创新辐射预硫化技术　推动我国轮胎行业技术结构升级——“十一五”国家科技支撑计划“子午线轮胎辐射加工技术应用研究”课题成果展示

2013-01-23

进入21世纪，全球汽车工业发展迅猛，各个国家对轮胎的需求量显著增加，安全、节能和环保已经成为轮胎生产技术和轮胎产品的发展趋势。三十30多年的工业化生产实践证明，通过应用辐射硫化技术对子午线轮胎传统制备工艺的改进与创新，可明显节省原材料，降低生产成本，改善轮胎综合性能和提高产品品质，降低环境污染，特别是提升轮胎在高速运动中的安全性、稳定性和经济性。鉴于发达国家对“轮胎辐射硫化技术”实行了严格的封锁。围绕“轮胎辐射硫化技术”中的核心技术和共性技术展开攻关，打破国外技术壁垒，实现自主创新，形成自主知识产权，实现产业化规模生产，推动了我国轮胎行业技术结构升级迫在眉睫。

北京市射线应用研究中心在总结前期研发成果的基础上，按照轮胎生产制造工艺和过程的要求，通过技术攻关，掌握应用辐射硫化工艺制备高等级子午线轮胎的全套技术，形成了自主知识产权，攻克了制约辐射硫化和轮胎产业发展的一些关键技术与核心技术，特别是对向产业化转化的技术工艺实施验证，为该技术在轮胎行业推广应用奠定了坚实基础。

一、课题的总体目标和研究内容

1.总体目标：

设计、制作与轮胎生产线相匹配的辐射装置及配套设施；建立橡胶辐射硫化中试示范线；探索稳定的辐射硫化轮胎中试生产工艺，实现实验室研究向中试生产的跨越；掌握应用辐射硫化技术制备子午线轮胎的全套技术，为产业化实施奠定坚实基础。

2.研究内容：

优化相应部件材料配方、辐射工艺参数及条件，完善该技术应用的成熟度和可靠性；确定加速器参数，设计加速器结构，制作辐射装置；设计制作辐射装置配套设施，解决与轮胎生产线的匹配问题；建设橡胶辐射硫化中试示范生产线；对原有轮胎生产线相应设备及工艺参数进行调整；对辐射预硫化工艺和装置实施验证，对产品生产控制的稳定性和质量进行验证；开展应用辐射硫化技术制备轮胎中试生产，制备高品质轮胎。

二、课题解决的关键技术问题及取得的成果

“子午线轮胎辐射加工技术应用研究”以北京市射线应用研究中心为主体，联合国内加速器生产企业和轮胎企业，进行产学研结合，对应用辐射技术在轮胎制备技术、工艺和装备等方面进行攻关，突破了辐射技术在轮胎加工生产中应用的产业化关键技术，开发出具有独立知识产权的橡胶片材辐射预处理生产线，填补了国内空白。

课题组先后在轮胎部件材料配方、辐射预硫化工艺及条件、EB屏蔽设计、束下装置设计制作和中试生产线工程的设计、改造、安装、调试等关键技术获得突破，并开展轮胎小批量生产，实现实验室研究向产业化过度的转化和验证，解决长期制约我国轮胎企业发展的技术瓶颈，取得了一系列创新性的研究成果。在课题研究期间，共申报了包括辐射技术在轮胎中应用方法和处理工艺、轮胎部件辐射处理装置总成及束下传输装置等方面的发明专利10项，发表科技论文11篇。目前已掌握了辐射预硫化轮胎部件产业化应用的全套工程化技术和工艺，建成了国内第一条橡胶片材辐射预处理中试示范线。

通过本项目实施，形成了辐射硫化技术产业化应用的全套技术、工艺和装备，已解决的关键技术问题及取得的研究成果有：（1）辐射硫化轮胎部件胶料配方；（2）辐射工艺参数和条件；（3）辐射工序成套装备；（4）辐射硫化轮胎制备工艺流程；（5）制备出高品质轮胎；（6）制备辐射硫化轮胎的全套技术；（8）形成项目管理机制和模式。

课题在辐射硫化技术与轮胎制造技术方面进行技术集成创新，在轮胎辐射硫化方面实现技术突破：（1）辐射硫化轮胎内衬气密层部件；（2）辐射硫化轮胎胎体帘布层部件；（3）辐射硫化轮胎带束层部件；（4）辐射硫化制备高品质子午线轮胎；（5）子午线轮胎辐射处理工序整套装置及设备。

课题的研究填补了我国在轮胎辐射硫化方面的技术空白，形成企业自主知识产权，这些知识产权具有国内首创性的特点，将以轮胎辐射硫化技术为核心，形成一个相关的技术集群，该技术集群的形成，有利于突破瓶颈制约，提高经济持续发展能力，有利于掌握本行业的关键技术和结合技术，提高产业的核心竞争能力，对于非动力核技术领域及轮胎行业的发展，产生深远的影响。

三、建成的橡胶辐射硫化中试示范线情况

课题建成了国内第一条橡胶辐射硫化中试示范线，可实现橡胶材料加工、测试及辐射处理等一系列中试试验及验证，其规模、能力及效果均达到课题指标要求，主要成效为：（1）完成本课题的应用研究，并实现了实验室成果向产业化转化的技术工艺实施验证；（2）实现了电子束辐射预硫化轮胎部件中试生产，并制备出高品质轮胎；（3）为轮胎企业验证橡胶辐射硫化技术的可行性提供实验平台；（4）成为向轮胎企业进行辐射硫化技术产业化推广的示范窗口；（5）进一步完善了射线中心实验室的检验和检测设备，使射线中心实验室具有了轮胎行业检测橡胶材料常规物理性能、化学性能和工艺性能的能力。

五、效益及推广前景分析

减少原材料使用，缓解国内原材料严重依赖进口和市场供应紧张的局面，降低生产成本；可适量降低硫化体系用量，减少硫化物排放，利于环境保护；降低油耗，减少尾气排放，动平衡和均匀性提高，减少震动，降低噪声污染；整胎重量降低，减少了后期废弃物处理量。

目前，我国已成为全球第一大轮胎生产国，轮胎年产量已超过3.6亿条。轮胎企业产品质量的缺陷和技术的落后，严重制约了国内汽车产业的快速发展。“十一五”期间，国家轮胎发展重点是子午线轮胎，若对进口或外商独资企业生产的高品质子午线轮胎部分国产化，估计有上亿条的市场份额，可见市场对高品质子午线轮胎的需求迫切，高新技术开发应用存在着巨大的市场潜力。该课题成果的取得必将形成一个由轮胎制造企业、电子加速器生产企业、轮胎设备制造企业及辐射技术应用研究单位等多行业组成的新产业链，加快辐射预硫化技术在轮胎生产中产业化推广应用，为我国民用非动力核技术应用产业的发展提供重要技术支撑。技术的推广应用将打破发达国家对我国的技术封锁，而且还有可能走出国门，进入国际市场。