《玻璃纤维》1998年第4期 万吨,其中增强型玻纤产品 1玻璃纤维生产与将达92万吨纺织型玻璃 应用概况 纤维为125万吨 连续玻璃纤维工业经过 截至到1996年,全球连 60年的发展,它目前有四大 续玻璃纤维总产量达230万 类支柱产品,即增强热固性 吨,总产值达46亿美元同 年的全球生产能力则约为 塑料用玻纤增强材料,增强 热塑性塑料用增强材料,屋 250万吨预计1998年全球 面防水用玻纤材料,以及玻 玻纤生产能力达283万吨 纤纺织材札前两种玻纤材 而市场需求量为246万吨料都属于复合材料工业用原 到2000,生产能力将为耗复合材料工业可以说是 286万吨,需求量为263万玻璃纤维的最大市场。因此 简要研究一下玻璃纤维增强 纤维产品结构及发展 在1996年的230万吨塑料特别是美国增强塑料工 产量中,北美(美国及加拿业发展情况的特点,对理解 南京玻璃纤维研究设计院高建枢 大)4,为%6万吨西玻纤产品的结构是不无俾益 欧占23,为529万吨亚的因为美国增强塑料工业 太地区占2%,合575万的发展具有一定的典型意 吨东欧及其它欧洲国家占义 需,为161万吨拉美地区美国199年共生产155 占3,为69万吨 万吨增强塑料,包括增强热 按照玻纤最终用途划固性塑料与增强热塑性塑 分,1996年交通工具市场使料,这是自从1991年以来玻 用了2骀%的玻璃纤维,建筑璃纤维增强塑料工业连续第 市场使用35%的玻纤,电气六次增长,与1990年相比, 子市场使用了2的玻总产量已增长50%,预计 纤,其它各市场总共使用1998年仍将增长4點,从 2的玻璃纤维 而达到162万吨 美国是世界上生产玻璃 在美国1997年所生产 纤维最多的国家。1996年连的155万吨增强塑料中,交 续玻纤产量为9万吨,其中通工具主要是汽车及轻型卡 各种增强型玻纤产品(包括车是最大用户,共使用4977 屋面防水材料用玻纤)为80万吨增强塑札从80年代开 万吨,纺织型玻璃纤维为Ⅰ1始,交通工具工业就取代造 万吨预计到2001年,美国船工业成为增强塑料的最大 连续玻纤产量将达到1067市场。在汽车用增强塑料中 21994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://ww
国外玻璃纤维产品结构及发展趋势 上 南京玻璃纤维研究设计院高建枢 1 玻 璃 纤 维 生 产 与 应 用 概 况 截 至 到 1 9 9 6 年 , 全 球 连 续 玻璃 纤 维 总 产 量 达 2 3 0 万 吨 , 总 产 值 达 4 6 亿 美 元。 同 年 的 全 球 生 产 能 力 则 约 为 2 5 0 万 吨。 预 计 1 9 9 8 年 全 球 玻 纤 生 产 能 力 达 2 8 3 万 吨 , 而 市 场 需 求 量 为 2 4 6 万 吨。 到 2 0 0 0 年 , 生 产 能 力 将 为 2 8 6 万 吨 , 需 求 量 为 2 6 3 万 吨。 在 1 9 9 6 年 的 2 3 0 万 吨 产 量 中 , 北 美 ( 美 国 及 加 拿 大 ) 占 4 2% , 为 9 6. 6 万 吨 , 西 欧 占 2 3% , 为 5 2. 9 万 吨 , 亚 太 地 区 占 2 5% , 合 5 7. 5 万 吨 , 东 欧 及 其 它 欧 洲 国 家 占 7% , 为 1 6. 1 万 吨 , 拉 美 地 区 占 3% , 为 6. 9 万 吨。 按 照 玻 纤 最 终 用 途 划 分 , 1 9 9 6 年 交 通 工 具 市 场 使 用 了 2 5% 的 玻 璃 纤 维 , 建 筑 市 场 使 用 3 5% 的 玻 纤 , 电 气 电 子 市 场 使 用 了 2 0% 的 玻 纤 , 其 它 各 市 场 总 共 使 用 2 0% 的 玻 璃 纤 维。 美 国 是世 界 上 生 产 玻 璃 纤 维 最 多 的 国 家 。 