国内外纤维油剂的发展现状与趋势_卢书辉.pdf

综述与专论合成纤维工业，（）：收稿日期：；修改稿收到日期：。作者简介：卢书辉（），男，工程师，主要从事化纤油剂的产品开发。：。国内外纤维油剂的发展现状与趋势卢 书 辉（浙江传化化学品有限公司，浙江 杭州）摘 要：综述了国内外纤维油剂的发展现状，并展望了其发展趋势。国内油剂产品的开发侧重于油剂整体配方与组成，而国外纤维油剂厂家能够对产品性能进行定向化、精细化的调控，且产业链协同性高。国内纤维生产用前纺油剂严重依赖进口，不利于中国纤维产业的长远稳定发展。随着精细化工产业的发展和油剂技术的不断进步，国产前纺油剂的应用性能已达到进口油剂水平，实现了对进口油剂的直接替代。指出中国纤维油剂的研发应不断适应纤维生产加工技术快速提升的要求，不断满足纤维产品差别化和功能化的需求，适应环保节能等方面的要求。关键词：纤维 油剂 助剂 发展现状 发展趋势中图分类号：文献标识码：文章编号：（）纤维油剂作为纤维生产过程中必不可少的重要成分，对纤维产品的质量起着重要的作用。油剂能够赋予纤维良好的平滑性、集束性、抗静电性、耐磨性等性能，确保纤维纺丝、加弹及后道织造等工序的顺利进行。油剂中的助剂如抗静电剂、平滑剂、抱合剂、吸湿排汗剂等，还能够赋予纤维特定的性能。油剂产品可根据加工工艺、纤维品种、功能等进行分类。总体来说，纤维油剂属于一个交叉性很强的特殊化学品领域。近十年，随着我国纤维工业的高速发展，我国已经成为世界上最大的纤维生产基地，占全球纤维总产能的比例超过，并且以每年 的速度增长。同时纤维油剂的市场体量也保持着同样的增速，其中技术要求最高的前纺油剂产品的年总消耗量约 ，但严重依赖国外进口，比例高达 以上，这严重制约了我国纤维工业的发展。现阶段，随着国内精细化工产业整体技术实力的增强和原材料品质的大幅提升，国内油剂厂家已经顺利开发出产品应用性能比肩进口油剂的前纺油剂，并在熔体高速直纺大型化纤企业实现了直接替代，有力地推动了我国纤维产业的快速发展。作者重点介绍了国内外纤维油剂的产品现状、技术趋势和市场需求，指出在未来很长一段时间，纤维产业仍然是我国具有明显竞争优势的重要国民支柱产业之一，而国产前纺油剂产业同样具有很大的发展潜力，并将迎来广阔的市场前景。国内外纤维油剂的发展现状 欧洲使用纤维油剂的历史可追溯到第一次世界大战时期，而国内在 世纪 年代才开始纤维油剂的开发。世纪初，国内一些厂家打破国外供应商的垄断，开发出了国产纤维油剂。目前为止，长丝油剂、短纤维油剂及一些帘子线油剂均成功地实现了国产化，而民用纤维中的高端纺丝油剂、工业丝油剂及碳纤维油剂中进口油剂仍占据统治地位，其供应商也相对比较集中。年国内涤纶预取向丝（）、全拉伸丝（）、加弹丝（）、涤纶工业丝，以及锦纶、锦纶工业丝的产量及由其上油率推算的油剂需求量见表。表 年中国主要纤维产量及其油剂用量 纤维 产量 油剂需求量 涤纶、涤纶 涤纶工业丝 锦纶、锦纶 锦纶工业丝 注：纤维产量来自于国家统计局，油剂需求量由平均上油率推算而得。国外纤维油剂的产业链协同性高。行业普遍认为，德国和日本油剂技术领先的原因与其国内纤维生产设备制造领先密切相关。德国巴马格公司和日本 公司是世界领先的纤维设备制造商，他们在开发新设备时，与本国的油剂生产商紧密合作，同步研发与新设备配套的纤维油剂。因此，新纤维生产设备推向市场时，相关的油剂作为配套将同步上市。以涤纶 油剂为例，日本 公司在推出 新型 设备时，所配套的原油上油型涤纶 油剂也由日本油剂厂家同步推出。国外油剂厂家大多能够实现油剂、助剂和原材料的配套。以德国双 公司为例，他们生产油剂的同时也生产纤维油剂用抗静电剂、防腐剂、消泡剂、杀菌剂、平滑剂等助剂。日本竹本公司生产纤维油剂，也同时生产、销售油剂专用表面活性剂。德国达柯股份有限公司的主营业务之一就是来源于植物的油脂原料，是 油剂所用平滑剂合成酯的生产原料之一。国内油剂厂家估计超过 家，除几家主要 油剂厂家外，其他油剂厂家在产品质量、油剂品种及客户覆盖率方面均没有形成一定的规模，且国内油剂厂家在原材料的配套上才刚刚起步。