世界化纤油剂换代进展与国内生产及应用_蔡继权

化学工业CHEMICAL INDUSTRY第30卷第5期2012年5月2011年我国规模以上纺织企业实现工业总产值54786.5亿元、利润2956.42亿元，出口总额2541.2亿美元，化学纤维产量3362.4万t 。

预计“十二五”末我国纺织行业达到纤维年加工总量5150万t 、出口创汇3000亿美元，化学纤维产能4600万t ／a 、化纤产量4100万t ，化纤占纺织纤维加工总量比例76%。

化纤工业已成为我国国民经济的支柱产业。

化纤油剂是化学纤维在纺丝过程中必不可少的。

它能调节纤维的摩擦特性，防止或消除静电积累，赋予纤维平滑、柔软等特性，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、加弹纺纱、织造等工序，确保化纤生产的顺利进行［1］。

尽管化纤油剂在化纤生产中的用量仅为0.15％～2.5％，但它对纤维的质量起着举足轻重的作用。

新型化纤油剂作为纺丝加工过程中必需的助剂，已成为重要的化工产品。

根据2008年世界化学纤维产量3960万t 耗用化纤油剂约45万t 来估算，我国“十二五”期间化学纤维年产量将达到4600万t 、年耗用化纤油剂也将超过45万t 。

但我国化纤油剂的研制、生产速度远远跟不上市场需求。

据统计，目前全国（包括在国内生产的外资企业）的最高年产量仅二十余万吨，有40%左右的化纤油剂依赖进口。

我国化纤油剂，尤其是纺丝牵伸后加工油剂，油膜性能差，质量波动大，对纤维染色性能有影响，在质量、技术、品种等方面与世界先进国家存在较大差距。

我国化纤中多品种、小批量、高纺速阶段的合成纤维和不断引进设备生产细旦等各种差别化聚酯长丝纤维产品所需要的油剂也基本上依赖进口。

近年来，我国化纤产能增加很大，并进入新型合成纤维及差别化纤维时期。

这将给我国的化纤油剂产业带来更大的发展，也将促使我国化纤油剂生产企业在“十二五”期间进行产品结构调整和转型升级，提升发展各种环保高效化纤油剂。

加速开发新一代化纤油剂并使之产业化，是我国化纤油剂行业迫在眉睫的任务。

1我国化纤油剂生产、应用水平化纤油剂的发展至今已有五代［2］。

第一代油剂是以矿物油为主，再添加乳化剂和抗静电剂组成。

第二代油剂以脂肪酸酯为主体。

第三代油剂以脂肪酸酯和环氧丙烷／环氧乙烷、聚醚并用组成。

第四代油剂以环氧丙烷／环氧乙烷聚醚为主。

随着化纤长丝发展到高速、超高速化及多功能型纤维，相应开发了改性环氧丙烷／环氧乙烷聚醚及有低摩擦、超耐热、易湿润等特种功能的成分和添加剂组成的第五代油剂。

美国、德国、英国、日本等国家对化纤油剂的研究一直很活跃，不仅研制出不少新型高效油剂，还运用复配技术开发出抗静电性好、平滑性与集束性比较理想的复合型油剂［3］。

我国20世纪90年代以后，油剂的品种数量、技术水平和生产规模都较快发展，生产各类化纤油剂几十种，年产量达到二十余万t 。

国内涤纶长丝产量近年已占纤维总量的60％，涤纶长丝油剂使用量已占油剂总量的45％。

国内大型化纤厂世界化纤油剂换代进展与国内生产及应用蔡继权（传化研究院，杭州311200）摘要：阐述了我国化纤油剂生产现状、发展要求与主要成分，介绍了高速纺涤纶、丙纶FDY 油剂的制造方法。

指出：研制既能适应高速纺丝工艺要求又对环境友好的化纤油剂是今后的发展趋势，也是我国化纤油剂行业迫在眉睫的任务。

关键词：化学纤维油剂；抗静电剂；平滑剂；柔软剂；制备；远景文章编号：1673-9647（2012）5-0019-08中图分类号：TQ34文献标识码：A收稿日期：2012-03-16作者简介：蔡继权（1948－），男，浙江省人，教授级高级工程师，长期从事精细化工新产品研发和科技管理工作。

