白炭黑发展分析


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  日常生活中的橡胶制品颜色已不是过去单调的黑色,现在变得越来越丰富多采了,品质也越来越好。这要归功于新型橡胶补强剂———白炭黑的开发与应用。
  白炭黑(微粒状二氧化硅)是除炭黑外另一种重要的橡胶补强剂,目前国内生产企业有 100多家,年产能力约 22万吨,其中年产能力在 1万吨以上的企业有 6家,主要采用沉淀法生产工艺。气相法工艺可生产高档白炭黑,国内仅有少量生产,技术尚待攻关。去年国内共进口 4.05 万吨白炭黑,比上年增加 28.2%,产不足需日益突出。
  自上世纪 80年代江西引进首套白炭黑生产装置以来,国内沉淀法白炭黑生产技术有了很大提高,以高浓度硫酸法取代了过去的熔胶法或晶种法,不仅提高了热效率,而且有利于采用大型反应釜和 DCS计算机控制,从而为稳定工艺和扩大装置规模创造了条件。大型压滤机喷雾干燥机的制造成功,使万吨级生产线的兴建得以实现。在对沉淀法白炭黑改性处理方面,我国开发出了疏水白炭黑和超细白炭黑等新品种。
  国内市场白炭黑主要消费构成是:用于胶鞋生产占 45%,用于轮胎生产占 16%,用于其他浅色橡胶制品生产占 6%,用于牙膏生产占 9%,用于涂料、造纸领域占 8%。
  我国是胶鞋生产大国,生产量和出口量均居世界前列。随着胶鞋档次提高,花色品种不断翻新,浅色橡胶用量越来越大,对白炭黑的需求日益增加。近两年国内胶鞋产量每年以 8%~ 10%的速度增长, 2001 年达 65亿双,出口量达 40.2 亿双,占世界产量一半左右。中国加入 WTO以后,胶鞋生产继续保持高速增长,预计今年白炭黑在该领域需求量将增长 10%左右。
  将白炭黑用于轮胎胎面胶,可以显著降低轮胎滚动阻力,同时提高轮胎抗冰、抗湿滑能力。米其林公司已生产出全用白炭黑的绿色轮胎,滚动阻力较一般轮胎降低约 30%,其节油、减少汽车废气排放的效果显著。在欧洲,消费者很重视使用抗冰、抗湿滑性能好的冬季用轮胎。目前在白炭黑用量最多的国家中,乘用胎中的使用比例已达补强填料的 65%。随着我国轿车生产比例增加和消费者对轮胎要求提高,白炭黑在该领域的应用将有较大增加。
  国内硅橡胶和用于电子、玩具、医疗卫生、体育设施等的浅色橡胶市场发展很快,迫切需要各种高性能白炭黑,目前国内生产还不能满足需求,主要靠进口解决。
  目前国外白炭黑生产技术新动态是:开发补强性和分散性更好的新品种,如 PPG公司开发的新品种和常规胎面胶用品种比,其比表面积大,微孔孔径较小且均匀,补强性能更佳;开发预炼胶新工艺,如卡博特公司将含白炭黑、炭黑和增粘剂的橡胶,在胶乳状态混合,制成粉末橡胶,分散度大大提高,在混炼时所需能量少得多,并在磨耗、生热和加工性能方面有明显优点,适用于连续炼胶法;开发白炭黑加偶联剂炼胶技术,改进配方,使之和白炭黑用量的增加相适应。另外,助剂厂也开发出带有偶联剂的新型分散剂,以改进白炭黑胶料的混炼和加工性能。
  我国生产白炭黑具有丰富的资源优势,有广阔的消费市场。随着外向型经济发展和人民生活水平不断提高,国内对白炭黑的需求将会大幅度增加。目前国内生产的白炭黑在品种、质量和规模上与国外大公司相比,还存在很大差距。沉淀法白炭黑现在公认经济规模在年产万吨以上,但国内目前大多数装置在 2000~3000 吨/年;国外气相法白炭黑单套装置能力都在 4000 吨/年以上,美国卡博特公司单套装置规模最大可达 9000 吨/年,国内气相法白炭黑生产技术还不成熟,规模较小。今后国内白炭黑产业发展方向:一是要将沉淀法白炭黑生产上规模,扩大品种,稳定质量,淘汰规模小、质量差的生产厂点;二是大力开发气相法白炭黑生产技术,满足硅橡胶产业迅速发展的需求。目前国内已有企业在与国外具有先进技术的大公司接洽,筹划合作建设具有当今世界先进水平和经济规模的气相法生产装置,以发展纳米级二氧化硅系列,赶超世界先进水平。
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