橡胶资源绿色循环利用实践与应用

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中国轮胎资源综合利用CTRA 2024年 第 5 期
编者按：本文通过介绍我国橡胶资源现状和国家
各项行业扶持、鼓励政策，分析了中宏环保在装备技术、橡胶粉改性沥青技术研发和产品应用三个方面的轮胎循环利用绿色实践，并着重介绍了沥青改性产品的有关先进技术。

一、我国橡胶资源现状
目前，我国橡胶产业应用方面，存在着需求量较大（见图1）和进口依赖度较高的特点。

85%的天然橡胶和45%的合成橡胶需要进口，橡胶资源的进口依赖度超过石油。

图1　2018至2022年我国橡胶进口量同时，橡胶产业的蓬勃发展使得废橡胶的产生量逐年上升（见图2）。

目前，我国汽车保有量全球第一，相应的废轮胎年产生量也已连续多年超过1000万吨。

图2　2018-2022年废轮胎年产生量为此，国家从2017年起陆续发布了一系列有关轮胎循环利用行业的先进技术目录。

例如2017年发改委公告（2017年第1号）中将废轮胎常温粉碎及常压连续再生技术和成套设备、橡胶改性沥青成套设备列入战略性指导目录。

此举旨在进一步规范、强调行业的绿色可持续发展。

二、中宏环保的绿色实践（一）企业概况
中宏环保是致力于橡胶绿色循环利用高端装备
和橡塑新材料技术的高新技术企业。

拥有一支有着20多年橡胶生产经验、橡胶装备与材料技术行业的专家组成的技术团队，拥有国内外发明专利14项、实用新型专利101项、在申请专利49项，是国内领先的拥有常压连续再生装备制造和实现了再生橡胶
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江苏中宏环保科技有限公司董事长　俞麟
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工业化生产的企业。

目前在国内拥有山西、福建、安徽、江阴四个再生橡胶生产基地和山东、江苏两个橡胶特种改性沥青生产基地，已形成年产再生橡胶/胶粉20万吨、橡胶特种改性沥青35万吨的生产能力。

中宏环保在江苏、安徽、福建和山西省建设橡胶绿色循环生产基地，拥有多个生产基地和专业化生产线，通过成熟的生产工艺、完备的管理体系、严格的质量控制、稳定的产品性能满足客户不同产品需求。

同时，中宏环保在江苏和山东省建设橡胶特种沥青改性加工基地。

截止目前，中宏环保的部分客户及合作伙伴包括米其林、赛轮集团、德国马牌、正新轮胎和中策橡胶等国内外知名品牌。

多年来，围绕轮胎循环利用行业的绿色可持续发展目标，中宏环保在装备制造和橡胶粉改性沥青技术研发方面取得突破。

（二）装备制造
中宏环保研发的废橡胶绿色循环再生装备拥有完全自主知识产权，被国家工信部纳入《国家工业资源综合利用先进适用技术装备目录》（2017年[40]号文）不仅在国内多个基地正常投用多年，同时响应国家“一带一路”号召，出口到卡塔尔、泰国、葡萄牙等地帮助当地橡胶企业及政府解决废橡胶资源绿色利用问题。

此套设备具有2大特点，一是PLC （可编程控制）智能控制系统，能够针对不同橡胶种类，内嵌相对应的工艺参数，一键切换，智能化操作；二是远程数据管理平台，能够远程对生产参数跟踪及分析，实现设备全生命周期管理。

此套设备的技术优势主要有6个方面，1、环保：断硫再生过程全密闭，无水添加，无废水、废气排放；
2、智能：PLC 全自动控制，比传统工艺减少用工成本60%；
3、节能：比传统工艺节能25%，占地面积仅为原来的1/2；
4、高效：24小时连续生产；
5、安全：全自动、常压的断流工艺保障了安全生产；
6、产品质量稳定，各项指标均超过相关国家标准。

（三）橡胶粉改性沥青
众所周知，随着国内交通运输事业的快速发展和炼油技术的提升，传统的单一改性沥青逐渐凸显出性能不足的缺点，尤其是车辙、拥包、收缩裂缝等病害普遍。

