轮胎工业原材料的绿色发展趋势 陈志宏 北京橡胶工业研究设计院 2011.10 杭州.

Presentation on theme: "轮胎工业原材料的绿色发展趋势 陈志宏 北京橡胶工业研究设计院 2011.10 杭州."— Presentation transcript:

1 轮胎工业原材料的绿色发展趋势 陈志宏 北京橡胶工业研究设计院 杭州

2 表1 2011-2015年国内汽车轮胎需求测算（按汽车增长10 %A方案）
一、轮胎发展前景 表1　 年国内汽车轮胎需求测算（按汽车增长10 %A方案） 年份 乘用胎/万条 轻卡胎/万条 载重胎/万条 合计/ 万条 总量 配套 维修 2011 15350 6210 9140 2513 1495 1018 6480 1308 5172 24343 2012 16976 6830 10146 2844 1585 1259 7944 1584 6360 27764 2013 18762 7510 11252 4628 1750 2878 9372 1740 7632 32762 2014 20727 8265 12462 3704 1915 1789 10920 1920 9000 35351 2015 22877 9090 13787 4199 2115 2084 12552 2100 10452 39628 年均 增长率 10.49 9.99 10.82 13.69 9.06 19.61 17.97 12.56 19.23 12.95

3 表2 2011-2015年国内汽车轮胎需求测算（按汽车增长20 %B方案）
年份 乘用胎/万条 轻卡胎/万条 载重胎/万条 合计/万条 总量 配套 维修 2011 16044 6775 9269 2732 1425 1307 7296 1560 5736 26072 2012 18696 8130 10568 3466 1880 1586 9084 1896 7188 31246 2013 21911 9755 12156 4174 2255 1919 11208 2280 8928 37293 2014 25800 11705 14095 6213 3705 2508 13728 2736 10992 45741 2015 30495 14045 16450 6221 3250 2971 16716 3276 13440 53432 年均增长率 17.42 19.99 15.40 22.86 22.89 22.83 23.0 20.38 23.72 19.65 乘用胎需求量接近美国水平，但载重胎远高于美国

4 表3 2015年轮胎需求量汇总 轮胎类别 需求量/万条 其中子午线轮胎/万条 子午化率/% 备注 汽 车 轮 胎 乘用胎
表3　2015年轮胎需求量汇总 轮胎类别 需求量/万条 其中子午线轮胎/万条 子午化率/% 备注 汽 车 轮 胎 乘用胎 100 含SUV,MPV车轮胎 轻卡胎 60 载重胎 90 公制低断面无内胎占60%, 万条 小计 91-92 工程机械轮胎 各类小计 1053 423 40 其中巨型工程机械轮胎 3 农业轮胎 5000 800 16 国内需求总计 82-85 出口轮胎 92 约占总产量25% 合计 85-86

5 二、环保材料的应用 我国轮胎发展的产业政策 1.转变发展方式 · 改变重规模扩大、轻技术投入 · 改变重国外市场扩大、轻国内配套市场抢占
·改变重眼前利益、轻长远发展 ·改变以降价作为市场竞争的手段，提高技术附加值 ·改变本地化的无限扩张，发挥跨地区（国）的集团化优势组合。 ·改变徘徊在国际产业链的中低端，走出U型线的中间段 ·由轮胎大国向轮胎强国迈进

6 2.提高生产规模与产品水平 · 安全环保高性能子午胎扩大比例 · 载重子午胎扩大无内胎比例 ·推广落实节能减排新工艺技术 ·采用环保材料 ·逐步淘汰落后产能，形成合理经济规模 ·设计技术由经验为主向数字化转变，普及有限元分析，充分利用计算机手段进行轮胎结构和配方的优化。 ·增强产品性能检测手段，尤其是建立轮胎专用试验场。 ·实行产、学、研结合，加大创新力度

7 三、橡胶的需求发展趋势 表4 2015年轮胎耗胶需求测算 （按A方案） 万吨 轮胎类别 子午胎 斜交胎 外胎合计 单胎平均耗胶 kg/条
总耗胶 SR% SR量 累计 NR SR 载重 24.0 271.13 15 40.67 18.0 22.59 40 9.04 293.72 244.01 49.71 17 乘用 5.6 128.11 55 70.46 - 55.25 54 轻卡 8.0 20.16 50 10.08 6.0 10.07 45 4.53 30.23 15.62 14.61 48 工程 160.0 67.68 10.15 60.0 36 14.4 103.68 79.13 24.55 农业 40.0 32.00 16.00 5.0 21.00 60 12.60 53.00 24.40 28.60 54.0 出口 8.4 115.91 49 56.80 12.0 14.41 6.49 130.32 67.03 63.29 总计 12.3 634.99 32 204.16 11.4 108.77 47.06 739.06 487.84 251.22 34.0 占总总耗胶比% 86 （NR）88 81 14 （NR）12 19 100