1 9 9 6 年 连 续 玻 纤 产 量 为 9 1 万 吨 , 其 中 各 种 增 强 型 玻 纤 产 品 ( 包 括 屋 面 防 水 材 料 用 玻 纤 ) 为 8 0 万 吨 , 纺 织 型 玻 璃 纤 维 为 1 1 万 吨。 预 计 到 2 0 0 1 年 , 美 国 连 续 玻 纤 产 量 将 达 到 1 0 6. 7 万 吨 , 其 中 增 强 型 玻 纤 产 品 将达 9 4. 2 万 吨 , 纺 织 型 玻 璃 纤 维 为 1 2. 5 万 吨。 连 续 玻 璃 纤 维 工 业 经 过 6 0 年 的 发 展 , 它 目 前 有 四 大 类 支 柱 产 品 , 即 增 强 热 固 性 塑 料 用 玻 纤 增 强 材 料 , 增 强 热 塑 性 塑 料 用 增 强 材 料, 屋 面 防 水 用 玻 纤 材 料 , 以 及 玻 纤 纺 织 材 料。 前 两 种 玻 纤 材 料都 属 于 复 合 材 料 工 业 用 原 料。 复 合材 料 工 业 可 以 说 是 玻 璃 纤 维 的 最 大 市 场 。 因 此 简 要 研 究 一下 玻 璃 纤 维 增 强 塑 料 特 别 是美 国 增 强 塑 料 工 业 发 展 情 况 的 特 点 , 对 理 解 玻 纤 产 品 的 结 构 是 不 无 俾 益 的。 因 为 美 国 增 强 塑 料 工 业 的 发 展 具 有 一 定 的 典 型 意 义。 美 国 1 9 9 7 年 共生 产 1 5 5 万 吨 增 强 塑 料 , 包 括 增 强 热 固 性 塑 料 与 增 强 热 塑 性 塑 料, 这 是自 从 1 9 9 1 年 以 来 玻 璃 纤 维 增 强 塑 料 工 业 连 续 第 六 次 增 长 , 与 1 9 9 0 年 相 比 , 总 产 量 已 增 长 5 0% , 预 计 1 9 9 8 年 仍 将 增 长 4. 2% , 从 而 达 到 1 6 2 万 吨。 在 美 国 1 9 9 7 年 所 生 产 的 1 5 5 万 吨 增 强 塑 料 中 , 交 通 工 具 主 要 是 汽 车 及 轻 型 卡 车 是 最 大 用 户 , 共 使 用 4 9. 7 7 万 吨 增 强 塑 料。 从 8 0 年 代 开 始 , 交 通 工 具 工 业 就 取 代 造 船 工 业 成 为 增 强 塑 料 的 最 大 市 场 。 在 汽车 用 增 强 塑 料 中 , — 1 6 — 《 玻 璃 纤 维》 1 9 9 8 年 第 4 期
《玻璃纤维》1998年第4期 sMC模压部件是用得最多户,1958年美国只有2的纤及碳纤维市场 的,总量超过1万吨,美国船艇使用玻璃钢制造。但到美国的增强塑料用玻璃 1998年车型上有470种1965年即达到6,将木材纤维占玻纤总量的55% sMC模压部件。sMC的发展从造船业排斥出去但此后,6%,按照使用数量的多寡, 相应地要求玻纤工业提供各造船用玻璃钢在玻瑀钢工业各种玻纤增强材料排位如 种无捻粗纱,特别是用于结中的名次下降,目前在美国下:(1)各种玻璃纤维无捻粗 构件的结构SMC用无捻粗只占第4位,1997年造船用纱(占玻纤增强材料的 纱。另外增强热塑性塑料也玻璃钢165万吨玻璃钢造5%);(2)短切原丝(占玻纤 在汽车工业获得大量应用,船使用的玻纤产品主要是短增强村料约3·;(3)短切 这些增强热塑料部件大多是切毡方格朿复合毡、缝编原丝毡约占玻纤增强材料 用玻纤短切原丝与树脂注塑织物等 1(;(4)方格布约占玻纤增 成型制造的,近年来连续毡 电子沌气工业1997年强材料‰%;(5)缝编织物 或针刺毡增强热塑性塑料片使用了158万吨玻璃钢,主(6)连续原丝毡(η磨碎纤 材冲压成型的汽车部件也日要是BMC压制部件,拉挤产维 益增加 品,及玻纤增强热塑性塑料, 屋面防水材料就产量而 建筑用玻璃钢的数量仅其所用的玻纤产品主要是增言,次于增强塑料用玻纤产 次于交通工具,1997年建筑强热固性塑料用短切原丝、品的产量,但该产品的发展 工业共使用3L77万吨玻璃增强各种热塑料用短切原在各个国家情况不同,以美 钢,主要制品为理生洁具,各丝,磨碎纤维,及拉挤用无捻国发展程度最高.