·19·化学工业CHEMICAL INDUSTRY2012年第30卷的涤纶长丝和高速纺油剂基本上还依靠进口（小化纤厂为降低成本大多选用国产油剂），目前我国化纤油剂每年进口达数万吨之多。

辽化、天津石化、丹东化纤、黑龙江化纤、仪征化纤等万吨级涤纶短纤维生产厂家都采用进口油剂。

上海石化总厂涤纶一厂和二厂使用国产E-500和进口E600复配油剂，存在温湿差异适应性问题，纤维可纺性能不太稳定。

目前涤纶长丝油剂国产化率低于30％（DTY络筒油剂的国产化率约在80％左右，POY油剂的国产化率约50％，FDY细旦丝油剂的国产化率约占40％）。

目前，我国的化纤油剂产业与国际上化纤油剂发展的五个阶段相对照，第一代油剂已国产化、第二代油剂仍有进口、第三代和第四代油剂已在开发但大部分品种依赖进口、第五代油剂国内仅处于探索和试制中。

见表1。

表1部分国内化纤油剂生产企业产品牌号情况［2］公司名称油剂牌号使用范围浙江传化股份有限公司（其生产油剂子公司为杭州传化化学品有限公司）涤纶DTY油剂TF-701、701A、701B、701D，抗飞溅DTY油剂TF-702、702A、702C、702D、702E、702F、702G、702H、702K、702S、702T、702Q，抗飞溅多孔细旦DTY油剂TF-702B，锦纶DTY油剂TF-703、703D、703H、703T，锦纶／涤纶DTY油剂703A、703B涤纶阴离子、阳离子系列短纤油剂TF-720A／B，涤纶短纤油剂TF-722涤纶FDY油剂TF-718、710、719、高速纺涤纶FDY油剂TF-710A高速纺POY油剂TF-740常规纺丝UDY油剂TF-716丙纶FDY油剂TF-730A后纺DTY油剂短纤维纺丝油剂高速和普通长丝纺丝FDY油剂高速纺POY油剂常规纺丝UDY油剂丙纶高速纺FDY油剂河南正通化工有限公司FLORA D-156FLORA D-2071FLORA D-2176FLORA D-781涤纶DTY络筒油剂涤纶FDY高速纺油剂涤纶POY高速纺油剂涤纶帘子线高速纺丝油剂上海石化多纶公司天津助剂厂浙江恒源公司上海合纤研究所浙江皇马化工江苏天音化工公司广东佛山特种油品厂中石化仪征化纤杭州炼油厂江苏镇江纺织所杭州化工研究院上海助剂厂哈尔滨日化厂济南精细化工天津纺院茂名石化公司吴江油剂厂丹东化学厂上海牙膏厂深圳海湾公司大连华能公司江苏宜兴助剂厂辽阳石化公司研究院JDS系列合纤油剂TZ-8601、TZ-48、V-200、VBTK-3180、TK-3182、TK-918、TK-1128SHD系列、NF-1、DS-2HDG-2146YDG-2000A、YDF-2060、YDI-2053、YDT-2051FN-3引进日本技术HR-2、PE-111DJ-2DCY-2SN-25、V-2JF-902、PKFXH-2SL-240MG-2SYD系列PKPK、LAE-9JDH系列PM-3、MOA-4、219、TAB-219YDC-2000、CF系列LID-21、LID-22、LIP-21、LID-11、LIN-11、LIP-11涤纶纤维涤纶短纤涤纶DTY、FDY、UDY油剂涤纶长短纤涤纶长丝FDY涤纶POY、FDY、UDY油剂涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长丝涤纶长丝涤纶长丝涤纶短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤涤纶长短纤·20·第5期涤纶短纤维油剂不但要满足化纤厂生产，而且还要满足纺织厂后加工的需要，开发难度大，国产化率较低。

上海石化、辽阳石化、仪征化纤等大化纤厂，原料为优质聚酯，拉伸速度快，大部分选用从日本竹本油脂公司和松本公司进口的油剂，占总用量的80％（近年来也有使用德国双S公司即Schill+Seilacher公司的油剂）。

