编号：CCYJ00345

篇名：轮胎用炭黑和白炭黑的品种和市场

作者： 范汝新，李炳炎

机构： 中椽集团发黑工业研究设计院，四川自贡

原文： 轮胎行业是炭黑的最大用户，白炭黑是炭黑的竞争对手，炭黑的品种和市场取决于轮胎产量和品种的发展。为此，本文在介绍国内外轮胎产量和品种发展动向的基础上，介绍国内外轮胎用炭黑和白炭黑的品种和市场发展情况、并对国内炭黑行业如何应对这一形势提出措施建议。 1 国外状况 1．1 国外汽车生产和需求发展动向 1．2 国外轮胎生产发展动向 1．2．1 世界轮胎产量 1．2．2 国外轮胎品种发展动向 1．2．2．1 轮胎生产的子午化和低断面化 1．2．2．2 轮胎品种和工艺的发展趋势 1．3 国外炭黑生产发展动向 1．3．1 世界发黑需求量 据美国FREEDONIA集团2000年预测，1999年到2004年，世界炭黑的需求量预计年增长3．0％，从1999年的704．7万吨增加到2004年的820万吨。 日本炭黑协会的吉田靖彦在2002年，根据CTC国际组织统计的炭黑产量和IISRP对世界橡胶需求量的预测，预测2000年到2005年。世界炭黑的需求量预计年增长2.7％，从2000年的742万吨增加到2005年的844.2吨。 1．3．2 国外发黑品种发展动向 1．3．2．1 国外炭黑品种使用情况 以美国为例，2000年橡胶用炭黑的品种和用途分布见表9。轮胎用炭黑分品种用量见表10。 从表9(见下页)和表10可以看出，美国炭黑用量以N339和N660为最多，其次是’N234，N330和N220以及N299。在轮胎的用量中硬质和软质炭黑的比例是85：35。 1．3．2．2 国外轮胎用炭黑新品种开发情况 为了适应轮胎产品发展、特别是高性能轮胎和绿色轮胎发展的需求，国外几大炭黑公司开发了许多高性能和低滞后炭黑新产品。其中有些开发较早的品种，例如N134和N358已经纳入A5TMDl765标准，并已被轮胎厂采用。还有很多新品种，既没有纳入A5TM标准，也没有公布其化学指标，只是说明其应用性能，正在推广。现将收集到的部分新品种，列之如表门。表中加粗的品种和牌号已经纳人生产厂家的产品目录c至于这些新产品的用量，可能是属于商业秘密，没有看到有关的报道。 高性能炭黑的主要特征是：粒径小，结构适宜，聚集体分布尺寸较窄，表面活性高。 低滞后炭黑的主要特征是：结构高，聚集体分布尺寸较宽，表面活性高。 白炭黑—炭黑双相填充剂则是利用了白炭黑的低滞后性和炭黑的耐磨性。 1．4 国外白炭黑生产发展动向 1．4．1世界白发黑需求情况 沉淀法白炭黑是橡胶工业重要的补强原材料，主要用于鞋类、轮胎和其它浅色橡胶制品。其他的用途是：在农药、饲料等行业中用做载体或流动剂、在牙膏中用做摩擦剂，在涂料行业用做分散剂、抗沉降剂或消光剂等等。世界和国内白炭黑消费情况分别见表12。从表中可以看出，白炭黑在橡胶工业的用量比例最大，而且在轮胎中的用量比例增长最快，这是因为绿色轮胎在快速发展。 在轮胎行业中，过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层以增强钢丝和橡胶的粘合性；也有些轮胎企业用于子午线载重轮胎的胎面，以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性，其用量较少，一般为10—15份c近年来由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格，将沉淀法白炭黑用于轮胎胎面胶，可以显著降低轮胎的滚动阻力r同时能保持较好的抗冰、湿滑性，其磨耗仅有稍许降低。1990年米其林公司已制造出全用沉淀法白炭黑的“绿色轮胎”，其滚动阻力较之一般轮胎降低约30％，节油及减少汽车废气效果显著。然而在国外，沉淀法白炭黑售价约为炭黑的140％，加上使用偶联剂和胶料加工增加的费用，使轮胎成本也显著增加。因此，目前在生产低滚动阻力的轮胎时，多采用炭黑和沉淀法白炭黑并用的配方，以取得最佳的性能／成本效果。 