橡胶加工助剂的生产和应用
橡胶加工助剂的生产和应用是近几十年来国内橡胶配方技术发展快的一个方面,已经形成了一个相对独立的助剂品种门类,出现了武汉径河,阳谷华泰,宜兴卡欧,沧州中克油脂（微信号：fzx0419)等一大批以生产橡胶加工助剂为主的厂家,形成了一定的生产能力.产品品种包括:化学塑解剂,物理增塑剂,流动助剂,炭黑分散剂,增粘剂,防焦剂,硅烷偶联剂等.与此同时,上还有相当一部分进口产品.目前国内还有不少经营国外产橡胶加工助剂的公司,如这几年比较为人所知的上海彤程,台湾元庆等.这些公司经营的产品有些在国内占有较高的分额,还有一些则是国内尚未生产的品种.
橡胶加工助剂作为橡胶助剂行业的后起之秀,是在对于制造精度的要求不断提高的背景下随着子午线轮胎技术的引进和推广而逐步推广开来的.客观上,它反映了以轮胎为代表的橡胶制品的生产从粗放型向精密型的转变.现在不仅在子午线轮胎的配方中必须用到橡胶加工助剂,而且普通的斜交轮胎,普通工业制品和鞋类制品也已经在普遍地使用.在北京的橡胶研究院和上海橡胶研究所每年都举办有关橡胶配方的学习班,尽管它们所使用的教材不同(北京院是以轮胎配方为主,由国内的专家编写.上海所是选用美国阿克隆公司的教材.),却都以很大一部分课时内容介绍橡胶加工助剂.这说明橡胶加工助剂已经越来越重要,也越来越受到人们的重视.
随着更加先进的加工设备的出现,曾有人提出橡胶加工助剂的作用似乎不再重要了.这可能是一种误解,因为橡胶加工助剂的发展正是适应了橡胶工业的加工精度越来越高,设备越来越精密的需要而发展起来的.以轮胎制造方法的发展为例,人们正在谈论的"全自动化轮胎生产技术",它的核心是轮胎自动化成型技术.据称在这样的轮胎企业中,其操作人员比普通轮胎厂减少35%～90%,加工精度提高43%.可以想象在这种生产条件下,将会对于橡胶胶料的加工性能如:流动性能,粘合性能,门尼粘度,甚至脱模性能都提出更加严格的要求.制造这样的性能均匀的胶料如果不使用加工助剂是很难实现的.另外,从降低能源消耗的角度来看,由于橡胶加工属于高耗能工业.在塑炼,混炼,压延压出等工艺过程中,化学塑解剂,物理增塑剂,流动助剂,炭黑分散剂,流动分散剂,均匀剂的加入,可以降低8～20%左右的能耗.是轮胎橡胶生产从整体上降低成本的一条非常有效的途径.
一,重点开发适应"绿色轮胎"发展方向的产品
轮胎工业一直是橡胶工业的领头羊.20世纪90年代以来,欧,美,日等发达国家在实现了轮胎的子午化之后又相继提出了轮胎"绿色化","环保化"的概念,推出了"低燃料轮胎","超轻量子午胎"等一系列绿色轮胎新品种,以达到降低燃料或电能消耗,减少汽车尾气排放,降低噪音,保护环境的目的.开发适应"绿色轮胎"产品需求的助剂产品,是目前国内外助剂生产企业的一个重点.
在当前的"绿色轮胎"生产技术中,一个重要的发展是白炭黑正在取代炭黑,成为轮胎主要的补强填料.白炭黑作为轮胎胎面胶的补强填充剂，能降低轮胎的滚动阻力,改善抗湿滑性能.在欧洲轿车原配胎中就已普遍使用了高分散性的白炭黑.预计2022年,轿车子午线轮胎85%都将使用白炭黑,白炭黑在载重子午线轮胎中的应用也将增加.随着白炭黑的大量使用,白炭黑分散剂和针对白炭黑胶料的其他加工助剂的需求日益突出.特别是白炭黑分散剂,目前国内分散剂的主要品种仅对于解决黑炭黑的分散比较好,而专用于白炭黑或用于白炭黑与黑炭黑混合胶料配方的分散剂存在着一个较大的市场空间.
橡胶均匀剂也是绿色子午线轮胎工业的必需的品种之一,它可在不影响胶料力学性能和硫化性能的前提下促进不同极性,不同粘度的橡胶快速均匀混合,稳定相态结构.并具有增塑,增粘和润滑功能,能提高共混胶料的加工性,降低能耗.还能有效提高轮胎内衬层胶料的气密性.橡胶均匀剂在国内尚无成熟的产品推出.据初步统计,2022年仅轮胎行业对均匀剂的需求量约为8000吨左右.其中:
用于载重轮胎气密层约1920吨/年;
用于轿车子午胎气密层约1828吨/年;
用于丁基内胎约4032吨/年.
按照不高于国外产品在国内的销售价格计算,也至少应有3亿的市场前景.
二,针对不同需求发展精细化,系列化产品
橡胶加工助剂产品的系列化也是发展的方向.对于同一类产品,针对不同的使用方向或不同的用途开发出系列品种,才可能有效地适应不同的用户的需求.大多数橡胶加工助剂的生产是由化学合成,复配增效和剂型加工三个部分组成的.在每一个生产过程中,又可以派生出各种化学的,物理的技术组合.随着应用领域的扩大,对产品进行细分或进行不同的组合,形成化,系列化的产品,是当前国际上橡胶加工助剂发展的一个特点.
三,开展无锌系列和含硅系列产品技术的研究
无锌系列和含硅系列产品是橡胶加工助剂发展的一个方向,特点是使用后不会产生对环境产生不利影响的物质,而且用量少,效能高,是国外正在开发的橡胶加工助剂新品种.如果我们能够尽早掌握其核心技术,结合现有的技术和原材料资源,就完全可以缩短与国外先进水平的距离,将我国橡胶加工助剂产品的水平提高到一个新的高度.