相对而言，同属于润滑领域的纤维油剂行业，不及金属润滑油、纺织助剂及涂料等行业上游配套成熟，同时原料厂家也对纤维油剂行业涉足不深，无法提供能够配套的原料，这加大了纤维油剂厂家与原料供应商的合作难度，拉长了纤维油剂产品的开发周期。从纤维油剂品种来看，国外纤维油剂生产商的油剂品种较为丰富。德国双 公司能够提供涤纶 油剂、锦纶 油剂、丙纶 油剂、聚对苯二甲酸丙二醇酯（）纤维油剂、黏胶纤维油剂、涤棉油剂、涤毛油剂及膨体长丝（）油剂等，同时在每个类别上，又有不同适用性的产品牌号可供选择。而国内油剂厂商通常只能供应一种或几种类别产品。国外油剂生产商丰富的油剂品种分布的背后是技术支撑，构建一个完善的系统性油剂技术体系有助于快速开发新产品。纤维油剂产品的底层技术是润滑、耐磨和油膜保护。欧美在 世纪 年代末到 世纪初，对纤维油剂技术进行了系统性的研究，对油剂底层技术有较深刻的理解，再加上不断积累的实践经验，使其油剂品种日益丰富。中国除葛继均等对油剂底层技术有所涉及外，相关的研究报道较少。因此中国纤维油剂行业需要认识到基础研究的重要性，重视油剂底层技术体系的系统性构建。从专利分析来看，国内纤维油剂专利主要侧重于保护纤维油剂配方的组成，例如专利“一种涤纶 油剂及其制造方法”。而国外专利侧重于对油剂特性、某一重要成分或成分间的协同作用进行保护。由此说明国内油剂产品的开发还处于侧重于油剂整体配方组成的研究阶段，而国外纤维油剂厂家在某种程度上已经跨过了这一阶段，能够对产品性能进行更为定向化、精细化的调控。近两年，“新冠”疫情导致国际运输受限，进口油剂面临供货紧张的局面，一些大中型纤维加工企业开始支持国产油剂发展，使用国产油剂进行替代，这也将有助于国产纤维油剂的技术提升和产品推广。如浙江传化化学品有限公司和天津工大纺织助剂有限公司凭借多年油剂技术研发的积累，已向市场推出多款综合性能优异的高速纺丝油剂。例如，涤纶 油剂 产品不仅具备优良的纺丝生产稳定性，还被广泛应用于高速经编加工工艺，完全能够直接替代进口油剂；涤纶 油剂 与同类进口油剂产品相比，能够保持更长的热箱清理周期、产生较少的白粉和具有耐候性等特征，已在熔体直纺化纤主要企业中获得广泛认可。国产前纺油剂不断获得纤维生产企业的认可，将对提高国内纤维油剂技术水平，缩短与国外油剂的差距起到重要的推动作用。纤维油剂的发展趋势 适应纤维加工技术快速提升的要求近年来，随着全国各地陆续推出限电、限产政策，纤维加工开始向更高速、更低能耗趋势发展，纺丝设备更新换代不断加快，对纤维油剂性能也提出了更高的要求。以涤纶 纺丝设备为例，德国巴马格公司和日本 公司过去几年分别推出了 设备和 设备，以节能为卖点，获得了市场的高度认可。这两种纺丝设备与传统设备有明显的差异，设备是在拉伸工艺完成后上油卷绕，而 设备是用原油或高浓乳液进行上油，均能减少油剂水分挥发的能量消耗。纺丝设备升级，相应的专用 油剂的要求提高，其中：设备使上油瞬间纺丝速度以倍数提升，这就要求专用 油剂需要更好的第 期 卢书辉 国内外纤维油剂的发展现状与趋势润湿渗透性，更低的乳液转相黏度，以保证上油均匀性；对于 设备，同等上油率的情况下，纯油体系造成油膜厚度降低，这就要求 油剂对纤维有更强的油膜保护。纤维加工速度的提升对油剂的平滑性、润湿渗透性、油膜强度和耐热性能都提出了更高的要求。满足纤维产品差别化和功能化的需求国家纺织行业“十四五”发展纲要中明确提出“加快突破和掌握一批关键核心技术，主导差别化、多功能纤维材料的研发创新”。对于纤维差异化发展方向，随着纤维形貌、功能助剂及加工工艺的不断变化，要求所用油剂具有更好的平滑性、集束性、抗静电性等，需要研发配套的油剂产品。对于纤维功能化发展方向，纤维混纺或者油剂功能化都是有效的途径，要求所用油剂对其他的油剂、助剂有更好的相容性，也对混纺纤维有很好的润滑保护功能；在油剂中能加入功能性物质，如吸湿排汗剂、柔软剂、抗菌剂等成分，赋予纤维功能化，节省后道加工流程。