根据北京橡胶工业研究设计院对国外和国内的外资企业轮胎配方的剖析和发展趋势分析，72，国外轿车子午线轮胎以降低滚动阻力为主导，加大了白炭黑的开发和应用，而载重子午线轮胎白炭黑应用量还不多，载重斜交轮胎的配方趋于和载重子午线轮胎相近。具体情况归纳如表13。 2002年世界白炭黑产需情况见表14，除了亚太地区的生产能力比需求大一倍以外，其他地区基本平衡。 1．4．2 国外轮胎用白发黑新品种开发情况 白炭黑用于胎面能够赋予轮胎以低滚动阻力和良好的抗湿滑性，但是采用常规白炭黑由于在胶料中的分散性不好、耐磨性很不好。因此国外开发和生产了高分散性白炭黑(HDS)和易分散性白炭黑(EDS)。表16为白炭黑分散度和胎面耐磨性的关系。 2 国内情况 2．1 国内汽车生产和需求发展动向 近五年，我国国民经济发展迅速，GDP年均递增率为7．7％，今年有可能超过8％。交通运输和高速公路也随国民经济快速增长，1998年全国公路通车总里程为126万公里，其中高速公路6828公里，到2002年全国公路通车总里程已达175、8万公里．其中高速公路2．52万公里、并且还有许多条正在建设。 由于国民经济和公路、特别是高速公路的快速增长，汽车工业也在快速发展。2002年全国汽车产量和销售量均达到325万辆，比删1年增长了38．49％。其中轿车产量109万辆，销售量112万辆，同比分别都增长了55％，这表明轿车已开始进入家庭。根据全国汽车工业协会专家的预测：全国汽车需求量2003年预计将超过400万辆，比2001年再增加23％，其中主要是轿车。预测2005年有可能超过500万辆。汽车保有量2001年为1800万辆，2002年为2100万辆，预测到2M5年将会超过3100万辆。 2．2 国内轮胎生产发展动向 2．2．1 国内轮胎产量和需求量 随着我国汽车工业和公路交通运输的快速发展，各类轮胎需求亦将快速发展，根据北京橡胶工业研究设计院陈志宏的统计和预测，1998—2002年轮胎产量和2005年汽车轮胎需求量预测见表19和表20。 从表20可计算出2002年到2M5年，汽车轮胎年平均增长率为11．7％，其中轿车轮胎为17．!％，轻卡轮胎为7．9％，载重轮胎为10．2％，以轿车轮胎增长最快c与此同时，汽车轮胎的子午化率百分比由2002年的58％增加到2005年的71％；其中轿车轮胎已全部子午化，轻卡轮胎由55％增加到64％，载重轮胎由22．5％增加到45％。 2．2．3 国内轮胎品种发展动向 从表20可以看出，今后几年汽车轮胎中，轿车轮胎产量增长最快。载重轮胎中子午线轮胎产量增长最快。 目前，在轿车轮胎方面，绿色轮胎和高性能轮胎在国内的需求还不迫切。但是由于公路路面状况的改善，轿车档次的提高，向欧美出口量的增加，外资轮胎企业的增多．特别是国内对环保和节能的日益重视，因此发展绿色轮胎和高性能轮胎，也将是我国轮胎品种发展的方向。 在载重轮胎方面，目前重点在发展子午线轮胎。但是在国内载重汽车普遍高速超载和路面条件还不好的情况下，要求子午线轮胎和斜交轮胎都具有较好的抗刺扎和抗崩花性和耐磨性。 2．3 国内炭黑生产发展动向 2．3．1 国内发黑生产能力、产量和进出口量 根据中国橡胶工业协会炭黑分会的调查，截至2002年底，全国共有炭黑生产企业120多家，总生产能力已超过150万吨，其中炭黑分会会员单位共59家，总生产能力为107万吨，占全国总生产能力的71％。 1998年到2肋3年是炭黑产量快速增长的五年，年平均递增12％。 1998年到2003年是炭黑进口量快速增长，而出口徘徊在每年1—2万吨的水平。2肋2年出口开始回升，这表明国内产品在质量和价格两方面的音争能力有了新的根高。 2．3．2 炭黑消费量和今后需求量的预测 由于国内没有有关炭黑消费量的统计，因此将从炭黑产量加进口量减出口量计算出的炭黑表观消费量列之如表23，年平均递增12．1％。 2．3．1 国内炭黑需求量 如上所述，2毗年到2005年全国汽车将由325万辆增加到5肋万辆，年均递增率将为15．4％。轮胎产量的年均递增率将为11．8％。两者增长速度均和1998—2002年的17．