通化市年产1200万条白炭黑轮胎项目

1. 项目简介

1.1 项目背景

1.1.1 产品简介

  白炭黑是橡胶工业重要的补强原材料,也被用于农药、饲料、牙膏和涂料等行业。随着人类社会对环保和节能的要求日益严格,促使对能够降低滚动阻力、节约油料的子午线轮胎和滚动阻力更低的“绿色轮胎”的需求快速发展。因此,白炭黑在轮胎工业中的消费量和产品品种也正在快速发展。

  本项目是依托通化双龙化工股份有限公司对白炭黑的产业基础，通过经合局招商引资平台，与知名轮胎制造企业和轮胎其他原料供应商合作，构建一条“绿色轮胎”生产线、打造我省知名轮胎品牌为目标的发展计划。

1.1.2 市场前景

（1）轮胎市场分析

  人们对轮胎的基本要求有三。一是具有较高的湿路面的抓着力(抗湿滑性)或较好的牵引性,以确保车辆行驶及人员的安全;二是滚动阻力小,以节省燃油并减少废气的排放。一般轮胎滚动阻力每降低3%~4%,耗油量可减少1%。基于胎面的滚动阻力约为轿车轮胎的50%,载重轮胎的30%,因此降低胎面的滚动阻力是节省燃油的重要途径。三是耐磨性好,使用寿命长。为了获得上述性能,白炭黑特别是高分散性白炭黑在胎面胶中的应用是必不可少的。

  在轮胎工业中，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载重子午线轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。近十几年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其磨耗仅有稍许降低。

  我国约70%的白炭黑用于生产轮胎和其他橡胶制品，因此白炭黑的发展速度主要取决于汽车、轮胎和橡胶工业的发展速度。随着轮胎子午化、环保节能和舒适性的要求越来越高，白炭黑在轮胎中的应用也越来越重要。目前，在要求降低滚动阻力、提高抓着性能方面，白炭黑与炭黑并用表现出优良的性能，而且在配方中已经全部用白炭黑替代炭黑生产“绿色轮胎”。近年来，沉淀法白炭黑在雪地轮胎、防滑轮胎和绿色轮胎方面得到大量应用。轮胎是沉淀法白炭黑第二大消费用户，其消费比例约占总消费量的16%。

  在国外,白炭黑目前主要用于子午线轿车轮胎的胎面,其中用量较多的轮胎滚动阻力较低,被称为“绿色”轮胎,其次是用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎性和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。

  大部分轮胎厂家追求短期经济效益现象较为普遍，技术研发投入资金少，研发能力很弱，产品档次难以提升，长期被国际市场定位为低端产品，在生产技术和工艺方面与国际水平仍有较大差距，核心竞争力不足。

（2）白炭黑应用现状和趋势

  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高、中档轿车的原配轮胎时使用外,一般不用白炭黑;在部分载重斜交轮胎的胎面胶中,开始配用5～12份白炭黑。研究表明,在载重斜交轮胎的胎面和胎体中配用6～12份白炭黑,能使轮胎的综合性能达到最佳;有的企业在工程轮胎胎面胶中配用7份白炭黑。在耐切割轮胎的胎面胶中配用35份白炭黑

  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的耐切割和刺扎性能,还没有把降低滚动阻力放在主导地位。但是随着汽车产量和保有量的迅速发展,以及石油消费量的增加和石油价格的上涨,特别是国内已经开始大力提倡对能源和资源的节约,对降低轮胎滚动阻力、降低油耗的需求也将随之增加。另一方面,我国轮胎出口量已达轮胎总产量的30%,其中近30%出口到欧洲和北美,这一市场对“绿色”轮胎也有较大需求。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。

（3）国内轮胎用白炭黑产品质量和品种现状

  目前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,分散性也要求好。但是由于配方中用量比例还不大,因此对高分散性白炭黑的需求还不太迫切。在大力发展“绿色”轮胎的趋势下,对高分散性白炭黑的需求将快速增加。

  过去国内多数白炭黑企业装置规模小、自动化程度低、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10多家白炭黑企业生产能力超过1万吨,已经有近20套万吨级的大型装置建成投产,其产品质量均已达到较好水平,故已经被轮胎企业采用。