周海明等将复合加弹生产的 与 混纺整经制成坯布，在预设温度下将坯布进行定型、拉绒得到绒布，该发明能够省去传统加工工艺中的浸轧步骤，有效缩减了后道工艺流程。适应环保节能等方面的要求推进“碳达峰”和“碳中和”是我国对国际社会的承诺，也是推动纤维行业高质量发展的内在要求。近年来，化纤行业对节能环保方面的要求越来越高，促使纤维行业不断变化革新。可采取的解决方案有：在纤维合成或处理工艺中使用环境友好型试剂或催化剂；使用更加节能的纤维加工设备；采用绿色环保的油剂、助剂。纤维油剂产品的绿色环保主要体现在 个方面。一是油剂、助剂所用成分更加环保，采用易降解、低挥发、无气味的原料。二是油剂用量减少，即降低上油率。通常 油剂的平均上油率为 ，以 的 折算，其油膜厚度约，大于摩擦性能和油膜覆盖率所要求的油膜厚度，可以采用低上油方式减少油剂用量，同时，面对日益提高的环保要求，后道织造厂家也有低上油率的需求。低上油率已成为纤维油剂的一个重要发展趋势。浙江传化化学品有限公司目前在低上油率技术开发方面已经取得很大的进展，使用可生化降解型合成酯替代传统白油作为平滑剂，在保证足够高的油膜强度基础上，还能够有效降低污水化学耗氧量（）。三是纤维油剂对废水处理和废水排放的影响更低。近年来，随着环保政策趋严，减轻油剂对废水处理的压力成为化纤企业最迫切的需求，因此，更加节能环保的油剂的开发成为热点，如近年推出的水性 油剂可大幅降低油剂对 的影响，但水性 油剂要达到油性 油剂的宽适用性，还需要进一步技术突破。浙江传化化学品有限公司 年成功推出一款水性油剂产品，产品使用水性平滑剂替代传统油性平滑剂，可使污水中 值降低，并能赋予油剂更加优良的加工性能，为我国纤维行业的“碳达峰”、“碳中和”贡献了一份力量。结语我国是世界上第一大纤维生产国，生产能力超过全球总产能的，但作为纤维生产最为重要的前纺油剂产品依然需要依赖德国和日本进口，这严重制约了国内纤维行业的长期发展。随着近几年国内精细化工产业的发展和油剂技术的不断进步，国产前纺油剂产品的应用性能完全能够达到进口油剂水平，并且逐步获得化纤巨头的高度认可，实现了对进口油剂的直接替代，开始具备为国内纤维生产企业提供质量稳定、性能优异的油剂产品的能力。伴随我国纤维产业向绿色化、差异化和高端化转型升级的发展，对作为纤维生产不可或缺的油剂产品也提出了更高的性能要求。纤维油剂除了要向高性能、宽适用性方向发展外，还要兼具阻燃、吸湿、透气、防臭、耐候性等附加功效，以保证纤维优良的可加工性能。同时，随着人们生态安全与环保意识的不断增强，用户在选择产品时，更注重产品对人体和环境的影响，这也要求纤维油剂向着低上油、可降解和环境友好型方向发展。纤维油剂厂家应不断强化基础研究，在确保油剂产品批次稳定、性能优异、纺丝状况良好、白粉产生少、热箱或热辊清洗周期长、易退绕、抗静电好等性能的同时，提升产品的适应性、功能性、环保性，为客户提供更优异的产品和更全面的技术解决方案。参 考 文 献 任华明，李德绵 实用化学纤维油剂 北京：纺织工业出版社，李允成，徐心华 涤纶长丝生产 北京：中国纺织出版 合 成 纤 维 工 业 年第 卷社，（）：蔡继权 化纤纺丝油剂市场前景分析 化学工业，（）：尹红，刘宁，陈志荣 高速纺油剂用无规聚醚构性关系研究进展 纺织学报，（）：关玉春 我国纺丝油剂现状及发展趋势 精细与专用化学品，（）：卢书辉，王小花，喻德峰 涤纶 油剂配方与性能的构效关系 合成纤维工业，（）：，（）：，（）：，（）：葛继均，崔永芳，葛启 涤纶高速纺 油剂配方设计技术依据 合成纤维工业，（）：高来宝，葛继均 涤纶 油剂及其主要成分流变性的研究 天津纺织工学院学报，（增刊）：葛继均 油剂的流变性质研究进展浅析 合成纤维工业，（）：郑帼，孙玉，周存，等 一种涤纶 油剂及其制造方法：卢书辉 耐候性涤纶 油剂 的性能与应用研究 合成纤维工业，（）：沈亚芬，朱建成，陈小琴，等 涤纶纺丝油剂的发展 化