9％和13．6％相近，而同期的炭黑年均递增率为12．1％。据此，考虑到轿车和轿车轮胎增长较快．而轿车轮胎耗用炭黑较少的因素，预测2肋2年到2005年的炭黑需求量年均递增率为10％，以2002年的95．5万吨为基数，2003年为105万吨，2004年为116万吨，2005年为127万吨。 2．3．2 国内发黑品种发展动向 国内轮胎企业使用炭黑品种的情况，不同的企业使用炭黑品种的也不同，比较典型的倩况是 ——全钢丝载重子午线轮胎：胎面一般用N234，也有用N115或N12l的；胎体用N375或N330；带束层用N326；内胎或气密层用N660。 ——半钢丝子午线轿车轮胎或轻卡轮胎：胎面一般用N234或N339；胎体用N375；带柬层用N326；胎倔lj用N550，气密层用N660 。 ——斜交载重轮胎：胎面一般用N220也有用N234的；胎体用N330和天然气半补强；内胎用N660。 绿色轮胎上海轮胎公司已经研制和生产，但是目前需求量还不大。 对外资企业而言，如果需求量大，只是安排生产的问题。 目前炭黑品种的使用情况，根据中国橡胶工业协会炭黑分会对会员企业的统计，1998年和2002年的橡胶用炭黑品种产量比例见表25，由于每年上报企业数不一样，因此统计的产量数字不可比。其中2002年天然气半补强炭黑只有一家的数字，也没有根据实际情况(多于2万吨)加以调整。但是从表中可以看出c用量最大的品种是N330、N220和N660，其次是N550、N234、N326、N339和N375。还有一个2002年统计不完全的天然气半补强炭黑。 根据轮胎行业的发展需求，炭黑院已研制出Dz系列低滞后炭黑。 炭黑院采用天然胶基本配方的橡胶物性试验结果表明：Dz系列炭黑比常规的N220和N330、在保持较好耐磨性的同时，有较低的生热、表明其具有低滞后性。 曙光橡胶工业研究设计院采用以天然胶为主的配方，将Dz—12和N!34炭黑进行了对比试验。 结论是：吸碘值为105m9／S，DBP为U2m1／100g的DZ—11的拉伸强度、伸长率、300％定伸应力及磨耗，与吸碘值为120m9／g、DBP为125m1／100g的N234相当，表明其表面活性较高，但其生热却低17％，说明z—27l具有较好的低滞后‘性能。 北京橡胶工业研究设计院采用丁苯／Jl顷丁胎面胶配方，将Dz—11、Dz—13和N234及国外低滞后品种V5H进行了对比试验c对胶料的硫化特性、物理性能和动态性能进行了全面测试。结论是：使用低滞后炭黑Dz—22、Dz—13全面替代胎面胶中的N234，胶料的物理性能基本保持不变，而使用Dz—门可以显著降低生热及轮胎的滚动阻力，使用效果与国外产品V5H相当c 目前DZ系列低滞后炭黑正在轮胎厂批量试用过程中。 2．4 国内白炭黑生产发展动向 1.2．4．1 国内白发黑生产和需求 据调查，2001年全国有100多个企业生产，年产能力约35．5万吨，产量约21．9万吨，产品除满足国内需求外，出口约6．6万吨。 近两年新增能力已经投产的主要的有：淄阳光淄2．0万吨、株州兴隆2．0万吨、连吉比I：1．0万吨，在建的有上海九琛3．O万吨。无锡恒亨3．0万吨，南平嘉联的2．O万吨。因此2002年全国生产能力已超过40万吨，居世界第一位。2003年末，将达到50万吨以上。 2002年和2003年上半年白炭黑的产量末见报导，2002年白炭黑的进、出口量分别为40508吨和82325吨，2003年上半年白炭黑的进、出口量分别为24023吨和51158吨。出口量增加较快。全年有望超过10万吨。 2．4．2 国内轮胎用白发黑应用现状和趋势 目前在国内轮胎生产中白炭黑用量还不多。据调查： 在全钢丝载重子午线轮胎的胎面胶中，一般配用白炭黑12—15份。 在半钢丝子午线轮胎或轻卡轮胎的胎面胶中，除有的外资轮胎企业在生产和高、中档轿车的原配轮胎时以外，一般不用白炭黑。 在部分载重斜交轮胎的胎面胶中，也开始配用5—12份白炭黑。 有的企业在工程轮胎胎面胶中配用7份白炭黑。在耐切割轮胎胎面胶中配用35份白炭黑(但这种轮胎产量很少)。 