新能源车用上“稀”有轮胎

  根据工业与信息化部数据，今年前三季度我们国家新能源汽车产销量分别完成631.3万辆和627.8万辆，同比分别增长33.7%和37.5%。新能源汽车新车销量占汽车新车总销量的29.8%。

  新能源汽车的加快速度进行发展，也拉动了其所需要的高性能轮胎的市场需求。稀土顺丁橡胶是一种以稀土金属钕为主体的催化体系所制备的顺丁橡胶，以这种橡胶为原料制造轮胎可以轻松又有效提高轮胎的质量和性能，在生产符合欧盟标准的高性能轮胎和新能源轮胎方面发挥着重要作用。

  什么是稀土顺丁橡胶？与普通顺丁橡胶相比“稀有”在何处？是如何赋能新能源汽车产业高质量发展的？本版为您揭秘。

  我国是世界上较早进行稀土催化丁二烯聚合科学研究和稀土顺丁橡胶生产技术开发的国家。早在上世纪60年代，中国科学院长春应化所的前辈们便着手研究稀土顺丁橡胶，但一直未能实现大规模工业化连续生产。

  为满足全球高性能轮胎发展对合成橡胶原材料的需求，实现稀土顺丁橡胶自主生产，中国石化将3万吨/年稀土顺丁橡胶工业成套技术开发项目列入“十条龙”项目，燕山石化与北京化工大学共同成立合成橡胶联合实验室，推进科研成果转化。

  2012年10月，中国石化首套设计能力为3万吨/年的稀土顺丁橡胶工业化生产装置在燕山石化一次开车成功，并生产出BR Nd40、BR Nd50及BR Nd60三个牌号的稀土顺丁橡胶产品。该国产化成套技术的开发，填补了国内稀土顺丁橡胶工业化生产的空白，实现了中国石化橡胶产业的升级，为中国石化引领高性能合成橡胶高水平质量的发展奠定了技术基础，对推动稀土顺丁橡胶应用、助力国内绿色轮胎发展、提升中国轮胎竞争力具备极其重大意义。

  2017年，燕山石化与北京化工大学携手，在第一代催化剂的基础上研发第二代催化剂，旨在通过优化催化剂的制备方法及工艺条件，大幅度提高催化剂效率。2018年，第二代催化剂在燕山石化成功实现工业化应用，72小时标定根据结果得出，催化剂单耗大幅度降低，催化剂用量下降70%，与国外同类先进产品相比，滚动阻力、滚动温升及压缩生热等性能更具优势，可逐步提升轮胎的强度、耐磨性、高速行驶性能及耐久性能，被国内轮胎有突出贡献的公司大范围的应用于高性能轮胎生产。

  同时完成的还有普通稀土顺丁橡胶的升级产品——长链支化稀土顺丁橡胶工业试验，填补了长链支化超高顺式稀土顺丁橡胶产品的空白。与国外同类先进产品相比，该产品具有更高的拉伸强度、断裂伸长率和抗撕裂强度，以及更优的耐磨性和更低的生热性能，抗湿滑性能达到欧盟标准的A级水平。

  2021年，燕山石化与北京化工大学再次携手，开发出第三代高活性高定向性稀土催化剂，稀土催化剂单耗大幅度降低，稀土顺丁橡胶产品的顺式含量保持在98%以上。同年，燕山石化开展多品种、多体系稀土顺丁橡胶产品研究开发，攻克了以溶剂共用及催化剂相容为目标的关键技术，在燕山石化现有3万吨/年的稀土顺丁橡胶装置上成功产出合格镍系顺丁橡胶，之后又实现稀土顺丁橡胶连续化生产。这是国内首次在连续稳定长周期（6年以上）生产稀土顺丁橡胶后，直接在同一套装置上连续生产镍系顺丁橡胶的工业化案例，成功实现了3万吨/年稀土顺丁橡胶/镍系顺丁橡胶的工业装置柔性化生产，为镍系顺丁橡胶转变发展方式与经济转型提供了技术支撑。

