应携手攻关。

“不同时间乳胶中固含量不同，怎么才能控制好白炭黑混合料液体和固态转变时间？”“虽然炼胶能耗低，但是总能耗下降不明显，其他环节的能耗怎么控制？”……业界人士提出的很多技术问题，还有待进一步解答。