我國汽車輪胎用合成橡膠生產現狀及發展趨勢

趙姜維

Zhao Jiangwei

（中國石油化工股份有限公司北京北化院燕山分院，北京 102500）

合成橡膠最重要、用量最大的用途是生產汽車輪胎。近年來，汽車工業迅猛發展，現代汽車在高速、安全、節能、環保方面的發展對輪胎性能提出了新的要求（見表1），從而對合成橡膠原料也提出了更高的要求（見表2）[1-3]，其中轎車輪胎對橡膠的性能要求高于載重車輪胎。近年來，在丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、丁基橡膠和乙丙橡膠5大汽車輪胎常用合成橡膠領域，新技術、新產品和新裝置不斷涌現，標志著我國合成橡膠工業進入了大發展時期。

表1 現代汽車對輪胎性能的需求

表2 輪胎研究課題及對橡膠的性能要求

1 丁苯橡膠

丁苯橡膠是用量最大的合成橡膠，目前市場上以乳聚丁苯橡膠（ESBR）為主。乳聚丁苯橡膠的工業化始于 1960年，經過不斷改造擴能和新建，包括中國石化和中國石油在內的共7家企業10家工廠在生產乳聚丁苯[4]，產能達130.5萬t/a，詳見表3。

表3 我國2011年乳聚丁苯橡膠裝置及產能

續表3

近年來，溶聚丁苯橡膠（SSBR）逐漸在中國興起。通過高分子合成技術，溶聚丁苯橡膠可以在滾動阻力、抗濕滑性能和耐磨性能之間建立最佳平衡，具有優良耐磨性能、耐屈撓性能、耐低溫性能和動態力學性能，特別適合用于轎車輪胎的胎面、胎體和胎側等部位，代表著丁苯橡膠的發展方向。目前溶聚丁苯橡膠主要的已建和在建裝置及其產能情況詳見表 4，產能共計 28.2萬t/a[4，5]。由于溶聚丁苯橡膠生產可以與熱塑性丁苯橡膠及鋰系聚丁二烯橡膠等共用一套裝置，各廠家會依據市場情況隨時調整產能，因此統計的數據偏差較大。

表4 我國2011年溶聚丁苯橡膠已建/在建裝置及產能

2 順丁橡膠

我國在20世紀70年代采用自主開發技術實現了順丁橡膠工業化生產，采用的是鎳系催化劑，其生產技術一直處于世界先進水平行列。目前，中國石化、中國石油和一些民企均擁有鎳系順丁橡膠生產裝置，總產能達66萬t/a（見表5），產品銷往世界各國[6]。未來幾年，我國鎳系順丁橡膠產能將進一步擴大，預計在2年內鎳系順丁橡膠產能將超過100萬t/a。

表5 我國2011年鎳系順丁橡膠裝置及產能

近年來，稀土順丁橡膠因其優異的性能被視為鎳系順丁橡膠的升級品種，逐漸被工業界所重視。稀土順丁橡膠與鎳系順丁橡膠相比具有較高的彈性、較好的拉伸性能、較低的生熱和滾動阻力以及優異的耐磨耗和抗疲勞等物理機械性能，符合高性能輪胎在高速、節能、安全、環保等方面發展的需要，常用于高性能輪胎的胎面和胎側[7]。據世界合成橡膠生產者協會統計，2011年全球有7個國家9家企業在生產稀土順丁橡膠，總產能約在50萬t/a左右，分布在意大利、德國、俄羅斯、南非、巴西、日本和中國。目前市場上的主流產品是德國Lanxess（原 Bayer）生產 Buna CB 系列牌號的稀土順丁橡膠，其裝置建于20世紀80年代。中國早在20世紀60年代就開始了稀土催化丁二烯聚合的研究，由于當時經濟發展落后，未能實現工業化生產。1998年在國家863計劃的支持下，中國石油錦州石化公司在鎳系萬噸級順丁橡膠生產裝置上成功地生產出了稀土順丁橡膠。2011年，中國石油獨山子石化公司1.5萬t/a稀土順丁橡膠生產裝置和5萬t/a的稀土/鎳系順丁橡膠柔性生產裝置分別于 9月和 10月投產成功，稀土順丁橡膠生產裝置實現了零突破。未來幾年，我國將新增26萬t/a稀土順丁橡膠的產能，包括中國石化3萬t/a、齊翔騰達 5萬 t/a、山東玉皇 8萬 t/a和浙江TransFar的10萬t/a。屆時中國稀土順丁橡膠總產能達32.5萬t/a（見表6），成為稀土順丁橡膠第一生產大國。

