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綠色制造推動我國橡膠工業新發展
發布時間:2015-12-14 新聞來源:
“十二五”是我國橡膠工業成為世界強國的關鍵時期,根據當前情況分析,我國“十二五”期間橡膠工業整體發展速度將有所下降,但保持平穩較快發展的目標不會變。預計“十二五”末與“十一五”末相比,全行業工業總產值將翻一番,達到1.2萬億元,年平均增長15%,全行業生膠消耗量增長35%,達到950萬噸,年平均增長7%,輪胎等產品產量平均增長將超過7%,子午化率達到90%。輪胎等主要產品的綜合能耗比目前下降20%左右,廢舊輪胎的利用率由目前的85%提高到95%?!笆濉逼陂g,要以科學發展、低碳經濟為指導,切實轉變經濟增長方式,提高產品生產集中度,并調整產品出口結構,努力提高橡膠產品的國際競爭力,堅定不移地實施橡膠工業強國戰略?! ?/p>
汽車工業發展是我國輪胎工業發展的巨大推動力,2012年我國汽車銷量約1930萬輛,增長4.3%左右;輪胎總產量約4.83億條,同比增長6%左右,子午化率達到89%。預計2020年之前我國將生產500萬輛電力和混合驅動車輛等新能源汽車。隨著我國汽車工業產品結構調整,特別是新能源汽車的開發將大大帶動我國綠色輪胎、節能環保輪胎等新結構輪胎的開發。同時,交通運輸業、航天、航空及高速公路、高鐵事業的發展必將給我國高性能橡膠制品的發展帶來新的生機。2011年,我國高速公路全長8.5萬公里,2012年預計為9.6萬公里,“十二五”末預計達到10.8萬公里,接近世界領先水平。我國目前鐵路總里程9.6萬公里,“十二五”末高鐵總里程將達1.8萬公里,我國已成為世界上高鐵運營里程最長,在建規模最大的國家?! ?
1992年法國米其林率先開發了綠色輪胎(Silica greem tyre),這是全球輪胎工業的又一次重大革命。綠色輪胎是填充大量白炭黑的輪胎,它的最主要特點是降低輪胎滾動阻力20%~30%,節省燃油(0.5L/100km)約5%~7%,降低二氧化碳排放1.2kg/km。據測算,如果全球的汽車都使用綠色輪胎,每年可節省200億升汽油,減少5000萬噸二氧化碳排放。一輛車如果每年行駛12500公里,可節省燃油約為100歐元(約合1000元人民幣)?! ?/p>
歐盟數據表明;全球18%二氧化碳排放與道路交通有關,24%道路車輛二氧化碳排放與輪胎有關,同時汽車20%~30%燃油油耗與輪胎有關。因此輪胎的綠色化更顯重要。2012年歐盟《1222/200G/EG》法規提出了全面實施輪胎標簽法的要求,對綠色輪胎的生產和使用產生了巨大推動力。目前,美國、日本、韓國、巴西等均提出了實行標簽法的動議,我國也積極組織力量制定相關標準、制定中國綠色輪胎的產業化法規、推動輪胎試驗場建設。我國輪胎制造業應抓住這一契機,加大綠色輪胎的技術開發力度,努力實現綠色制造,推動我國輪胎業的技術進步。據報道,我國目前行駛的輪胎如全部采用綠色輪胎每年可節油41萬噸,帶來近30億元的經濟效益,減少二氧化碳排放300萬噸以上?! ?/p>
從2012年世界輪胎75強排名中可見,雖然我國大陸輪胎企業占了27家,但27家的銷售額總計209.5億美元,不如日本普利司通(284.5億美元)和法國米其林(225.15億美元)獨家的銷售額。美國早先也有120多家輪胎企業,但經過幾十年的拼殺和整合至上世紀八十年代僅縮減至六、七家,而汽車工業從當時的3000多家僅存目前的三大巨頭。因此,我國輪胎工業應提高產品集中度,實現企業間的重組聯合,形成重拳出擊,才能提高輪胎產品的國際競爭力。輪胎企業近年來多次在國際貿易中受到沖擊,也是值得思考的問題。2012年9月26日美國對我國輪胎的特保案三年期滿,中國輪胎能否有效殺回美國市場尚需考察。
堅持綠色化工 調整原材料產品結構
開發綠色原材料發展綠色化工是近年來我國橡膠工業的重大戰略措施,已取得豐碩成果?! ?/p>
1. 新型合成橡膠
2011年我國合成橡膠消耗量370萬噸,超過天膠。由于我國天膠資源不足,75%以上需依靠進口,因此與天膠結構相似的異戊橡膠成為合成橡膠的重要增長點,預計在未來幾年內我國將成為異戊橡膠的主要增長區,提高產能30余萬噸?! ?/p>