因此，研究高强、安全、稳定的复合改性沥青成了当务之急，交通运输部从橡胶沥青试点应用到2019年发布交通运输行业标准《路用废胎胶粉橡胶沥青》（编号：JT/T 798-2019）。

同时，行业的“十四五”规划中也明确提出要支撑橡胶复合改性沥青需求的增长。

传统的改性沥青生产工艺是通过基质沥青和硫化胶粉的高温剪切共混，属于纯物理过程，产品的缺陷如下，1、胶粉与沥青体系不相容；2、制备工艺易造成沥青品质下降；3、SBS（苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物）掺量受橡胶掺量的限制；4、橡胶沥青异味大；5、加工易着火。

而中宏环保开创性地颠覆传统橡胶复合改性生产工艺，通过将SBS（苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物）改性剂加入基质沥青中，并配合专属稳定剂，形成SBS 共混材料。

再添加中宏低温速溶ICAM 复合颗粒，属于稳定的化学改性，产品的优点如下，1、与沥青相容性好，掺量达30%以上；2、制备的改性沥青热储存稳定性好；3、易溶胀剪切，改性加工成本低；4、橡胶沥青加工和使用无异味；5、使用安全。

此项创新技术的核心优势是“绿色低碳”。

根据计算，每铺设100公里橡胶改性低碳高等级公路，可以有效减排二氧化碳0.7-1万吨，节约沥青1.5万吨，节省SBS 原料1.35吨。

根据东南大学交通运输工程学院的试验数据，中宏环保的高胶沥青原样及短期老化后试验曲线趋于直线，表明其损伤速率缓慢，可有效抵抗疲劳损
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伤的累积，根据“应变-疲劳”寿命关系，中宏环保的ICAM 高胶沥青疲劳寿命约为高粘沥青10~20倍，而且对于老化高胶沥青表现得更为稳定，可有效延长沥青路面使用寿命5-10年。

实际应用方面，目前北京雄安新区京德高速已经大规模使用以橡胶粉改
性沥青为主的长寿命路面新材料。

另外，此项创新技术还具有“经济优势”。

以2019年江苏宁靖盐高速姜堰段透水路面改造项目（OGFC 级配，4cm 磨耗层）为例，TPS （透水改性沥青）高黏沥青和中宏特种改性沥青成本比较见表
1。

有关
表1 TPS 高黏沥青和中宏特种改性沥青成本比较
数据由江苏交通控股华通工程检测有限公司提供。

（四）产品应用案例
1、江苏宁靖盐高速。

该路段排水路面与传统路面实测对比，路面积水、水花、噪音大幅降低。

该排水路面项目实际效果证明，ICAM 特种高胶合金改性沥青非常适用于大孔隙开级配排水路面（中宏环保技术团队参与该项目获国家科技进步二等奖）。

同时，工程材料造价相较引进的日本排水路面方案降低14%，被认为是优于传统方案的“第三代排水技术”。

2、甘肃酒嘉高速。

该环保型高掺量全厚式低碳橡胶沥青路面试验段位于S06酒嘉绕城高速公路K6+200到K7+100左幅及K6+650到K7+100右幅路段。

整条试验段从应力吸收层到各面层均采用橡胶复
合改性沥青材料，橡胶复合改性沥青在路面各结构层的全面使用，标志着新一代低碳、环保、高性能路面在西北地区的率先普及，是中宏环保以绿色技术服务促进经济社会发展和绿色转型发展的重大举措。

3、其他案例
2016年起，中宏环保技术团队在多地成功服务于高速、国省道、海绵城市建设，包括北京雄安新区荣乌高速、京德高速、江苏宁靖盐高速、陕西延黄高速、陕甘界高速、新疆G30改扩建、G216大修、四川阿坝州鹧鸪山隧道、海南S317省道改造等项目，中宏环保的橡胶复合改性材料比常规路面材料相比，具有更好的性价比优势，获得各地业主和施工单位的高度认可。