废轮胎胶粉特性、生产与供应调 研 报 告2012年6月目 录第一章 废轮胎胶粉来源11.1 背景11.1.1 废旧轮胎增长现状11.1.2 废旧轮胎的综合利用21.1.3 废轮胎橡胶粉31.2 车辆轮胎种类41.2.1 按车种分类41.2.2 按结构分类51.3 废轮胎胶粉的特性81.3.1 胶粉与轮胎的差异81.3.2 轮胎的橡胶成分91.3.3 轮胎成分与改性沥青关系111.4 废轮胎胶粉利用现状121.4.1 废轮胎胶粉使用场合121.4.2 废胶粉的发展现状141.5 小结15第二章 废轮胎胶粉生产工艺162.1 粉碎法162.1.1 常温粉碎法162.1.2 低温粉碎法172.2 助剂法182.3 其他工艺182.4 废轮胎胶粉不同制备方法比较192.5 小结20第三章 废轮胎胶粉表征及适用场合213.1 颗粒粒径及比表面213.2 胶粉的形态与表面形貌223.3 胶粉表面的元素组成及化学结构233.4 胶粉的技术指标243.5 不同目数胶粉适用领域243.6 小结25第四章 国内废轮胎胶粉企业及产能分析264.1 生产企业现状264.2 生产企业分布274.3 企业产能分析284.4 胶粉价格区间294.5 胶粉规格生产情况294.6 小结30第五章 安徽周边地区胶粉生产供应情况315.1 调研对象315.2 三家胶粉生产企业概况315.3 三家胶粉企业生产工艺325.3.1 废胶粉来源325.3.2 胶粉生产工艺325.4 三家胶粉企业销售情况335.5 三家胶粉企业杂物处理335.6 小结33第六章 总结34表 目 录表 1 轮胎种类与性能特点5表 2 斜交胎与子午胎制备胶粉的物理及化学指标9表 3 轿车与载货轮胎成分分析值11表 4 三种废轮胎胶粉的制备方法特点19表 5 三种工艺制备废轮胎胶粉的特点20表 6 两种不同胶粉的粒径以及比表面积21表 7 两种不同胶粉的表面元素及含量23表 8 废轮胎胶粉的类别24表 9 不同目数胶粉适用领域24表 10 废胶粉生产商年生产能力统计28表 11 胶粉价格区间统计29表 12 各胶粉规格生产商数量统计30表 13 三家胶粉企业情况31表 14 三家胶粉企业胶粉来源32表 15 三家胶粉企业销售情况33图 目 录图 1 近年废旧轮胎增长图1图 2 露天堆放的废旧轮胎2图 3 制备胶粉的废旧橡胶制品4图 4 斜交轮胎的结构图6图 5 子午轮胎的结构图7图 6 废轮胎胶粉的利用13图 7 两种不同胶粉的粒径分布22图 8 两种不同胶粉的SEM照片23图 9 胶粉生产商地理位置分布28第一章 废轮胎胶粉来源1.1 背景1.1.1 废旧轮胎增长现状近年来我国的交通事业迅速发展，汽车保有量也逐年增长迅猛。自上世纪80年代中国开始出现私人汽车，到2003年私人汽车保有量达到1219万辆，私人汽车突破千万辆用了近20年。但是，随着我国经济的飞速发展，私人汽车突破2000万辆却仅仅用了3年时间。除私人汽车外，还有大量的载货汽车、公共汽车、摩托车等机动车辆，至2009年底，我国汽车保有量已达7619.31万辆，预计到2020年，我国的汽车保有量将达到2亿辆。汽车数量的迅速增加，不仅仅带来交通拥挤和能源的耗费，还带来大量的汽车损耗品，最为突出就是汽车的轮胎。据统计，目前我国是世界上第三大轮胎生产国，仅次于美国和日本，2002年的废轮胎达到8000万条，并以每年12%的速度增长，2004年将达到1.12亿，2006年废旧轮胎达到了1.5亿条。2010年，我国轮胎生产量已经超过了3亿条，同时废旧轮胎的产量也达到了2亿多条，如图1所示。