  目前，白炭黑的需求增长主要来自于橡胶工业、牙膏产业、涂料工业和新能源等领域。其中，橡胶工业是白炭黑的主要消费领域，其对白炭黑的消费量约占白炭黑消费总量的70%以上。从市场发展情况来看，未来白炭黑的发展前景较为广阔。汽车工业的发展十分迅速，轮胎产业也在较快的迅速发展。近年来，世界各国都在鼓励发展环保绿色轮胎，白炭黑的需求增长迅速，这给白炭黑相关生产企业提供了广阔的市场发展空间。近年来国外大型的白炭黑生产企业陆续已在国内投资建厂。

（4）其他原料情况分析

  我省拥中科院应化所、吉化、中石化等多家拥有轮胎橡胶技术的科研院所及企业，省内及周边又有大陆马牌轮胎、锦湖轮胎等知名轮胎制造商。本项目计划依托通化双龙化工股份有限公司生产的白炭黑产品的优势，与拥有成熟技术的合作伙伴合作，为项目提供原料及技术保障，发展完整产业链条。

1.1.3 技术及应用分析

  通化双龙化工股份有限公司生产的用于制造绿色轮胎的高分散沉淀法白炭黑经业内权威机构检验，其各项性能指标均达到或优于国外先进水平，标志着公司高分散白炭黑产品技术已达到生产绿色轮胎的要求。其工艺路线大体上是：先采用燃油或优质煤在高温下将石英砂与纯碱反应制造得工业水玻璃，工业水玻璃用水制成一定浓度的稀溶液，然后在一定条件下加入某种酸，使二氧化硅沉淀出来，在经清洗、过滤、干燥（烘干或喷雾）、粉碎、制得产品白炭黑。

  与国际知名公司生产的高分散白炭黑相比较，双龙白炭黑的胶料所反映的综合加工性能较好；补强性能、耐热空气老化性能和耐疲劳等性能相当；而双龙白炭黑胶料的佩恩效应较小，表明其胶料中白炭黑分散稍好。综合来看，公司的白炭黑产品各种性能指标很接近、甚至优于国际品牌公司。

（1）轿车轮胎胎面

  最初的“绿色”轮胎是将高分散性白炭黑、溶聚丁苯胶和硅烷偶联剂并用,再加上优化的混炼工艺制成的。其滚动阻力可以降低20%以上,这意味着胎面滞后损失降低了约50%,燃料消耗至少降低3%。与此同时,这种轮胎具有优良的牵引性,但耐磨性有所降低。这种轮胎胎面胶的白炭黑用量达到80份。但是由于白炭黑的售价较高,加上因添加偶联剂和胶料加工增加的费用,使轮胎成本也显著增加,而且单独使用白炭黑的轮胎耐磨性和抗静电性能不好。因此,目前在生产低滚动阻力的轮胎时,多采用炭黑和白炭黑并用的配方,以取得最佳的性能/成本效果。例如：

  ①用36份白炭黑,并掺用相当于白炭黑用量3%的巯基硅烷偶联剂,构成填料总用量为72份的填充体系,用于轿车轮胎的SBR/BR胎面胶中,其滚动阻力下降约25%,同时干、湿路面牵引性能无明显下降。

  ②填充20份白炭黑和40份N339炭黑的胎面胶,若使用TESPT偶联剂(Si69),则可获得平衡硫化效果,而且轮胎滚动阻力下降9%,胎面磨耗性能的变化微乎其微。

  ③用白炭黑部分代替炭黑(占原炭黑用量的40%~60%),并使用偶联剂(占白炭黑用量的13.6%)。试验结果表明,以充油NR/BR橡胶为主的轿车轮胎胎面,其冰面牵引力增大5%,滚动阻力下降18%,湿路面牵引力与对比轮胎的相等,胎面磨耗性能几乎没有变化。在NR/SBR/BR橡胶胎面胶研究中,发现增大白炭黑用量,并使用有机硅烷,同时减少炭黑用量,可大幅度降低60℃时的tanδ。 

  北京橡胶工业研究设计院曾对国外多种类型和规格轮胎的胎面胶进行剖析,欧洲市场195/65R15高性能轿车轮胎胎面胶的主要性能和配方特征见表1。从表1中可以看出:胎面胶在60℃时的tanδ与白炭黑的用量相关,即白炭黑的用量越多,60℃时的tanδ越低,也就是滚动阻力越低。目前,白炭黑在轿车轮胎胎面中的用量最多为65份。 