以釹為催化體系的稀土順丁橡膠具有分子量分布窄、結構規整度高、支化度最少的特點,具有優良的物理機械性能和低滾動阻力,非常適合綠色輪胎胎面膠,德國朗盛公司正在新加坡建設全球最大的稀土順丁橡膠裝置。我國應加緊開發,并加快產業化步伐?! 〖上鹉z是以苯乙烯、丁二烯和異戊二烯為原料,通過分子設計合成制得的嵌段SIBR,該膠具有良好的縮合性能,可以很好地替代多膠共混的材料,解決輪胎產品的磨耗、滾動阻力、濕滑性能的綜合平衡。我國燕山石化公司已開發成功,待進一步擴大規模?! ?/p>
熱塑性彈性體是新興的高分子材料,在全球發展速度很快,其中以SBS為代表的苯乙烯類熱塑性彈性體產銷量最大,目前進入了穩定發展時期。我國熱塑性彈性體產量約占全球30%左右,在各類制品中有廣泛應用。由北京化工大學和山東道恩公司開發的采用新型催化劑和動態硫化技術制備的TPV產品,獲國家科技發明二等獎。TPV具有優異的耐疲勞性能,遠超過普通橡膠,可替代熱交聯橡膠制造形狀復雜的彈性體制品?! ?/p>
聚氨酯輪胎胎面膠具有高耐磨性、抗刺扎性和低滾動阻力等特點,可用澆注方法成型,大大節省能耗,是制造綠色輪胎胎面膠的優良材料。該成果于2009年通過技術鑒定,已在國內建成40萬條聚氨酯胎面膠的子午線輪胎生產線,“十二五”期間應大力推廣應用?! ?/p>
2. 環保橡膠助劑
目前,我國橡膠助劑的產量已超過全球的60%,“十一五”期間在國家科技支撐政策的帶動下,綠色橡膠助劑產品已超過90%,橡膠助劑的清潔生產技術取得突破?!笆濉逼陂g,我國橡膠助劑將繼續貫徹“堅持科技進步,以環保、安全、節能為中心發展綠色化工”的方針,向全面實現零排放的目標前進?! ?/p>
(1)以NS替代會產生亞硝胺的NOBS的大品種替代已全面獲得推廣,但有部分會產生亞硝胺的促進劑在“十二五”期間應逐步被替代,它們主要是TMTD等秋蘭姆產品和二硫代氨基甲酸鹽產品,現有總產量約2萬噸,目前替代品TBzTD和ZBEC等已經開發成功,今后通過進一步降低成本將不斷擴大替代份額?! ?/p>
(2)以DBD替代五氯硫酚類塑解劑已成為發展方向,目前五氯硫酚類塑解劑Sj-103類產品產量已不足3000噸?! ?/p>
(3)間苯二酚類橡膠助劑的清潔工藝尚待加強開發,以控制間苯二酚的環境污染?! ?/p>
(4)促進劑D是對白炭黑膠料起重要作用的產品,其用量隨著白炭黑應用的擴大而不斷增加,但其生產過程中間產物的清潔生產技術應引起充分重視?! ?/p>
(5)促進劑M的溶劑法精制工藝及其他促進劑的氧氣氧化工藝在“十二五”期間應完善和推廣?!?/p>
另外,應進一步加強多功能橡膠助劑的開發;加大環保芳烴油的開發;耐黃變的環保橡膠助劑仍有開發空間?! ?/p>
目前,我國大型橡膠助劑企業基本已通過歐盟REACH法規的論證,我國橡膠助劑出口結構將得到進一步調整?!?/p>
3. 白炭黑及白炭黑分散劑
白炭黑與綠色輪胎是不可分割的概念,且白炭黑在橡膠助劑中的分散性與膠料的磨耗性能成線性關系。預計“十二五”末全球的白炭黑消耗量將達210萬噸,屆時中國白炭黑需求將達120萬噸,成為全世界生產和消耗白炭黑的大國。隨著高分散、易分散白炭黑的開發以及白炭黑分散劑如AT-BTK、HST、XT280等的開發應用,白炭黑在100份橡膠中的填充量可達50~80份,將大大降低輪胎的滾動阻力,有力地推動綠色輪胎的發展?!?/p>
4. 高性能骨架材料
“十二五”期間要加快實現高性能芳綸材料的產業化生產和應用,其應用于輪胎和同步帶、齒形帶及輸送帶具有顯著的輕量化效果,可大大降低輪胎滾動阻力;加大開發超高強度和不同結構鋼簾線及超高強度胎圈鋼絲的力度,有效降低鋼絲骨架材料在輪胎中的用量,達到輕量化、高性能化效果,降低輪胎滾動阻力;推動高模低收縮聚酯骨架材料的升級換代,包括PEN的開發;開發BPO短纖維/橡膠復合材料,滿足高性能橡膠制品的需求;促進超高分子聚乙烯材料在橡膠工業中的應用開發,以及纖維和鋼絲骨架材料清潔生產工藝技術的開發?! ?nbsp;
堅持節能降耗 實現綠色制造