图 1 近年废旧轮胎增长图然而，每年能够处理的废轮胎数量有限，大量的废旧轮胎只能随处堆放，其所形成的“黑色污染”是恶化自然环境、破坏植被生长、影响人类健康、危及地球生态环境的最有害的垃圾之一。通常的处理固体废物的方法如填埋、燃烧，但对废旧轮胎都不适用。废旧轮胎属于交联的高分子弹性材料，这种材料难以分解，埋置土壤中需要数百年时间才能不影响土壤中植物的生长。若采用燃烧办法处理，其所释放出来的烟雾和一氧化碳，会严重污染大气。此外，越积越多的废旧轮胎长期露天堆放，不仅占用了大量土地，而且经过日晒雨淋，极易滋生蚊虫，传播疾病，此外还容易引发火灾，见图2。 图 2 露天堆放的废旧轮胎因此，对废旧轮胎进行回收再利用，既可以解决废旧轮胎带来的环境问题，又可以变废为宝，为经济建设做出贡献。但是，目前我国的废旧轮胎回收企业普遍存在产业集中度低，规模化程度较低，生产技术落后，产品质量波动较大的缺点，需要政府给予一定的扶植与引导，并对废轮胎处理市场进行规范，才能保证废轮胎处理健康有序的发展。1.1.2 废旧轮胎的综合利用目前，在废旧轮胎综合利用方面，我国已初步形成废旧轮胎翻新、废轮胎再生、橡胶粉制备和废旧轮胎热解四大业务板块。现有废旧轮胎翻新企业约1000家、轮胎再生企业约1500家、橡胶粉制备和废旧轮胎热解的企业约100家。2009年，我国轮胎翻新产量仅为1300万条，翻新率不足5，而发达国家轮胎翻新比例在45%以上；再生橡胶产量约270万吨，橡胶粉产量约20万吨。废旧轮胎的翻新率、回收率和利用率都处于较低水平。我国废旧轮胎综合利用产业发展远不能适应当前严峻的资源环境形势的要求。废旧轮胎综合利用产业发展面临的问题：一是从事废旧轮胎综合利用的企业大都规模小、装备落后、企业综合实力不强，特别是再生橡胶企业二次污染问题没有得到解决；二是行业管理相对薄弱，尚未建立起运转规范的回收体系，技术水平相对较高的企业很难拿到生产所需的废旧轮胎资源；三是产品技术、质量标准规范不完善，导致产品质量参差不齐，影响了市场开拓；四是普遍缺乏技术研发手段和力量，科技创新能力不足。因此，针对我国目前的现状，一方面在废旧轮胎翻新及再生胶这些技术含量高的方面很下功夫，实现废旧轮胎最大程度的再利用；另外，也可以在胶粉制备等技术含量低的领域实现突破，以缓解目前废旧轮胎的环境污染问题。1.1.3 废轮胎橡胶粉废轮胎橡胶粉即由废旧轮胎经过磨碎加工而来的粉末状物质，当然，目前能够制备的橡胶粉不仅仅有废旧轮胎，还包含有鞋底、管、带、内胎、密封件及垫板等材料，如图3所示。调研表明，废旧轮胎是当前胶粉的主要来源，占据着整个胶粉制备市场。其中，废旧轮胎可按用途又可以分为：汽车轮胎、工程轮胎、农业轮胎、工业轮胎和力车轮胎；而在轮胎种类中，按轮胎结构分为斜交胎和子午胎。图 3 制备胶粉的废旧橡胶制品1.2 车辆轮胎种类1.2.1 按车种分类调查表明，目前制备胶粉的车辆的废旧轮胎按车种分类，大概可分为8种。分别如下：u 轿车轮胎u 轻型载货汽车轮胎u 载货汽车及大客车胎u 农业和林业机械轮胎u 工程车轮胎u 工业用车轮胎u 飞机轮胎u 摩托车轮胎各种轮胎由于用途不同，因而具有不同的性能，具体如表1所示。表 1 轮胎种类与性能特点代号类别性能与特点PC轿车轮胎用于良好路面上高速行驶，要求乘坐舒适，噪声小，具有良好的操纵性和稳定性。轮胎结构多数采用子午线结构。根据行驶速度的要求分为不同系列，在标准与手册中常见的80、75、70、65、60、55、50、45、40、35系列为子午线轮胎，95、88系列为斜交轮胎，在轿车上很少使用。LT轻型载货汽车轮胎通常指轮辋直径16英寸及其以下的，断面宽10英寸及其以下的载重汽车轮胎。