  硅烷偶联剂(Si69)是在白炭黑配方中最常用的偶联剂,为了使其更好分散,通常以称之为X50S的剂型,即按照质量份各50%的比例和N330炭黑的,Si69的用量一般为白炭黑的8%。由于Si69价格高,性能也有不足之处,因此已经开发生产了多种新型偶联剂,但是目前用得最多的还是Si69。

（2）载重轮胎技术应用

  目前,白炭黑用于载重轮胎,主要为了提高胎面的抗刺穿能力和耐撕裂性。白炭黑特别适用于其胎面,因不仅可减少滚动阻力,而且行驶温度低。对载重轮胎来讲,行驶温度低或低生热是极其重要的。白炭黑与炭黑并用可改善载重轮胎胎面的各项使用性能。在填充60份N231炭黑的重型载重轮胎天然橡胶胎面胶的研究中,用30份白炭黑直接代替N231炭黑,再加入巯基硅烷偶联剂(用量为白炭黑用量的1%,即实际用量为3份),结果提高了胎面胶的抗割口和崩花性能。在此基础上,再增大白炭黑用量,同时使用巯基硅烷偶联剂的试验结果表明,对生热和胎面磨耗无不良影响。但是通常载重轮胎胎面在使用白炭黑后,其磨耗性能会降低。基于此,目前,白炭黑在其胎面胶料中的用量一般为15份。北京橡胶工业研究设计院对国外多种规格的载重轮胎的胎面胶进行剖析,结果是有些试验轮胎不用白炭黑,使用白炭黑的轮胎一般用量为10～14份。

  在另一项已完成的载重轮胎天然橡胶胎面胶中用白炭黑部分代替炭黑的试验显示,高分散性白炭黑和常规白炭黑相比,在提高胎面胶的耐磨性、拉伸强度和撕裂强度方面具有明显优势,无论其用量大小均有效。用20份白炭黑代替载重轮胎丁苯橡胶胎面胶配方中的N234炭黑,结果滚动阻力降低,撕裂强度提高。

  在天然橡胶载重轮胎胎面胶中,当以硅烷偶联剂改性的白炭黑完全代替N220炭黑使用时,滚动阻力减少了30%,湿路面牵引力保持不变,胎面磨耗指数仅降低5%。

（3）轮胎的其他部位白炭黑应用技术

  胎侧是一层能够保护胎体免受气候侵蚀的外层胶,它应当具有耐候性好、抗臭氧老化、耐磨耗、耐撕裂、耐周向及径向龟裂、疲劳寿命长等特性。为使胎侧具有抗龟裂和抗臭氧老化性能,现有轮胎胎侧一般都采用含有防老剂、抗臭氧剂和石蜡的NR/BR橡胶并用的胶料。但是,防老剂耗尽后,会使胎侧变硬和龟裂;而抗臭氧剂和石蜡会使其褪色,且抗臭氧剂往往具有污染性。

  目前,延迟或减轻胎侧老化、并使其具有一个光亮表面的通行做法,除使用饱和弹性体如EPDM与天然橡胶并用外,还使用白炭黑,因其能提高胎侧胶包括抗臭氧老化在内的物理性能。

（4）白炭黑胶料的混炼

  由于白炭黑胶料的混炼是和硅烷偶联剂反应的过程,所以,混炼温度的控制范围很窄,而炭黑混炼温度的控制范围可以较宽。在实际混炼过程中,例如:使用330dm3的密炼机时,密炼机内部的温度偏差≥20℃,这种偏差与转子的形状或加工条件有关。因此,有必要将密炼机内的平均温度和最高温度控制在安全区内。甲硅烷化反应的最适宜温度为145℃~155℃,当温度达到160℃以上时,四硫化合物就会分解并析出游离硫,开始发生交联反应。当温度在145℃以下时,硅烷偶联剂和白炭黑不发生反应,胶料的性能不能提高。另外,在混炼过程中,还有其他反应物产生,例如乙醇和水的蒸汽,需要除去。因此,混炼白炭黑时,比混炼炭黑需要更加严密的控制,才能得到性能较好的胶料。此外,还需要注意白炭黑对混炼设备的磨损和反应生成物对排放管道的腐蚀问题。

（5）轮胎用白炭黑的主要品种和规格

  当白炭黑和炭黑并用,而且份数不多时,常规的白炭黑可以满足使用要求,一般在胎面胶中,可以采用比表面积为150～220m2/g的白炭黑品种,在轮胎的其他部位中,可以采用比表面积为120～150m2/g的白炭黑品种。但是如果份数较多时,就应当采用高分散性白炭黑和易分散性白炭黑。