在橡膠膠料加工過程中,混煉是最關鍵的工序,也是橡膠加工中能耗最高的工序,占輪胎生產過程全部能耗的40%。但目前橡膠工業仍沿用能耗高、流程長、環保差的機械干煉法,制造每噸混煉膠耗電約400度,年耗電平均達50億度,約合人民幣近40億元。因此,混煉工藝的創新改造、節能混煉材料和工藝的開發成為橡膠行業中節能措施的重中之重?;鞜捁に嚨膭撔轮饕w現在間歇法混煉向連續法混煉工藝的發展,其中低溫一次法混煉和濕法混煉技術是發展前景最好、節能效果最顯著的技術,其他還有串聯式密煉機、螺桿擠出等混煉技術?! ?/p>
1.低溫一次法連續混煉工藝
該工藝利用開煉機煉膠溫度低、炭黑分散度高的優點,將傳統的密煉機高溫混煉排膠后經冷卻停放再次投入密煉機多次反復的加工工藝改造為在多臺并聯開煉機上連續低溫混煉、加硫等全部煉膠過程一次性完成,可以取消傳統煉膠工藝中40%以上用于加熱冷卻的無用功能源消耗和無效工作時間,物理機械性能平均提高10%~15%,并可顯著提高產品使用壽命。該技術較傳統的多段膠料高溫密煉工藝可減少能耗30%,提高生產效率2倍以上。目前,我國三角輪胎、軟控股份、華工百川、八一輪胎和北京萬向新元等企業已經具備了提供成套裝備的能力?! ?/p>
2. 濕法節能混煉技術
該技術是指將炭黑、白炭黑填料制成水分散體后與膠乳高速混合,然后共混干燥制得濕法混煉膠,其關鍵技術是白炭黑分散體的制備和改性及與膠乳的共沉技術。該工藝使橡膠中添加大量白炭黑成為可能,對綠色輪胎的發展具有重要意義。同時,該濕法煉膠實現了連續混煉過程,簡化了混煉程序、減少了混煉設備、能源和勞動力投入,因此大大降低了混煉成本;無需處理游離白炭黑,也減少了粉塵排放,環保效益顯著。據試驗,濕法煉膠節能效果超過30%。目前該項技術僅美國卡博特公司形成專利,且局限于炭黑膠料,并被米其林公司買斷。我國國家輪胎工藝控制工程技術研究中心、華南理工大學、杭州中策橡膠、華南輪胎、賽輪股份、杭州安寶麟峰新材料、北京萬匯一方等企業都在積極開發此項技術,特別是在全球范圍內首次開發了白炭黑濕法混煉膠,為提高綠色輪胎中白炭黑填充量提供了良好途徑,該技術可望實現產業化?!?/p>
3. 提高自動化、信息化和管理精細化水平
⑴輪胎全生命周期控制系統
我國輪胎工業的信息化改造已引起全行業的關注,通過建立信息化系統檢測輪胎生產全過程的信息和技術狀況,大大提高了工藝執行率,對輪胎的綠色制造、質量改進提出依據,并有利于對輪胎使用過程中出現的問題進行有效的技術和責任分析。目前該項技術由軟控股份開發成功,并在賽輪和相關企業獲得應用?!笆濉逼陂g,應加大該技術的推廣應用,勢必對橡膠工業的發展起重要推動作用?! ?/p>
⑵開發節能設備,提高自動化水平
經過幾十年的發展,我國已成為世界橡機制造大國,并逐步進入世界強國的行列,具備生產子午線輪胎成套設備和成品檢測的能力,并在西方市場和世界知名企業中占據穩定的市場地位。我國橡機裝備的新進展體現在數字化、信息化、自動化水平的不斷提高,先進技術裝備充分考慮節能降耗的原則,產生顯著的社會效益和經濟效益?! ?/p>
我國是再生膠生產大國,2011年再生膠的產量約300萬噸,成為橡膠資源的重要補充。這個成就的取得與我國再生膠行業堅持科技創新,開發和制造了大量自動化生產設備建成自動化成套生產線是分不開的,使我國再生膠產品總體能耗下降20%。特別是由青島科技大學開發的低溫熱解設備生產線,為我國廢舊橡膠再生利用發展循環經濟開辟了新的途徑?! ?/p>
⑶實現精細化管理 創造效益
在大力提倡節能減排、實現低碳經濟的大環境下,開發、應用、推廣節能措施,減少橡膠制品生產過程中的能量消耗,充分實現水資源和廢舊資源的綜合利用,發展循環經濟,將給企業帶來巨大的經濟效益。如炭黑行業的尾氣綜合利用技術,環保再生膠生產工藝技術,鋼簾線生產企業拉拔工藝的改造及生產過程中冷卻水、過熱水和蒸汽資源的綜合利用已經在行業中產生重大影響?! ?/p>
“十二五”期間,橡膠生產企業要不斷通過精細化管理,將節約資源、節約能源、保護環境的宗旨,貫于生產、銷售和回收利用的全過程,當作社會責任建立生產者責任延伸規范,為企業、為社會承擔應盡的義務,節約能源、創造財富!
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