这类轮胎主要行驶于公路，一般可达80100km/h。TB载货汽车及大客车胎通常指轮辋直径1824英寸，断面宽7英寸及其以上的载重汽车，自卸货车，各种专用和拖车等轮胎。其行驶路面较为复杂，有良好的柏油路，也有较差的碎石路与泥土路等，行驶速度一般不超过80km/h。AG农业和林业机械轮胎农用轮胎主要装在拖拉机、收割机和农机具车辆上使用。林业机械轮胎装在林业拖拉机和林业机械上，进行林业的采伐、集材、铲运和挖掘等作业，这两种轮胎的特点都是行驶速度要求不高，但其使用条件苛刻，轮胎易被划伤或割破。另一个特点是间歇作业、里程短，但使用期较长，因此要求轮胎具有较好的耐屈挠龟裂和耐老化性能。轮胎以斜交结构为主，但也采用子午线结构。OTR工程车轮胎工程机械轮胎是装于专用性作业的工程机械车辆上，例如装载机、推土机等。行驶速度不高，但使用的路面条件和载荷性能要求苛刻。轮胎主要采用斜交胎结构，但如法国米西林公司也采用子午线结构。从轮胎断面宽度分类可分为标准轮胎和宽基轮胎两种系列。ID工业用车轮胎主要用于工业车辆上的充气轮胎、半实心轮胎和实心轮胎。分电瓶车轮胎、叉车轮胎和平板车轮胎等。AC飞机轮胎用于航空飞行器上的充气轮胎。MC摩托车轮胎用于摩托车上的轮胎。包括摩托车轮胎、轻便摩托车轮胎和小轮径摩托车轮胎。1.2.2 按结构分类轮胎按结构一般可分为两大类：u 斜交胎轮胎u 子午线轮胎子午线胎与斜交线胎的根本区别在于胎体。斜交线胎的胎体是斜线交叉的帘布层；而子午线胎的胎体是聚合物多层交叉材质，其顶层是数层由钢丝编成的钢带帘布，可减少轮胎被异物刺破的几率。（1）斜交轮胎斜交轮胎是一种老式结构的轮胎。结构图如图4所示。外胎是由胎面、帘布层(胎体)、缓冲层及胎圈组成，帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层挂胶布(帘布)用橡胶贴合而成，帘布的帘线与胎面中心线约呈35，从一侧的胎边穿过胎面到另一侧胎边。由于帘布层的斜交排列，增加了轮胎的强度。在适当充气时，能保证轮胎具有适当的弹性，足够的承载能力，能满足汽车对轮胎的使用要求。如果选用尼龙、聚脂纤维或纲丝等高强度帘线材料时，可大大提高轮胎的负荷承载能力，改善轮胎使用性能，是现代汽车常用的一种轮胎。图 4 斜交轮胎的结构图从设计上讲，斜交线轮胎有很多局限性，如由于交叉的帘线强烈摩擦，使胎体易生热，加速了胎纹的磨损，且其帘线布局也不能很好地提供优良的操控性和舒适性。（2）子午轮胎子午线轮胎结构图如图5所示，是由帘布层、带束层、胎冠、胎肩和胎圈组成，并以带束层箍紧胎体。帘布层帘线排列的方向与轮胎的子午断面一致。由于帘线如此排列，使其强度得到充分利用。子午线轮胎的帘布层数一般可比普通斜交胎减少约40%50%，胎体较柔软；帘线在圆周方向上只靠橡胶采联系，因此，为了承受行驶时产生的较大切向力，子午线胎具有若干层帘线与子午断面呈大角度（交角为7075）、高强度、不易拉伸的周向环形的类似缓冲层的带束层。带束层通常采用强，度较高、拉伸变形很小的织物帘布(如玻璃纤维、聚酰胺纤维等高强度材料)或钢丝帘布制造。图 5 子午轮胎的结构图子午线轮胎的优点如下： 面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力也小，因而滚动阻力小，使用寿命长； 胎冠较厚且有坚硬的带束层，不易刺穿；行驶时变形小，可降低油耗3%8%； 因为帘布层数少，胎侧较薄，所以径向弹性大，缓冲性能好，负荷能力较大； 具有较好的抓地性。同时子午线轮胎本身具有的特点使轮胎无内胎成为可能。无内胎轮胎有一个公认优点，即当轮胎被扎破