8 表5 2015年轮胎耗胶需求测算 （按B方案） 万吨 轮胎类别 子午胎 斜交胎 外胎合计 单胎平均耗胶 kg/条 总耗胶 SR% SR量
累计 NR SR 载重 24.0 361.06 15 54.16 18 30.10 40 12.04 391.96 324.96 66.20 17 乘用 5.6 170.77 55 93.92 - 76.85 轻卡 8.0 29.86 50 14.93 6.0 8.21 44.79 21.65 23.14 52 工程 160.0 67.68 10.15 60.0 36 14.4 103.68 79.13 24.55 农业 40.0 32.00 16.00 5.0 21.00 60 12.60 53.00 24.40 28.60 54.0 出口 8.4 115.91 49 56.80 12.0 14.41 6.49 130.32 67.03 63.29 总计 11.89 777.28 32.3 245.96 11.7 116.44 47.0 53.74 893.72 594.02 299.70 33 占总总耗胶比% 87 （NR）90 82 13 （NR）11 8 100

9 节省NR资源的措施 杂质含量/% 0.87 0.34 P0 22 43 PRI 45 硫化140℃ ·min 20 30 40
表6 河北泰斗合成材料厂螯合改性技术 国产20#标胶（原胶） NR-9328Z型（改性胶） 杂质含量/% 0.87 0.34 P0 22 43 PRI 45 硫化140℃ ·min 硬度/邵 拉伸强度 MPa 扯断伸长率/% 拉伸强度提高/% 扯断伸长率提高/%

10 表7 青岛改性剂的改性效果 SMR2O （原胶） NR-NDX（改性胶HS-NR） 门尼粘度 84 70 P0 52.7 49.9 PRI 77.2 78.0 硬度/邵 39 43 拉伸强度 MPa 24.9 28.5 扯断伸长率/% 753 728 拉伸强度提高/% 14.6 扯断伸长率提高/% -2.1

11 表8 HS-NR在载重子午胎胎面中的应用 项目 HS-NR SMR-20 性能提高/% 硬度/邵 70 68 拉伸强度 MPa 30.2 24.2 24.8 扯断伸长率/% 579 471 21.0 300%定伸应力MPa 14.5 14.8 阿克隆磨耗 0.41 0.52 21.2 100 ℃X48h老化后 29.8 22.8 600 495 39.8 弹性/% 31 实际使用结果（1000R20) 累计单耗 Km/mm 38-50

12 2.聚氨酯材料 华南理工大学研发的聚氨酯/橡胶复合绿色轮胎产业化成果处于国际领先水平，在工业轮胎中应用显著提高耐磨和耐刺扎性，受到用户青睐。可进一步在翻胎、工程胎、载重轮胎推广应用。绿色轮胎发展前景广阔。

13 3.异戊橡胶IR IR是唯一能代替NR的合成胶 是C5综合利用的最好途径 近期我国可以实现产业化 国家政策支持，从战略角度发展IR

14 表9 IR替代NR的初步方案（2015年） 轮胎类别 NR总耗量（万吨） IR应用部件 平均单耗IR 公斤/条 IR总耗量（万吨）
斜交胎 62.70 胎面胎体20%，IR替代NR 2.25 9.36 14.9 载重子午胎 306.90 胎圈钢丝胶胶芯胶100% IR替代NR 0.90 13.54 4.4 半钢乘用子午胎 91.78 聚酯帘线胶70% IR替代NR 0.80 24.40 26.6 合计 461.38 47.3 10.3

15 企业名称 IR规模 茂名鲁华化工有限公司 1.5 万t 青岛伊科思公司 3.0 万t 青岛伊科思（抚顺）公司 4万t
辽宁盘锦振奥化工有限公司 5.0万t 淄博鲁华泓锦化工公司 青岛第派新材料有限公司 3.0万t 小计 21.5万t

16 4.SSBR 发展绿色轮胎已是必然，对SSBR的需求将会突显，仅乘用子午线轮胎合成胶消耗量已增大到70万吨，其中主要是SBR的消耗，按国外SSBR占SBR的30 %计， SSBR的需求量将达到20万吨以上。但需要根据轮胎企业不同要求生产系列品种，包括不同充油量，不同苯乙烯含量、乙烯基含量、不同端基改性的品种。

