国产二氧化钛消光剂在腈纶纺丝中的工业应用

辛美音

(中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶部，上海 200540)



国产二氧化钛消光剂在腈纶纺丝中的工业应用

辛美音

(中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶部，上海 200540)

介绍了中国石化上海石油化工股份有限公司腈纶部二步法纺丝生产线上试用国产二氧化钛(TiO2)消光剂的情况。结果表明：国产TiO2消光剂达到同类进口产品水平，使用期间生产的腈纶短丝及长丝检测疵点、粉末、纤度、断裂伸长、断裂强度等主要指标，与使用进口TiO2消光剂无明显差别，TiO2含量稳定。纺丝过滤器、纺丝组件的使用周期未见缩短，但配料时粉尘上扬，需进一步改进。

国产消光剂 TiO2腈纶 消光纤维

腈纶等化学纤维的特性是织出来的面料具有光泽，但在特殊要求的面料中，这种光泽在正常的审美观里具有缺陷，它的反光效果也会太刺眼，因此需要对这种面料做消光处理。腈纶消光纤维就是广受市场欢迎的腈纶纤维品种之一。二氧化钛(以下简称TiO2)折射系数对光、热、酸、碱等均较稳定，且颗粒小、分散性好，所以选为腈纶纤维的优良消光剂。在腈纶纤维生产过程中添加少量TiO2到高聚物后再行纺丝，可改善纤维表面过强的光学反射，取得良好的消光效果。其消光的原理在于该消光剂的折射率与成纤高聚物的折射率相差很大，添加后所纺得的纤维，使入射光产生散射而被消除极光，降低透明度，增加白度。

中国石化上海石油化工股份有限公司(以下简称上海石化)腈纶部年产160 kt腈纶纤维产品，其中消光产品约占45%，每年需消耗TiO2消光剂180 t左右。长期以来，消光剂TiO2一直依赖进口，日本钛工业公司、富士钛工业公司以及德国莎哈利本化学有限公司等国外厂商的TiO2几乎占据国内全部市场。

国产TiO2比进口TiO2在价格上每吨便宜5 000元左右，在腈纶生产中应用国产TiO2不仅仅能节约外汇、降低生产成本，而且能带动国产TiO2的销售，使企业原材料的供应结构更趋合理。

上海石化腈纶部为了消除纤维级TiO2长期依靠进口的不利局面，开展了国产TiO2消光剂在腈纶纺丝中的工业应用项目。

1 国产TiO2与进口产品的质量对比

上海石化经过对多家国产TiO2厂商提供的样品进行分析对比，选中国内某公司的化纤级TiO2产品与某日本进口型号TiO2产品进行质量对比，主要对比外观、TiO2质量分数、铁质量分数、水分散性、水分质量分数以及粒径分布等情况。对比结果见表1。

表1 国产与进口TiO2产品质量对比分析

该国产化纤级TiO2质量指标与进口TiO2质量指标基本相同。从外观上看，国产和进口TiO2并没有区别,铁含量相同，国产TiO2水分较进口高，但均在质量指标范围内。

在粒度分布方面，国产TiO2与进口TiO2相比，国产TiO2与进口TiO2(日本)粒度分布情况基本相同，进口TiO2粒径比国产TiO2的略小，而比表面积比国产TiO2的大。

2 国产TiO2调配和生产试验

2016年1月26日至2月17日，上海石化采用国产TiO2消光剂在二步法纺丝长丝及短丝生产线上进行了工业化试生产。

国产消光剂的调配系统与进口消光剂相同，在调配槽设定加入一定量的纯水，人工从加料漏斗加入一定的消光剂。纺丝工艺流程见图1。

图1 消光纤维生产工艺流程

试生产出来的纤维产品，采用XQ-1A型纤维强伸度仪对成品纤维伸长、断裂强度进行测试；TiO2含量的测定按GB/T 16602—2008中附录C中C.2方法进行；粉末、疵点含量的测定按GB/T 14339—2008规定进行；线密度偏差率的测定按GB/T 14335—2008中终端称重法规定进行；断裂强度、断裂伸长率和钩接断裂强度的测定按GB/T 14337—2008规定进行。

3 试验结果与讨论

3.1 生产工艺的调整

试验生产国产消光剂投用进入聚合物浆液系统，供入纺丝线2#线、4#线，共生产消光纤维605 t。试验中生产工艺基本保持与原工艺一致，生产期间喷头、滤器压力变化不大，绕辊次数、纺丝后加工运转状况等方面对比无明显异常，但是在试生产过程中消光剂供料泵信号输出有变化，使用进口消光剂时泵输出信号一般为50%，使用国产消光剂时泵输出信号一般为60%，信号输出略大。经分析认为该国产消光剂流动性较原使用的消光剂有所下降。