表6 我國2011年稀土順丁橡膠已建/在建裝置及產能

3 異戊橡膠

異戊橡膠是所有合成橡膠中結構和性能最為接近天然橡膠的膠種，是天然橡膠最佳的替代膠種。我國是世界上天然橡膠最大的消費國，但天然橡膠資源緊缺，因而同時也是最大的進口國，發展異戊橡膠可以有效地緩解這個問題。我國早在20世紀70年代就開發出了相對成熟的異戊橡膠生產技術，但由于缺乏穩定廉價的原料，一直未能實現工業化[8]。進入21世紀，中國乙烯產能大幅度增長，副產豐富的碳五資源解決了原料來源問題，中國石化、中國石油和一些民營企業開始加緊進行稀土異戊橡膠工業生產技術開發。2010年4月，中國第一套異戊橡膠生產裝置在茂名順利投產，填補了國內異戊橡膠的空白，結束了中國不能生產異戊橡膠的歷史。該裝置產能為1.5萬t/a。2011年，青島和撫順分別建成了3萬t/a的異戊橡膠生產裝置，中國異戊橡膠生產能力達7.5萬t/a，占世界總產能的 10%。未來幾年，中國石化、中國石油、山東魯華和盤錦振奧共計18萬t/a的生產裝置將相繼建成投產，而目前國外任何一家公司都沒有擴產或新建裝置的計劃（見表7）。預計2年后中國異戊橡膠總產能達25.5萬t/a，占世界總產能的 27%，成為僅次于俄羅斯的第二大異戊橡膠生產國。

表7 我國2011年異戊橡膠已建/在建裝置及產能

4 丁基橡膠

丁基橡膠最大的性能特點是其氣密性好，是制作汽車輪胎內胎的主要材料。由于丁基橡膠生產工藝特殊，我國在這方面的研發力度相對較弱[9]。1999年，中國石化北京燕山分公司引進意大利PI 公司技術，建成我國第一套3萬t/a丁基橡膠生產裝置。經不斷改造和技術革新，該裝置于2003年基本實現穩定生產，于2009年擴能至4.5萬 t/a。由于丁基橡膠在國內市場需求旺盛，近年來一大批丁基橡膠項目陸續開工建設，其中盤錦振奧和浙江信匯共計11萬t/a丁基橡膠裝置已于2011年投產，Formosa合成橡膠股份公司的5萬t/a丁基橡膠裝置預計在2013年建成投產，中國石化北京燕山分公司將繼續新建9萬t/a的丁基裝置，最終形成13.5萬t/a的生產能力，詳見表8。

表8 我國2011年丁基橡膠已建/在建裝置及產能

現代輪胎發展使得無內胎輪胎成為未來發展的趨勢，而丁基橡膠由于硫化速度慢，無法作為氣密層與外胎一起進行硫化。鹵化丁基橡膠是對普通丁基橡膠進行鹵化改性得到的，其硫化速度滿足輪胎生產要求。目前我國鹵化丁基橡膠生產剛剛起步，中國石化北京燕山分公司于2010年建成了一套3萬t/a鹵化丁基橡膠裝置，并進行了數次工業試生產，已有批量產品投放市場。鑒于市場需求旺盛，中國石化北京燕山分公司將繼續新建6萬t/a的裝置，將鹵化丁基橡膠產能增至9萬t/a。

5 乙丙橡膠

乙丙橡膠具有優異的耐臭氧性、耐老化性、耐化學品腐蝕性、優異的電絕緣性和耐蒸汽性等特點，在汽車工業中應用廣泛，可用于制造車輛的門窗密封條、水箱軟管及加熱軟管、雨刷器等。相比之下，用于輪胎生產的乙丙橡膠用量很小，主要用于內胎[10]。目前我國只有中國石油吉林石化公司生產乙丙橡膠，產能為 5.5萬 t/a，計劃2012年擴至7.5萬t/a。此外，中國石化在積極興建總產能 10.5萬 t/a的乙丙橡膠裝置，包括與三井化學合資的 7.5萬t/a和單獨投資的3萬t/a；玉皇化工5萬t/a乙丙橡膠預計在 2013年投產。上述裝置全部建成，我國乙丙橡膠總產能將達到23萬t/a，見表9。

表9 我國2011年乙丙橡膠已建/在建裝置及產能

6 結束語

我國合成橡膠工業進入高速發展的時期，為我國汽車輪胎工業發展提供良好的基礎。因缺乏高性能橡膠的生產，我國目前輪胎生產企業主要以生產載重輪胎為主。隨著溶聚丁苯橡膠、稀土順丁橡膠等高性能橡膠生產裝置的陸續投產，必定促進我國高性能轎車輪胎的發展。輪胎生產企業應審時度勢，加大轎車輪胎開發力度，增加轎車輪胎生產能力，進而提升我國汽車輪胎工業在世界的地位。

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