17 5.聚丁二烯橡胶BR BR具有低滚动阻力，耐磨性好，屈挠性好的特点，在子午线轮胎胎侧胶中、冬用轮胎中、低滚动阻力轮胎中都需要使用BR.当前尤其要加大对钕系顺丁BR的推广力度。NdBR更适用于子午线轮胎中的应用。

18 6.丁基橡胶（IIR）和卤化丁基胶（HIIR）

19 企业名称 IIR/HIIR规模 备注 表11 我国IIR和HIIR发展规模 中石化北京燕山公司 13.5万t（其中BIIR4.5）
浙江嘉兴兴汇合成材料厂 5万t 盘锦振奥化工有限公司 10万t 俄罗斯YARSINTEZ技术 扬子金浦-兰州化工红叶 天津陆港橡胶 6万t 中海油LNG 意大利CONSER技术结合中海油LNG技术 小计 44.5万t

20 四.补强填料 表12 不同白炭黑用量在SSBR中的性能 白炭黑（7000GR） 0 10 30 50 70
炭黑（N234） 门尼粘度（ML1+4100℃） 60℃tgδ 0℃tgδ 滚动损失（J/rev） 侧力系数 磨耗（g/km）

21 国外轿车子午胎胎面胶主要成份 表13 165/70R13 M G C Y V S 生胶 SBR100 BR60/NR40
SBR70/NR30 炭黑/份 9 16 6 78 68 77 白炭黑/份 43 50 增塑剂*/份 27.5 19.3 17.4 36.8 26.5 52.5 含胶率/% 47.97 54.79 56.54 45.65 48.94 42.67

22 表14 175/70R13 82T M G B C Y F 生胶 SBR100 BR50/NR50 SBR80/NR20
炭黑/份 68 18 16 13 54 47 白炭黑/份 42 51 65 15 10 增塑剂*/份 20.2 16.8 25.0 26.4 20.4 15.7 含胶率/% 52.19 55.22 52.16 47.79 51.54 55.99

23 表15 195/65R15 91V M G B C P T 生胶 SBR90/BR10 SBR80/BR20 BR80/BR20
SBR60/NR40 SBR80/NR20 SBR100 炭黑/份 15 16 52 13 66 白炭黑/份 55 64 20 60 53 6 增塑剂*/份 17.4 25.1 23.5 16.0 26.1 含胶率/% 51.04 47.77 49.56 48.76 53.30 49.55

24 表16 225/45ZR17 M G P K H V 生胶 SBR100 BR65/NR36 SBR70/NR30 炭黑/份 7 16 39
43 60 7.5 白炭黑/份 65 33 35 20 57.5 增塑剂*/份 31.3 35.5 26.3 33.9 43.9 21.7 含胶率/% 49.04 45.13 49.80 46.17 43.37 51.81

25 表17 225/40ZR18 M G B C Y F H 生胶 SBR100 SBR/80/NR20 SBR80/NR20 炭黑/份 77
41 14 49 64 11 56 白炭黑/份 21 39 36 15 59 24 增塑剂*/份 47.7 41.7 24.0 35.3 38.7 26.0 36.3 含胶率/% 39.99 44.41 48.68 44.91 45.00 50.39 45.40

26 表18 235/35ZR19 M G C P D Y 生胶 SBR100 SBR70/NR30 炭黑/份 7 32 6 41 16 60
白炭黑/份 65 51 74 36 62 17 增塑剂*/份 28 42.9 31.4 35.4 38.6 含胶率/% 49.28 43.19 46.40 46.31 45.97 45.62

27 白炭黑已成为绿色轮胎的主要补强材料，在国外轿车子午胎胎面胶中已普遍使用，而且用量较大（60-70份），国内差距还较大，但随着我国低碳经济的发展，必然会大量采用白炭黑。配套的材料和工艺还必须跟上。国内生产白炭黑的企业比较多，规模也在逐渐扩大，高分散白炭黑低聚合高分散性系列白炭黑（环保颗粒型）能满足低滚动阻力、高防滑性和耐磨性的要求。

28 五、硅烷偶联剂 目前用量较大的依然是Si69，其用量一般是白炭黑的10%。

29 六.环保油 欧洲2005/69/EC指令（2010年1月1日实施） 多环芳烃PCAs含量＜3%
8种PAHs（Bap、Bep、BcA、CHR、BbFA、BJFA、BKFA、DBAhA)总含量＜100mg/Kg. 国外推荐三类产品 1.富芳烃抽出油再精制（处理芳烃油TDAE) 2.石蜡基馏分油缓和萃取中间物（浅抽油MES） 3.重质环烷基油（处理环烷油NAP） 主要生产商 TDAE 德国汉胜-罗圣泰集团（Hansen＆Rosenthal Group） 商标号 EC500 SX500 –新达洋（宁波）有限公司 MES 瑞典尼纳斯公司生产 商标号 NYTEX4700 NYTEX8450 –尼纳斯石油（上海）有限公司 国内生产商：中石油大港石化公司、中石油辽河石化公司、中石油克拉玛依石化公司等。