将国产和进口TiO2以2%比例分散于原液中，通过三维光学显微镜(HIROX公司KH7700)观察TiO2粒子于原液中的分散状态，发现两种TiO2粒子在原液膜中均分散良好、分布均匀，但进口TiO2水分散性较国产TiO2好。因此，在国产TiO2调配搅拌时间上，由原来2 h延长至4 h，搅拌结束后取样加测浓度，固含量保持稳定为28.14%～28.45%，满足(28.0±0.5)%的调配指标。同时，为了提高国产TiO2水分散性，供料槽搅拌转速提高至每分钟270转。

3.2 短纤维的质量指标对比

使用国产TiO2期间，短纤维产品的疵点、粉末较使用进口TiO2生产的产品略微偏高，断裂强度及断裂伸长率指标基本相同，线密度偏差比较稳定，说明国产TiO2消光剂生产期间未造成喷头明显堵孔。

表2为使用不同TiO2时短纤维质量指标对比情况。

表2 国产与进口TiO2生产的短纤维质量对比

3.3 消光长丝束的质量指标对比

使用国产TiO2期间，国产消光长丝纤维产品性能稳定，达到优等品标准。

表3为使用不同TiO2时长丝质量指标对比情况。

表3 使用不同TiO2时长丝质量指标对比

4 结论

国产TiO2消光剂使用后纤维产品质量指标未受影响，用户使用情况正常。与国外进口纤维同类产品质量相当，在生产过程中生产状况平稳。结果证明：使用国产消光剂对短纤维及长丝束的质量无不良影响，基本满足生产需要。

在配料时，使用国产TiO2消光剂时粉尘上扬较进口产品多，但在不断改进操作方法和设备设施后，完全可替代进口同类消光剂应用于腈纶纤维纺丝生产中。

国产TiO2消光剂与进口产品相比具有降低生产成本的优点(TiO2成本下降5 000元/t)，可应用于一步法、二步法腈纶生产，具有广泛的应用前景。从2016年5月份起，上海石化腈纶部基本停止进口TiO2，7月份起国产TiO2全面替代进口TiO2。

[1]尚印锋.用水配制二氧化钛生产消光纤维的研究.炼油与化工.2002，13(2)：16，26.

[2]赵永冰.国产TiO2在聚酯纺丝中的应用.合成纤维，2004(4)：28-30.

三菱化学将出售在中国和印度的PTA资产

三菱化学宣布将出售在中国和印度的精对苯二甲酸(PTA)装置的股权，不过该公司表示将保留在印尼和韩国的PTA资产。

该公司表示，自2012年以来，中国的PTA市场供应已经显著超过需求，因此该公司决定重组PTA业务。三菱化学拥有宁波三菱化学公司54.9%的股权，其在宁波运营着一套330 kt/a的PTA装置。此外三菱化学拥有三菱化学PTA印度公司66%股权，在印度霍尔迪亚运营着两套总产能为845 kt/a的PTA生产装置。据称，宁波一家炼油厂将购买三菱化学在中国的PTA资产，而一家美国投资基金将收购印度的资产。

三菱化学在韩国的PTA资产包括位于韩国丽水的三南(Samnam)石化公司的40%股权。三菱化学全资拥有印尼PTA资产，其装置位于印尼塞兰岛PT三菱化学公司内。

据悉，近年来，三菱化学已把投资集中到先进材料、工业气体和保健产品等领域。在石油化工产品领域，它已经撤出了年销售额规模达3 000亿日元的业务。

(中国石化有机原料科技情报中心站供稿)

Industrial Application of Domestic Titanium Dioxide Matting Agent in Acrylic Fiber Spinning

Xin Meiyin

(AcrylicFiberDivision,SINOPECShanghaiPetrochemicalCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The trial application of home-made titanium dioxide (TiO2) matting agent on the two-step spinning production line of the Acrylic Fiber Division of Sinopec Shanghai Petrochemical Co.,Ltd.was introduced.The results showed that the domestically produced matting agent TiO2reached the level of imported products of the same type,as the main indicators such as defects,powder,fineness,elongation at break and breaking strength of acrylic short filament and filament produced during use were not significantly different from those using imported matting agent TiO2,and Titanium dioxide content was stable.The life cycles of spinning filter and spinning components have not been shortened.The only defect to be further improved was that the dust rose when distributing feed.

domestic matting agent,TiO2,acrylic fiber,delustering fiber

2016-07-06。

辛美音，女，1983年出生,工程师,毕业于浙江大学高分子系，硕士研究生,现从事腈纶生产及技术工艺管理工作。

1674-1099 (2016)05-0044-03

TQ340.47

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