轮胎“强筋健骨”，骨架材料须升级

“轮胎工业正在进行产品升级，骨架材料行业不但不能拖后腿，还应该通过技术进步，以节能、环保、智能、高效的高性能材料为中心，来推动甚至引领轮胎实现绿色制造。超高强、特高强钢帘线和胎圈钢丝，单捻向尼龙66帘子布，更高模量、更低收缩率的聚酯，芳纶、尼龙66/对位芳纶混捻复合帘线等新型骨架材料的开发应用，还需全面提速。”9月10~12日，在辽宁丹东召开的2014年度中国橡胶骨架材料论坛上，中国橡胶工业协会研究员、中橡协骨架材料专业委员会原理事长许春华的一席话，引起了与会者共鸣。

 

　　“靠限产保价，只能救得了一时，因为传统产品的市场就这么大。顺应未来发展方向，通过新技术、新产品开拓新应用市场才有可能救一世。骨架材料企业必须洞悉轮胎发展方向，以此为出发点寻找升级方向。”中橡协骨架材料专业委员会理事长、山东大业股份有限公司董事长窦勇对中国化工报记者说。

　　“2013年，我国轿车和轻卡子午胎产量为3.69亿条，半钢子午胎用聚酯帘子布平均在每条0.4千克左右。据此测算，帘子布年总需求量也就是15万吨左右，出口量在4万~5万吨。全国聚酯帘子布年产能27万吨，2013年全行业产能利用率仅63%。而且，部分国内的外资轮胎企业，根本没有使用国内聚酯帘子布的计划，全部从国外进口。”浙江海利得新材料股份有限公司反映的情况也印证了上述观点。

　　为打造橡胶强国，骨架行业刚刚明确了“十三五”、“十四五”期间橡胶骨架材料的发展方针：坚持科技进步，以低碳、节能、环保、高效智能为中心，继续推进产品结构调整、升级换代，促进企业整合，实现行业可持续发展。该行业制定了三大目标：适应高性能轮胎需求，不断实现产品升级;实施节能减排，发展低碳经济，提高资源利用率;改善产能结构，提高人均产值和产品利润率。

　　“全球轮胎工业的发展显示出了集安全、绿色、环保、智能化于一体的新趋势，为适应欧盟轮胎标签法，中国提出了《绿色轮胎技术法规》，对骨架材料产品结构和材料品质提出相应要求。超高强、特高强钢帘线和胎圈钢丝，单捻向尼龙66帘子布，更高模量、更低收缩率的聚酯，尼龙66/对位芳纶混捻复合帘线，芳纶骨架材料的开发和应用将是骨架材料升级的重要方向。”许春华对中国化工报记者表示。

　　据了解，绿色轮胎产业化是中国橡胶工业强国战略的重要内容。我国轮胎行业的目标是争取在“十二五”末实现绿色轮胎产业化，即达到2个50%∶50%以上的子午胎生产企业中，有50%的轮胎产量达到绿色轮胎标准。“产品低滚动阻力、低燃油消耗是绿色轮胎最显著的特点。高性能骨架材料则是降低轮胎滚动阻力、提高轮胎燃油经济性的重要推手。在轮胎绿色化进程中，骨架材料理应担起重任。”许春华强调。提高轮胎燃油经济性主要是降低轮胎的滚动阻力，而滚动阻力和轮胎自身的重量有极高的关联性，减轻轮胎质量就可以降低轮胎的油耗。

　　全球知名钢帘线企业贝卡尔特公司在会议上公布的数据显示，当轮胎骨架中的钢帘线强度从NT(普通强度)提高到HT(高强度)时，轮胎可以减轻2.5千克，从HT提高到UT(超高强度)时，可以再减轻1.5千克。当钢帘线强度从NT提高到HT、UT，轮胎滚动阻力降低幅度在3%~7%。对年产1000万条的轮胎企业来说，每降低7%的滚动阻力，就意味着为社会节约10亿元燃油，减少31万吨CO2排放。

　　据许春华介绍，芳纶材料应用于绿色环保轮胎可以使高性能轿车子午胎平均质量减轻10%，滚动阻力下降12%。帝人公司此前提供的数据表明，应用Sulfron3001芳纶，轮胎的滚动阻力可以降低15%～30%，而且速度级别越高，轮胎滚动阻力降低得越多。杜邦公司的数据则显示，应用Kevlar芳纶制作轿车子午胎带束层可降低轮胎滚动阻力5%～7%;用于载重轮胎，胎体质量可减轻3～5千克，节油量提高125%。会议资料显示，选用Kevlar芳纶帘线1500Dtex/2代替2×0.30HT的钢丝帘线，轮胎质量可减轻6.5%～7.5%，滚动阻力降低8%～15%。在高速行驶或超重负载的汽车和飞机轮胎上使用对位芳纶帘子线，每个轮胎质量可减少3千克，而成本仅增加10%。芳纶也因此成为了近些年应用增长最快的骨架材料之一，每年以两位数的速度在增长。

　　“差距是客观存在的，但差距就是追赶的动力。”在贝卡尔特管理(上海)有限公司战略合作与发展总经理张毓滨介绍完国际钢帘线最新技术之后，江苏兴达钢帘线股份有限公司蒋日勤总监说。