综上所述，目前国内在轮胎胎面胶中应用白炭黑主要是为了提高胎面耐切割和刺扎的性能，还没有把降低滚动阻力放在主导地位。但是随着轮胎品种的发展，加以我国白炭黑售价相对较低，因此轮胎用白炭黑的需求亦将较快增加。 2.4.3 国内轮胎用白炭黑产品质量和品种现状 国内轮胎企业对白炭黑的质量要求，主要是补强性能要好，产品质量要稳定G分散性也要求好，但是由于目前配方中用量比例还不大，因此对分散性的要求还不太迫切c过去国内多数白炭黑企业装置规模小，自动比程度低、产品质量欠稳定，因此国内轮胎企业主要采用两家外资企业的产品。近几年国内已经有多套7川屯级装置建成投产，产品质量均已达到较好水平。故已经被轮胎企业采用。从2003年国家炭黑质检中心对13家白炭黑企业的产品质量普查结果看，按化工行业标准考核均为合格品。 国产白炭黑除两家外资企业的产品外，南平嘉联、无锡恒亨和山东海化等企业都生产了轮胎用白炭黑品种，并在其产品样本中列出了具体规格，但是尚未包括高分散性白炭黑产品。 据报道，上海九琛精细化工有限公司研制成功了无硅凝胶的高分散性白炭黑产品，但是尚未见到产品性能分析或鉴定的详细介绍。 3 小 结 1)世界大多数地区汽车和轮胎的市场需求增长缓慢。而中国汽车和轮胎的市场需求，在今后几年，将以年均递增率分别为15％和12％的速度发展。炭黑的需求亦将随之快速增加，预测今后几年将以年均递增率10％的速度发展，这对我国炭黑行业来说是大好的发展机遇。 2)国外轮胎生产已实现子午化和低断面化，并正在开发、生产高性能轮胎、防水滑轮胎、超高里程载重轮胎、跑气保用轮胎、绿色轮胎和智能轮胎等新产品e其中在欧洲低滚动阻力的轿车用绿色轮胎，已有90％的市场占有率；载重汽车用绿色轮胎也在开始发展e国外预测：今后几年，绿色轮胎在美洲的发展将加快，而跑气保用轮胎在保持高性能轮胎或绿色轮胎的原有性能基础上将有较快发展。 3)国外炭黑生产企业为了适应轮胎品种发展趋势，已开发生产了许多具有高补强、高耐磨性能或者具有低滞后性能的炭黑新品种c虽然还没有看到其实际消费量的统计数字，但已开发的品种数量很多、介绍这些品种性能构文献也不少，表明这些新品种炭黑具有较大的现实或潜在的市场需求。 4)在轮胎中应用白炭黑是降低滚动阻力，提高抗湿滑性的有力措施，因此已有全用白炭黑的绿色轮胎送人市场e然而由于白炭黑分散性能刁；好，导致其补强性能不能充分发挥，耐磨性也不好；因此白炭黑生产厂商已开发出——系列的高分效性白发黑，和价格较低的易分散性白炭黑新品种。 但是由于白炭黑在国外[内忻价比炭黑高，还要使用昂贵的偶联剂，导致成本较高；而且全用白炭黑时加工比较困难，轮胎的导电性也不好，所以国外低滚动阻力轮胎的配方，多半采用将白炭黑和炭黑并用的办法。 西欧是生产绿色轮胎最多的地区，也是轮胎用白炭黑消费量增加最快的地区c1995年到2删年白炭黑用量增加了314％，而炭黑只增加了10％c在西欧2删年轮胎用白炭黑总量为11．5万吨，其中绿色轮胎用9．5万吨，常规轮胎用2万吨。而同期轮胎用炭黑总量约95万吨，也就是说有十分之一的炭黑市场被白炭黑占领c作为炭黑企业，应当通过开发性能更好的低滞后炭黑品种．把这个市场夺回来。 5)国内轮胎品种的发展趋势，近期主要是增加轿车胎(半钢丝子午线轮胎)产量，加快发展全钢丝子午线载重汽车轮胎，提高斜交载重汽车轮胎的高速、重载性能。随着国内公路和汽车的进一步发展，环保和安全意识的进一步提高。以及出口轮胎对品种的需求，绿色轮胎、高性能轮胎、防水滑轮胎和跑气保用轮胎等新品种亦将逐步发展。 6)为适应轮胎品种发展，国内炭黑企业应着重发展适应子午线轮胎生产要求的炭黑品种，和能提高斜交轮胎性能的炭黑品种，主要是优质的N234、N375、N326和N660等品种，并努力提高其质量的稳定性和纯净度。与此同时，努力开发和推广应用新一代轮胎需要的低滞后炭黑和高性能炭黑。 在炭黑市场已经全球化和竞争十分激烈的今天，炭黑生产企业必须在努力提高现有产品质量的同时，努力开发、生产新一代轮胎需要的新品种，这样才能提高竞争能力，使企业能够更好地生存和发展。