  目前，燕山石化可长周期稳定生产稀土顺丁橡胶三个牌号产品，并实现投产以来的批量出口，成功打入国际市场，得到国内外知名轮胎企业的应用认可，引领了行业技术和产品的高质量发展。

  稀土顺丁橡胶耐磨性强、抗湿滑性好且绿色环保，是高性能轮胎等行业的首选原料。近年来，随国家新能源汽车发展规模不断壮大，稀土顺丁橡胶市场需求量快速增长。

  化销华北充分的发挥一线网点前沿优势，全力提升主要消费区域市场占有率。一是加大国内轮胎行业头部客户开发力度，邀请客户开展试料工作，携手燕山石化科研及生产部门为客户进行现场服务，提供参数改进和工艺调整建议，与多家大规模的公司达成战略合作。二是紧贴海外需求开拓国际市场，从外资企业入手，全面摸排市场供需缺口，精心梳理现有销售经营渠道，进一步探索客户对产品性能的个性化需求和质量提升建议，持续提升产品质量，推动燕山石化稀土顺丁橡胶顺利通过海外质量认证，成功进入东南亚市场。三是紧盯高端领域，加大定制化产品研究开发力度，联合产销研用多方力量拓展产品应用领域。

  1~10月，燕山石化顺丁橡胶销量同比增长11.4%，市场占有率大幅度的提高。近期，化工销售公司通过组织与营销模式优化，进一步系统整合合成橡胶渠道资源。化销华北将充分的发挥中国石化资源一体化优势，通过高效的市场响应服务流程，为客户提供更稳定的资源供应、更加专业的客户服务。

  稀土顺丁橡胶（NdBR）又称钕系顺丁橡胶，是以丁二烯为单体、己烷为溶剂得到的高顺式聚丁二烯橡胶，其超高的顺式结构含量使分子链具有高度立构规整结构，在撕裂强度、生热、滞后损失、磨耗等方面优于传统钛、钴、镍系顺丁橡胶，可制造出具有非常出色物理性能的轮胎，产品耐疲劳性好、回弹性高、摩擦损耗低，符合欧盟标签法提出的“绿色轮胎”要求。

  （1）分子链柔顺，自黏性优，橡胶的加工性能更好，由此做成的成品轮胎在动态力学下损失小，生热也低。

  （2）分子链结构规整，受到拉伸、屈挠等应变作用易产生结晶，从而增强自身的物理机械性能，耐屈挠度更高、撕裂强度更好、拉伸强度更优。

  （3）与炭黑等无机填料的相互作用更强，生成的炭黑结合胶的胶含量更高，进一步硫化生产的硫化复合胶性能更优越。

  因此，与普通顺丁橡胶比，稀土顺丁橡胶具有更加好的拉伸强度和耐屈挠性、更低的滞后损失和生热，能更好地提高轮胎的高速性、耐久性、节能性，因此是制造“绿色轮胎”的优选胶种，且多用于胎侧。

  以稀土顺丁橡胶为原料制造的轮胎能大大的提升安全性和耐久性，提高燃油效率并减少二氧化碳排放。此外，稀土顺丁橡胶可用来制造各种对抗拉伸性、抗剪切性和抗老化性有更加高的要求的胶带、胶管、鞋子、传送带等产品，还能够适用于对高抗冲聚苯乙烯及ABS树脂的改性及制造高尔夫球芯等。

  随着高速公路的发展和轮胎标签法的出台，采用新技术配方设计的轮胎滚动阻力更低、节油效果更好、行驶里程更长、二氧化碳排放更少，还能够使汽车具有更出色的操纵稳定性与更短的制动距离。能够很好的满足节油、安全、低噪声要求的“绿色轮胎”变成全球轮胎产业高质量发展的主流方向。

  我国作为全球轮胎第一大生产、消费和出口国，大力研究开发绿色轮胎、实现产品升级换代，是我国轮胎产业新的战略目标，为稀土顺丁橡胶在轮胎中的应用提供了良好的发展机遇。同时，随着新能源汽车的加快速度进行发展，市场对稀土顺丁橡胶的需求也慢慢变得大，稀土顺丁橡胶将成为制造轮胎的主导产品。

