□ 崔小明
目前我國SSBR的生產能力約占世界總能力的19.46%,但裝置利用率不高,主要用于制鞋業,輪胎用戶很少。未來需要加大技術開發力度,提高產品質量和性能。
溶聚丁苯橡膠(SSBR)具有耐磨、耐寒、生熱低、收縮性低、色澤好、灰分少、純度高以及硫化速度快等優點,兼具有滾動阻力小,抗濕滑性和耐磨性能優異等優點,在輪胎工業,尤其是綠色輪胎、防滑輪胎、超輕量輪胎等高性能輪胎中具有廣泛的應用。目前我國生產高性能輪胎所用的SSBR主要是進口產品,國內SSBR產品在質量性能上還不能滿足需要,裝置產能利用率不高,競爭力尚需提高。
近年來,隨著中國大陸、新加坡、韓國、德國等多套新建或者擴建裝置的建成投產,世界SSBR的生產能力穩步增長。截至2013年12月底,世界上已經有美國、日本、法國、德國和中國等十幾個國家和地區的20多套裝置生產SSBR,總生產能力達到188.6萬噸。北美、亞洲和西歐的生產能力合計達到175.9萬噸,約占世界總生產能力的93.27%。其中北美地區的生產能力約占世界總生產能力的24.60%,西歐的生產能力約占世界總生產能力的18.03%,亞洲地區的生產能力約占總生產能力的50.64%,中南美洲地區的生產能力約占總生產能力的5.04%。美國是目前世界上最大的SSBR生產國,生產能力為46.4萬噸/年,約占世界總生產能力的24.6%;第二是中國大陸,生產能力為36.7萬噸/年,約占世界總生產能力的19.46%;第三是日本,生產能力為20.4萬噸/年,約占總生產能力的10.82%。德國斯泰隆(Styron)公司是目前最大的SSBR生產廠家,生產能力為16萬噸/年,約占世界總生產能力的8.48%(見表1)。

表1 世界主要的SSBR生產廠

表2 2014-2017年世界SSBR裝置新建擴建情況(萬噸/年)
高性能輪胎特別是“綠色輪胎”需求的快速增長,促進了全球SSBR需求不斷增加,日本旭化成、朗盛、俄羅斯Sibur Holding等企業紛紛計劃新建或者擴建SSBR生產裝置。如果這些裝置均能按照計劃建成投產,預計到2016年,全世界溶聚丁苯橡膠的總生產能力將達到250萬噸。
2013年,全世界SSBR的總消費量約為125萬噸,產品約80%用于輪胎,20%用于塑料改性和制鞋等。在歐美等發達國家,SSBR主要用于輪胎(尤其用作胎面膠),同時用于聚苯乙烯改性和制鞋以及各種淺色橡膠制品。
美國國家高速公路安全管理局公布的輪胎燃油效率法、歐盟輪胎標簽法的實施,各種節能輪胎、低滾動阻力輪胎和綠色輪胎的相繼問世,綠色輪胎的配方需使用高級合成橡膠原料和補強劑,而SSBR是首選,這些都有力地推動了世界SSBR的需求。預計到2018年,全球SSBR的總需求量將超過180萬噸。
2013年12月底,我國SSBR的總生產能力為36.7萬噸。而2013年我國SSBR的總消費量約為12.5萬噸,產品主要應用于膠鞋和輪胎生產,且多數用于膠鞋業。由于國產SSBR的乙烯基含量較低,尚屬于第一與第二代之間的產品,抗濕滑性能和滾動阻力等性指標以及質量穩定性與進口產品相比尚有差距。因此,在輪胎生產中,國產SSBR一般只應用于斜交胎生產,子午胎生產所需則主要依賴進口。如華南橡膠輪胎公司目前生產的高檔輪胎均使用進口SSBR,南京錦湖輪胎公司也使用進口SSBR為國產“別克”等高檔汽車生產配套胎。目前我國內資企業還沒有大量使用SSBR,外資企業主要使用進口產品。目前我國使用的進口SSBR產品主要有朗盛公司、日本旭化成公司、美國Firestone公司、日本瑞翁公司、韓國錦湖公司等企業的產品。
隨著輪胎子午化的普及,尤其是新型節能子午胎的發展,對輪胎用膠提出了更高的要求,不僅要求膠料強度高、抗濕滑性好,還要求滾動阻力低(車輛燃料中10%~20%是用來克服輪胎的滾動阻力的)。ESBR(乳聚丁苯橡膠)抗濕滑性好,但滾動阻力大;天然橡膠和順丁橡膠滾動阻力小,但抗濕滑性又差;SSBR則兼具抗濕滑性好和滾動阻力低的綜合性能。據報道,采用新型SSBR制造的輪胎與乳聚丁苯橡膠相比,滾動阻力減少30%,抗濕滑性提高3%,耐磨性提高11%,燃料消耗降低5%~6%。我國子午胎具有較好的發展前景,相應對SSBR的需求量也將不斷增加,預計2018年我國SSBR的需求量將達到23萬噸。
盡管SSBR與ESBR相比有很多優點,目前我國SSBR的生產能力也已經達到36.7萬噸/年,但裝置利用率不高,產量較低,應用范圍也比較窄,目前除制鞋行業外,輪胎用戶很少,消費量增長率大大滯后于國外發達國家水平。原因是多方面的,如汽車廠對配套輪胎在節能、環保及安全性能等方面沒有明確的要求;高性能輪胎價格偏高,國內購買力較差;國內大多數輪胎企業在應用SSBR的配方及設備方面尚不具備條件。國內高速公路時速限制為110~120公里/小時,而國外已經達到160公里/小時以上,因此高性能輪胎需求不迫切。