　　“我国的钢帘线产业不及国际先进水平，其中一个主要因素就是盘条生产水平不高，特别是与日本神户这样的一流盘条生产企业比，差距较大。因此，加快提升盘条生产水平是最重要的一步，也是基础。加快盘条的国产化进程，改进工艺技术和生产设备，提升产品品质，进一步研发出更稳定、更高性能、更高强度的高质量盘条，逐步减少高端盘条的进口比例，才能更好地促进骨架新材料的研发和应用。”张毓滨介绍道。

　　芳纶是应用增长最快的骨架材料之一，国内已有6家企业在进行产业化探索，有2家企业已经试制出了与美国杜邦和日本帝人产品性能相当的样品，但国内芳纶的生产规模始终未能超越千吨级。

　　“可以说，千吨级是道坎。拉丝是芳纶生产能否规模化的关键。当年阿克苏诺贝尔(此部分业务后被帝人收购)在进行放大试验的时候，历经8年，才将成功率提高到99.7%以上，打通了这一关键节点。现在提到芳纶，帝人和杜邦仍是市场绝对主导者。”帝人芳纶贸易(上海)有限公司亚太经理王云海告诉中国化工报记者。

　　据了解，我国在芳纶原材料开发方面已经迈出了重要一步，开发出了纯度在99.5%以上的苯二甲酸清洁生产工艺，首套万吨级苯二甲酸装置正在建设中，有望大幅降低芳纶的生产成本。

　　●芳纶帘布

　　华南轮胎公司用Kevlar芳纶帘线1500Dtex/2代替2×0.30HT的钢丝帘线用在195/60R14 86H和225/40ZR18 88W型乘用车轮胎带束层，轮胎重量降低6.4%～7.5%，滚动阻力降低12.5%。试验轮胎耐久性、高速性、脱圈阻力和强度均远超国家标准，每条轮胎材料成本仅增加35元。华南轮胎公司在225/40ZR18 88W规格轮胎中用1层1500dtex/2芳纶帘布替代1层1680dtex/2尼龙帘布用在胎体帘线中，试验轮胎的耐久性、高速性、脱圈阻力和强度均远超国家标准。

　　北京首创轮胎在6.50R16C型号的轻载轮胎中用杜邦和帝人公司提供的1680dtex/2芳纶帘线进行试验，胎体和带束层均匀为芳纶帘线。轮胎重量从15.1千克降低到12.9千克，降低15%，轮胎其它性能指标均达到标准要求，且提高了轮胎下沉率，使乘坐舒适性更高。

　　山东玲珑轮胎公司用规格为1670dtex/1/2的芳纶帘线在工程胎缓冲层中试制，轮胎规格为26.5-25-36pr，试制轮胎完全符合轮胎生产标准，试验情况良好。

　　上海双钱轮胎公司将芳纶帘线用于载重子午胎，取得良好结果。

　　●芳纶复合帘布

　　华南轮胎使用1500Kevlar/1+1260Nylon/1芳纶/尼龙混捻帘布制造冠带层，轮胎的耐久性、高速性、脱圈阻力和强度均远超国家标准，滚动阻力有所降低，而采用双层冠带方式的195/65R15规格则出现了滚动阻力明显降低。其中，205/55R16型轮胎经国家橡胶轮胎质量监督检验中心检测，高速性能达到290千米/小时，正常生产胎为280千米/小时。芳纶复合帘线用在冠带层中每条轮胎的成本仅增加20元。

　　北京首创轮胎公司在10.00-20-16pr轮胎中使用1500D/3 2K芳纶/1P聚酯复合帘线代替尼龙帘线用在缓冲层中，应用芳纶/聚酯复合帘线的轮胎试验结果是：轮胎外直径和47小时耐久试验后外直径变化率略小，轮胎高速性能明显提高，耐久性能降低约10小时，耐刺穿性能提高。

　　玲珑公司用K1670dtex/1/2 +N1400dtex/1的芳纶复合帘线用在185/60R14层级轮胎的冠带层中，其目的也是提高高速性能和降低滚动阻力。目前玲珑轮胎为红旗轿车配套轮胎，所用材料为帝人芳纶产品。

　　●芳纶短纤维

　　华南轮胎公司将芳纶短纤维(EE)用在载重轮胎的胎肩部胶料中，大大降低胎肩部生热，提高轮胎的耐久性，其中11.00R20轮胎的耐久性能提高20%，而制造成本增加相对较少。

　　四川轮胎公司将EE用在7.00-16-16PR斜交胎和185/60R14子午胎胎面中，轮胎的耐久性和高速性能提高;轮胎里程试验表明，斜交轮胎耐磨性提高了16%，半钢子午胎提高了17%，且轮胎胎面很光滑，无啃伤。

　　首创轮胎公司和玲珑轮胎公司在轮胎胎面配方部位添加EE进行试验，生热和磨耗性能大幅度提高。

　　赛轮股份有限公司对Sulfron3001在195/65R15子午线轮胎胎面胶和11.00R20载重子午胎胎面胶和三角胶进行轮胎试制，195/65R15轮胎滚动阻力下降4%。