  某战略客户自2019年起与化销华北开展合作，稀土顺丁橡胶作为重点合作产品之一，月合作量从200吨增加到600吨。

  “合作这么多年，化销华北和燕山石化在提升产品质量和稳定供应上从来都是想我们之所想、急我们之所急，为咱们提供了高质量原料保障。现在产品也可以用到我们海外工厂了，不仅原料供应更有保障，而且降低了生产所带来的成本。”该客户表示。

  吴一弦：“绿色轮胎”在节能、环保、安全方面优势显著，顺应当今世界轮胎的发展的新趋势。稀土顺丁橡胶具有高度立构规整结构，易产生应变诱导结晶赋予其优异的回弹性、耐磨性、耐屈挠性及低生热性能，是制造“绿色轮胎”的重要合成橡胶原材料。2020年发布的《产业体系调整指导目录（2019年）》指出，稀土顺丁橡胶的开发与生产属于国家鼓励类石油化学工业产业，符合国家产业政策要求。战略型新兴起的产业是引领国家未来发展的重要决定性力量，对我国形成新的竞争优势和实现跨越发展至关重要。

  燕山石化稀土顺丁橡胶装置是中国石化第一套可长周期连续稳定运行的稀土顺丁橡胶装置，同时也是一套钕系和镍系柔性顺丁橡胶装置，实现了中国石化橡胶产业的升级与发展。

  吴一弦：稀土顺丁橡胶早在十几年前就已成为欧美市场的主流产品。由于国内汽车工业发展水平相对滞后，对高性能轮胎的需求有限，稀土顺丁橡胶市场需求始终处于低位。近些年，国内汽车市场迅速升级，高端汽车、新能源汽车需求量逐年上升，由此带动高性能轮胎加快速度进行发展。稀土顺丁橡胶的性能特点，使其成为高性能轮胎的必需材料。燕山石化高性能稀土顺丁橡胶规模化稳定生产，实现了制造“绿色轮胎”用关键合成橡胶原材料的国产化。

  随着新能源汽车专用轮胎需求量大幅度增长，稀土顺丁橡胶迎来发展良机。国内合成橡胶行业在产业升级的东风下也将迎来洗牌。

  刘中京：稀土顺丁橡胶的高强度、高弹性和耐高温等特性，与汽车工业轻量化、节能环保、安全可靠的发展的新趋势一致。目前，稀土顺丁橡胶已大范围的应用于汽车轮胎、发动机垫片、刹车片等零部件的生产中。近年来，新能源汽车产业迅猛发展，预计保有量可达2050万辆，其轮胎在耐磨性、抗湿滑、抓着力、节能降耗等方面有更高的要求。稀土顺丁橡胶在生产符合欧盟标准的高性能轮胎和新能源轮胎方面将发挥及其重要的作用。在机械领域和石油化学工业领域，稀土顺丁橡胶的应用也十分普遍，可用来生产机械轴承、传动皮带、密封件等对抵抗腐蚀能力和耐高温性有高要求的零部件，未来随机械工业的发展，其需求量也将继续增加。

  目前，稀土顺丁橡胶的国内表观消费量已达10万吨/年。随着新能源汽车的加快速度进行发展，其需求量还将继续保持25%以上的年增长率。总体而言，稀土顺丁橡胶的应用领域及市场需求量将逐步扩大，未来发展前途广阔。

  吴一弦：合成橡胶是三大合成材料之一，是国际公认的战略物资，在国民经济、国家支柱产业及国防事业中起到无法替代的作用。稀土顺丁橡胶的微观结构特点决定了其独特的宏观性能，成为制造高性能绿色轮胎的优选胶种。世界上稀土顺丁橡胶的生产能力在慢慢地加强，有可能是在未来20年成为顺丁橡胶市场的主导产品。

  未来，稀土顺丁橡胶创新团队的工作重心是继续致力于开发新一代催化剂核心技术，开发集功能化、优良的加工性能和橡胶性能于一体的稀土顺丁橡胶新牌号产品，为推动稀土顺丁橡胶的多元化发展贡献力量。