表3 2013年我國SSBR主要生產廠(萬噸/年)
SSBR的生產成本比ESBR高,不同廠家生產的產品之間互換性較差,不像ESBR,只要是同一個牌號就可以很好地互換。目前國內輪胎企業(不含合資企業)基本都沒有將SSBR試用于輪胎,有實力的企業才開始進行試驗,再加上其受ESBR及天然橡膠(NR)的價格影響較大,因此國內現生產的SSBR品種牌號單一,在產品性能上不能充分滿足國內不同用戶的需求,導致國內橡膠用戶用膠選擇余地很小。再加上產品推廣力度不夠,我國SSBR行業發展任重道遠。
針對目前我國SSBR的發展現狀及國際發展趨勢,要提高我國SSBR產業的競爭力,主要應從以下方面入手:
加大技術開發力度,提高SSBR聚合過程中對乙烯基含量和苯乙烯含量的調控能力,開發含有官能團的引發劑,改善聚合物和白炭黑的親和力,解決不同生產商產品之間的互換問題,提高我國SSBR整體生產技術。積極開發和推廣連續聚合生產技術。連續聚合是適應SSBR大規模生產、提高生產效率、降低生產成本的重要途徑。
加快對兼有低滾動阻力和高抗濕滑性與耐磨性的第二代和第三代SSBR的開發。加快開發新型結構SSBR如嵌段無規型SSBR、單元組成與結構呈梯形漸變狀態的SSBR、三元無規共聚的SIBR等產品,以擴大SSBR品種牌號,調整產品結構,滿足不同用戶的需求。
慎重新建SSBR裝置。SSBR和ESBR在輪胎工業中的發展現狀及其性能對比顯示,SSBR在發達國家大部分只用于生產高性能輪胎,而我國目前車速大部分都在180公里/小時以下,ESBR已經能夠滿足要求,高性能輪胎需求較少,國內市場對SSBR需求量不大。因此現階段我國SSBR的發展應該是培育和開發市場,而不是迅速擴大生產能力。另外,由于SSBR加工性能不及ESBR,除胎面膠應用外,在其他的應用場合,包括用于輪胎簾布膠和緩沖層及膠管、膠帶等方面,SSBR的綜合性能仍不及ESBR,加上SSBR的生產成本高于ESBR,因此在一段時間內我國丁苯橡膠的生產仍會以乳聚法為主,ESBR在品種、質量及價格上仍較SSBR有更大優勢,新建SSBR裝置應該慎重。
加強與下游企業的合作,開發出更具有針對性和適用性的產品。對我國已有的SSBR產品進行加工特性分析檢測等全面的性能評價,為下游加工企業提供技術服務,以便加快SSBR的生產、開發與市場推廣進程,帶動我國SSBR及其相關行業的發展。