30 表19 山东天源化工环保油性能 项目 德国-汉胜EC500 尼纳斯NYTEX4700 国内其他厂家 山东天源TY8201 0.9493
表19 山东天源化工环保油性能 项目 德国-汉胜EC500 尼纳斯NYTEX4700 国内其他厂家 山东天源TY8201 相对密度（15℃ ） 0.9493 0.9410 0.9422 0.9542 折光率 1.528 1.521 1.519 1.527 闪点℃ 28 -14 23 15 运动粘度mm2/s 40 ℃ 781 700 438 576 100 ℃ 20.4 27.3 17.9 19.5 粘度比重常数VGC 0.883 0.871 0.878 0.893 C型分析% CA 25 20.5 23.5 CP 29 30 36.5 37.5 CN 46 49.5 44 39 苯胺点 ℃ 71 90 89 68

31 表20 高分散性纳米级包覆氧化锌HN50性能对比（洛阳市蓝天化工厂）
七.低锌产品 表20 高分散性纳米级包覆氧化锌HN50性能对比（洛阳市蓝天化工厂） 品种 在橡胶中应用量 普通ZnO 5 ZnOHN50 3.5 硫化仪151 ℃ MH 15.59 16.79 ML 2.83 1.94 T90 min 6.09 7.31 物性151 ℃ X15min 硬度 邵 56 拉伸强度 MPa 19.8 17.6 伸长率 % 531 459 300%定伸应力 MPa 8.5 9.6 永久变形 % 24 18 阿克隆磨耗 0.9790 0.2572 注：HN50只含金属锌50 %-60 %，在应用中再减量70 %，综合为普通氧化锌的65 % 相当每年在公共环境中减少约20万吨氧化锌的污染。

32 表21 环保型有机锌在载重子午胎胎面胶性能对比（江苏ATE公司）
品种 普通ZnO 纳米ZnO 有机锌 在橡胶中的用量 3.5 硫化仪145 ℃ MH 14.56 14.98 14.87 ML 2.05 2.04 2.06 T90 min 21.8 22.15 20.55 密度 1.104 1.105 1.088 拉伸强度 MPa 18.4 17.9 18.7 伸长率 % 658 632 680 300%定伸应力 MPa 6.1 6.0 7.0 永久变形 % 32 29 撕裂 75 68 89 老化后性能变化% 拉伸强度 -26.1 -24.0 -13.4 伸长率 -37.7 -32.3 -29.7 注：有机锌含锌量40 %，相当普通氧化锌80 %的一半，等量代替使用相当减少了50 % 的氧化锌。

33 产品结构调整已取得显著成效。2005年钢帘线已成为第一大骨架材料，到2009年产量占51％.
八、骨架材料 产品结构调整已取得显著成效。2005年钢帘线已成为第一大骨架材料，到2009年产量占51％. 进入新世纪，芳纶材料已成为橡胶用高性能纤维材料的代表。 具有强度高、变形小、热收缩率低、高耐热和蠕变极小等优点。 用于生产超轻、超薄和低滚动阻力子午胎

34 品种 钢帘线 锦纶 涤纶 其他 总计 产量/万吨 92 25 8.6 54.4 180 比例/ ％ 51.1 13.9 4.8 30.2
表 年骨架材料产量 品种 钢帘线 锦纶 涤纶 其他 总计 产量/万吨 92 25 8.6 54.4 180 比例/ ％ 51.1 13.9 4.8 30.2 100

35 九.其他 不溶性硫黄、防老剂、促进剂、各类加工助剂、无机填料等材料在我国实行绿色化工生产方面，在产品结构调整均取得了明显的进展。今后在生产集中度方面进一步加强，以适应轮胎工业低碳经济发展的需要，更上一层楼。

36 九.循环经济 轮胎工业循环经济 首先提高轮胎的翻新率和翻新次数，延长轮胎使用寿命，这是最关键的。带束层翻新胎面的翻新方法值得关注。
废轮胎以制作胶粉为主，胶粉的应用应重点在高速公路沥青改性上应用。国家应制定相应政策给予支持。 胶粉的生产以低温机械粉碎法为主，也可以考虑再生剂的应用。 我国再生胶生产和应用都较普遍，但要向环保高性能方向发展。前面提到的NR改性剂也可以同样改善再生胶生产环境，去除再生胶的臭味。

37 谢谢