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国产溶聚丁苯橡胶应用于高性能轮胎突破关键技术

国产溶聚丁苯橡胶应用于高性能轮胎突破关键技术

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  前不久,由中石油兰州化工研究中心、中石油华北化工销售分公司和赛轮金宇集团联合开展的“国产溶聚丁苯橡胶应用于安全节能高性能轮胎关键技术及产业化”项目,荣获中国石油和化学工业联合会2015年度科技进步三等奖。

  该项目开创了国产溶聚丁苯橡胶(SSBR)在高性能轮胎中大规模应用的先河,制造的高性能轮胎销往欧美等发达国家和地区,在我国轮胎制造业中起到引领示范作用,处于国际先进水平。该技术已在赛轮金宇轮胎有限公司等企业成功应用,为我国SSBR在高性能轮胎中大规模推广应用提供了技术支撑,累计创造经济效益64241.9万元。目前独山子石化SSBR装置满负荷生产,实现达产全销。

  节能、环保、安全是未来汽车的发展方向,其中滚动阻力小、油耗低、耐磨以及抗湿滑更好的高性能轮胎已成为当前轮胎产业发展的趋势。欧美等发达国家和地区出台的轮胎标签法,对轮胎的滚动阻力、抗湿滑性能、燃油效率和滚动噪声等级提出限值要求。2014年3月1日,中国橡胶工业协会《绿色轮胎技术规范》标准也开始实施。目前,我国轮胎产量约占世界总产量的1/4,出口率达40%左右,但是我国轮胎多属于欧盟标准E或F级。随着相关轮胎法规的相继实施,轮胎产业升级迫在眉睫。

  SSBR是制备低滚阻、高抗湿滑、高耐磨的高性能轮胎首选材料,我国对其研究始于20世纪70年代,但是其产量与产能严重不符,这是因为国内缺乏成熟的SSBR加工应用技术,导致国产SSBR未能在轮胎行业大规模应用。调研表明造成这一现状的根源主要有两方面:首先,SSBR配合技术及加工工艺与乳聚丁苯橡胶(ESBR)完全不同,必须采用白炭黑补强,尽管白炭黑改性技术和白炭黑补强技术已经研究了多年,但一直不能有效解决白炭黑分散不均匀、易团聚,与SSBR基体结合差的技术难题,SSBR的性能优势未能体现,严重制约了SSBR在轮胎中应用;其次,SSBR生产、销售、研发、应用的运行机制落后,各个环节相对独立,导致生产和市场脱节,技术开发和应用分离,限制了SSBR产业链良性发展。

  鉴于我国SSBR和轮胎产业存在的问题和历史背景,中国石油开始将其立项,牵头组织了技术攻关团队,以SSBR加工应用技术为突破口开展针对性工作。

  技术团队研究了国产SSBR结构与应用性能对应关系、硫化、补强等加工应用特性,并与国际同类产品进行性能对比,取得的研究成果包括:(1)白炭黑表面改性技术及低温连续混炼工艺、炭黑/白炭黑双相补强;(2)SSBR在高性能轮胎中应用的专有加工工艺及配合技术;(3)低膨胀系数胎面胶配方及梯度变温硫化工艺技术;(4)高性能子午线轮胎制备技术,建成了高性能子午线轮胎生产示范线;(5)创建了中国石油SSBR “产、销、研、用”一体化的技术推广和服务平台。

  从技术水平来看,开发的白炭黑表面改性、低温连续混炼工艺、双相炭黑补强、SSBR胎面配方及高性能轮胎制备等技术,突破了国产SSBR在高性能轮胎中应用的技术瓶颈,形成了具有自主知识产权的高性能轮胎制备技术。赛轮金宇公司采用本技术制备的子午线轮胎滚动阻力系数由原来的E级或F级提高到C级,抗湿滑指数由原来的E级或F级提高到B级,汽车平均行驶1万公里可节省油耗约23L,CO2排放量降低约40kg,且安全性能大幅提高,刹车距离缩短10%以上。

  该技术成果已经在赛轮金宇、中策橡胶、四川海大等多家轮胎企业应用。其中,赛金宇采用本技术制造的高性能轮胎成功打入欧美高端市场,2012~2014年累计生产高性能轮胎超过3840万条。随着本技术在金宇成功应用,示范作用不断凸显,促进了国产SSBR在轮胎企业大规模应用。

  随着《绿色轮胎技术规范》的实施,国内轮胎产业升级步伐将进一步加快,为SSBR的发展提供了机遇,市场需求量将快速增长。该技术的成功开发,为我国合成橡胶和轮胎工业的技术进步和产业升级提供了坚实的技术保障。

  从产生的经济效益和社会效益来看,直接经济效益显而易见:(1)销量最大的中国石油华北化工销售分公司SSBR销量累计增加28019吨,平均吨利润按1000元计算,累计增加经济效益2801.9万元;(2)用量最大的赛轮金宇集团轮胎产品3年累计生产销售3840万条,平均条利润按16元计算,累计增加经济效益61440万元。 综合SSBR产品和轮胎产品新增经济效益共64241.9万元。

  据中国橡胶杂志了解,玲珑轮胎、华南轮胎、陕西延长等轮胎企业也纷纷要求与中国石油合作开发高性能轮胎,国内SSBR橡胶的使用量和高性能轮胎的产销量将出现新局面。