  高分散性白炭黑(HDS)是一种具有高分散性且无粉尘的白炭黑产品,适用于“绿色”轮胎。易分散性白炭黑(EDS)是20世纪90年代中期开发的一种性能介于HDS和常规白炭黑之间的产品,其价格较HDS低,是一种性价比较好的替代HDS的产品。填充常规白炭黑的胶料,湿牵引性好,滚动阻力低,但耐磨性很不好。采用HDS或EDS后,由于白炭黑在胶料中分散状况较好,可以显著提高轮胎的耐磨性。

1.1.4 项目建设有利条件及必要性

（1）政策优势

  二道江区对投资企业的立项、审批、建设、招工、收费等相关手续及投产后的生产经营，由项目推进办公室协调相关部门实行“一条龙”保姆式服务，全力为投资者开辟绿色通道。

（2）资源优势

  二道江区矿产资源丰富，有铜、铁、煤炭、石灰石、石膏、硅石等多种矿产资源。其中石灰石储量1.2亿吨、硅石储量200万吨、石膏储量220万吨、特种石灰石储量7100万吨、煤炭总储量3500万吨，是全国200重点采煤县区。

（3）产业优势

  二道江经济开发区铁厂硅化工产业园区总面积12公顷，现有可拓展面积26公顷。该园区以双龙化工公司为龙头，依托现有产业基础，重点发展硅化工及上下游产品。通化双龙化工股份有限公司是国内最早生产沉淀法白炭黑的企业，也是国内唯一定点生产国防化工用沉淀法白炭黑的企业。曾为国防化工和载人航天器配套工程作出较大贡献，得到中共中央、国务院、中央军委、国防科工委的通令表彰。因此，开发区具备产业发展的优势。

1.2 项目建设内容及规模

1.2.1 产品方案及规模

  生产设备120台（套），年产轿车白炭黑半钢轮胎1200万条。

1.2.2 建设内容

  占地面积100亩，建筑面积40000平方米。

1.3 项目总投资及资金筹措

  项目总投资10亿元，其中固定资产投资7亿元。

表1：项目总投资汇总一览表           

说明：表中“万元”均为人民币

1.4 财务分析及社会评价

1.4.1 主要财务指标

  项目达产后，年销售收入15亿元，利润3亿元，投资回收期4.4年（税后，含建设期1年），投资利润率29.4%。

表2：主要财务效益预测指标一览表                 

说明：表中“万元”均为人民币

1.4.2 社会评价

  项目建成后，将有得于形成完整的产业链条，促进产业升级，带动下游产业发展，增加社会就业。项目建成后可新增定员950人，可以解决公司富余人员，又安置社会劳动力，还可促进当地经济的发展。

1.5 合作方式

  合资。        

1.6 需外方投资方式

  资金。

1.7 项目建设地点

  鸭园镇李家屯

1.8 项目进展情况

  已编制合作计划书。

2.合作方简介

2.1 基本情况

  名称：通化双龙化工股份有限公司

  地址：吉林省通化市二道江区铁厂镇

2.2 概况

  通化双龙化工股份有限公司前身是上世纪60年代成立的“小三线”军工企业——通化市第二化工厂。2000年1月正式成立了通化市双龙化工有限公司。2010年在深交所创业板正式挂牌上市，成为全省首家在创业板上市公司。

公司占地面积12万平方米，建筑面积5.8万平方米，职工311人，本科学历人员51人，高级职称6人，中级职称83人，初级职称23人。公司所有产品均是公司自行开发并拥有自主知识产权，获得4项发明专利，3项实用新型专利。公司是国内最早生产沉淀白炭黑的厂家，2008年被首批认定为吉林省高新技术企业，拥有省级企业技术中心，并通过ISO9001国际质量管理体系认证。2013年被评为吉林省创新型科技企业。

  通化双龙化工股份有限公司是国内最早生产沉淀法白炭黑的企业，也是国内唯一定点生产国防化工用沉淀法白炭黑的企业。曾为国防化工和载人航天器配套工程作出较大贡献，得到中共中央、国务院、中央军委、国防科工委的通令表彰。公司生产的36-5白炭黑被用于载人飞船获得圆满成功，受到中国航天科技集团的来信祝贺。公司生产的雪珠牌系列白炭黑有二十余个型号，其产品质量在国内处于领先地位，可以满足不同客户需求。