科技日报记者 魏依晨
近日，随着最后一组调试数据归零，国内首套2万吨/年湿法母胶量产生产线正式宣告建成投产。这意味着江西黑猫炭黑股份有限公司（以下简称“黑猫股份”）与北京化工大学联合研发的湿法母胶技术已完成规模化产线建设，正式从“中试”走向“量产”，从“实验室”走向“大工业”。
“馒头”不再“坑坑洼洼”
什么是湿法母胶技术？谈及此项技术，黑猫股份研究院负责人石玉明做了个形象的比喻，做馒头时，如果面粉和水没和匀，蒸出来的馒头肯定“坑坑洼洼”。传统干法混炼就像干面粉直接加水揉，很难揉匀。而黑猫股份的湿法母胶技术，则是在液体中先把炭黑“揉碎”，再和橡胶混合。
这一过程具体分为三步。石玉明介绍，第一步，让炭黑“泡个澡”，制备成纳米级炭黑浆料；第二步，让橡胶“赴约相会”，进行液相复合絮凝；第三步，混合后的物料经过脱水干燥，最终制成片状母胶。
看起来很简单的步骤，背后却是黑猫股份与北京化工大学院士团队5年多的联合攻关。
传统干法混炼工艺依靠机械剪切力将炭黑混入生胶中，存在填料分散不均、能耗高、粉尘污染等缺陷。这不仅是黑猫股份面临的难题，也是该行业一直以来的固有堵点。
为了打通堵点，2018年，中国工程院院士张立群，北京化工大学材料科学与工程学院博士、项目负责人吴晓辉所带领的研发团队，便与黑猫股份开展深度合作，围绕工艺设计、配方开发以及新型装备设计制造等关键环节展开联合攻关。
“经过数年潜心研究，团队创新性采用液相复合技术，通过炭黑浆料制备、液相复合絮凝、后处理加工等工序，实现了炭黑在橡胶基体中的纳米级均匀分散。”吴晓辉介绍，由此制备出的母胶更易混炼，可实现节能30%以上，同时具备高补强、高伸长、低滞后损失等优良性能。经大量实验数据验证，湿法母胶在保持拉伸强度等基本物性与干法胶相当的前提下，耐磨性能提升约20%，动态滞后性能改善约30%。同时，由于湿法母胶为片状，投料过程无炭黑粉尘飞扬，能显著改善生产环境。
企业出题高校来解
在企业与高校院所之间，一条无形的纽带正变得越来越紧密：企业“出题”、高校“解题”、市场“验题”、政府“助题”——这种以需求为导向的协同创新模式，正在形成推动转型发展的强大合力。
2023年10月，中国石油和化学工业联合会组织了一场由中国工程院院士蹇锡高、王玉忠等9位权威专家组成的科技成果鉴定会。鉴定专家认为，该技术（湿法母胶技术）具有自主知识产权，居国际领先水平。
石玉明介绍，项目于2022年在青岛黑猫建设中试生产线，2023年完成升级改造，2024年在黑猫股份旗下辽宁黑猫复合新材料科技有限公司投资建设16万吨/年量产线，一期2万吨/年生产线于近期竣工投产。这条生产线是4000吨中试线的放大版，也是国内首套建成量产生产线的湿法母胶装置。
“人才是科技创新的核心支撑。黑猫股份打破传统薪酬体系限制，柔性引进炭黑领域专家十余人，精准补齐技术短板。同时，深化产学研协同育人，与青岛科技大学、北京化工大学等高校建立长期合作，联合培养研究生16名。此外，通过‘师徒制’定向培育青年技术骨干40余人，搭建成果导向的晋升通道，构建起可持续人才生态。”石玉明介绍，黑猫股份建成炭黑行业首个院士工作站、先进碳基纳米新材料联合研发中心，打造“企业出题—高校解题—市场验题”的闭环研发模式，实现研发、试验、产业化无缝衔接。
衔接下，解题的成绩越来越好。该项目从2023年开始，成功开发了8个牌号产品，覆盖宽体车胎面、宽体车基部胶、宽体车肩垫胶等全场景应用。在成品轮胎验证中，采用湿法母胶制备的16.00R25轮胎经第三方测试，耐久性能由传统轮胎的100小时提升至150小时；矿区实际跟踪测试显示，每毫米花纹行驶里程由1600公里提升至2600公里，轮胎使用寿命大幅提升。
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