另一类小化纤厂，采用大化纤厂的废料和聚酯废瓶作原料，拉伸速度慢，初期都选用SN、脂肪醇聚氧乙烯醚和甘油三组分复配而成的第一代短纤维油剂；20世纪90年代小化纤厂生产能力迅速扩大和拉伸速度提高后，基本上都选用以烷基磷酸酯为抗静电剂油剂的第二代国产短纤维油剂［4］。

2纺丝工艺对化纤油剂的性能要求与发展趋势化学纤维上油后，有的需经高温拉伸和干燥，成品丝还要进行后加工、加弹、织造等工序，因此化纤油剂应有一定的耐热性，受热时不分解、少挥发，不使纤维着色；化纤油剂还要有一定的油膜强度，有良好的平滑性，使纤维生产及后加工过程中无毛丝、断头，尽量减少白粉、析出物；由于纺丝使用油剂时经常是水包油型的悬浮液，所以其中必须含有乳化剂；化纤油剂还要能赋予纤维优异的抗静电性能等。

所以，化纤油剂的主要成分包括平滑剂、乳化剂、抗静电剂，还可根据纤维的不同用途添加其他成分，如硅油、抗飞溅剂、抗氧剂、防霉剂、防锈剂、消泡剂、与橡胶附着的促进剂、有机溶剂和水等。

其中，平滑剂主要是合成脂肪酸酯、聚醚和少量矿物油；乳化剂以聚氧乙烯醚类为主；而抗静电剂主要是烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯［5］。

在配制油剂时，单靠一种表面活性剂很难适应各方面的要求，需要运用专门的复配增效技术，把几种不同类型和型号的表面活性剂复配在一起，相互取长补短发挥其协同效应。

根据具体纤维的特性，纺丝工艺对油剂性能的要求，运用专门技术才能制备出合格的油剂产品。

2.1化纤行业细旦化、差别化和功能化的要求随着当今化纤工业的飞速发展和功能性织物种类的增多，化纤行业已朝着细旦化、超高速化、大容量、短流程、差别化、功能化的方向飞速发展，加上新工艺、新设备的使用和生态环保意识的加强，对化纤油剂提出了更高的要求。

于是，化纤油剂发展方向是适应化学纤维生产和工艺改进的需要，做到新型化、差别化、系列化、功能化、绿色化，既要求一种油剂能满足不同品种的要求，又对专用油剂提出越来越高要求。

化纤油剂不仅要满足纤维正常生产要求，同时还要通过油剂实现纤维具备拒水、拒油、抗菌、手感柔软、滑爽等独特的性能。

化纤油剂的绿色化要求开发和使用的油剂产品无毒、无害、易于使用，同时具有良好的可降解性能，例如落筒油剂用一种能完全生物降解的聚碳酸酯来代替矿物油做润滑剂，使该润滑剂成品油剂生物降解率达90％以上。

2.2高速纺和网络低弹丝加工的要求在纤维制造工艺中，为了提高生产效率，纺丝速度越来越快，特别是涤纶，尼龙等合成纤维的纺丝工艺。

作为高速纺涤纶长丝油剂，既要满足3500~5000m／min的高速纺丝卷绕工序，又要满足纺丝后600~800m／min高速拉伸变形工序的技术要求（预计将来还将进一步提高）。

因此高速纺涤纶长丝油剂，除了应具备一般长丝油剂所需要的集束性、平滑性、抗静电性等技术要求外，还应具备较高的耐热性：高速纺涤纶油剂的发烟温度应高于165℃，分解温度低于220℃；高渗透性：高速纺的卷绕速度大大高于常规纺，要求保证高速纺涤纶油剂在高速下能迅速均匀附着在纤维上；高油膜强度：在丝的表面形成均一薄膜以保护纤维，减少白粉量；油剂的相容性和稳定性好：保证油剂顺利通过油嘴，并使纤维上油均匀，油剂中各组分必须相溶，所配制的乳液要稳定；生态环保：传统乳化剂应用各种烷基酚聚氧乙烯醚（APEO），而APEO对人类生态环境的潜在危害已经被确认，必需要有安全的替代产品（近年来，无规聚醚已被广泛应用于高速纺涤纶油剂中）。