美国的屋 种板材,及窗框型材这个粗纱。 面防水材料有8是玻璃纤 场的发展带动了喷射无捻粗 费品市场,主要是运维基防水材料.美国是从 纱、拉挤无捻粗纱及SMC无动休闲器林、商业用梯子等1980年开始用玻璃纤维薄毡 捻粗纱的发展。需指岀的是,所使用的玻璃纤维增强塑代替纤维素纸胎制造沥青卷 非住宅建筑所用玻璃钢正在料,1997年达到955万吨毡及屋面瓦并取得了成功。 逐渐增加 器械及商用设备市场它推动了玻璃纤维工业的大 耐腐蚀产品是玻璃钢的(如设备罩、壳等)197年使发展如1980年美国连续玻 第三大用户,1997年美国共用了84万吨玻璃钢,它们纤产量为42万吨,到1984 生产了18万吨防腐蚀玻璃多为 BM G SM C及增强热塑年达60万吨,增长近5%, 钢产品,这包括格栅、防污染性塑料产品 这主要归因于屋面防水材料 设备及化工工艺设备污水 医疗器械、牙医设备、风用玻纤的增加目前全世界 处理设备、制浆造纸工业用力发电叶片及商用制冰机等用于屋面防水材料的玻璃纤 设备。耐腐蚀玻璃钢产品主杂项用途1997年使用了5维估计为35万吨庳左右。 要是拉挤型材及缠绕管道与万吨增强塑料 电绝緣工业是玻璃纤维 贮罐,它们主要使用无捻粗航空航天工业1997年最早的市场,近年来随着电 纱,特别是直接无捻粗纱。使用109万吨各种高性能子工业的发展,对各种电子 造船工业在60年代曾复合材料,主要用在商用飞级玻璃纤维织物需求增长迅 是美国玻璃钢的第一大用机的制造上,主要是高强玻逸19%6年玻纤电绝缘市场 ?1994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishinghOuse.Allrightsreserv7-http:/ww
SM C 模压部件是用得最多 的, 总量超过 11万吨, 美国 1998 年 车 型 上 有 470 种 SM C模压部件。SM C的发展 相应地要求玻纤工业提供各 种无捻粗纱, 特别是用于结 构件的结构 SM C 用无捻粗 纱。 另外增强热塑性塑料也 在汽车工业获得大量应用, 这些增强热塑料部件大多是 用玻纤短切原丝与树脂注塑 成型制造的, 近年来连续毡 或针刺毡增强热塑性塑料片 材冲压成型的汽车部件也日 益增加。 建筑用玻璃钢的数量仅 次于交通工具, 1997年建筑 工业共使用 31. 77万吨玻璃 钢, 主要制品为卫生洁具, 各 种板材, 及窗框型材。这个市 场的发展带动了喷射无捻粗 纱、拉挤无捻粗纱及 SM C 无 捻粗纱的发展。需指出的是, 非住宅建筑所用玻璃钢正在 逐渐增加。 耐腐蚀产品是玻璃钢的 第三大用户, 1997年美国共 生产了 18万吨防腐蚀玻璃 钢产品, 这包括格栅、防污染 设备及化工工艺设备、 污水 处理设备、制浆造纸工业用 设备。 耐腐蚀玻璃钢产品主 要是拉挤型材及缠绕管道与 贮罐, 它们主要使用无捻粗 纱, 特别是直接无捻粗纱。 造船工业在 60 年代曾 是美国玻璃钢的第一大用 户, 1958年美国只有 20% 的 船艇使用玻璃钢制造。 但到 1965年即达到 60% , 将木材 从造船业排斥出去。但此后, 造船用玻璃钢在玻璃钢工业 中的名次下降, 目前在美国 只占第 4位, 1997年造船用 玻璃钢 16. 5万吨。玻璃钢造 船使用的玻纤产品主要是短 切毡、方格布、 复合毡、缝编 织物等。 电子 /电气工业 1997年 使用了 15. 8万吨玻璃钢, 主 要是 BM C压制部件, 拉挤产 品, 及玻纤增强热塑性塑料, 其所用的玻纤产品主要是增 强热固性塑料用短切原丝、 增强各种热塑料用短切原 丝, 磨碎纤维, 及拉挤用无捻 粗纱。 消费品市场, 主要是运 动、休闲器材、商业用梯子等 所使用的玻璃纤维增强塑 料, 1997年达到 9. 55万吨。 器械及商 用设备市 场 (如设备罩、壳等 ) 1997年使 用了 8. 4 万吨玻璃钢, 它们 多为 BM C、 SM C 及增强热塑 性塑料产品。 医疗器械、牙医设备、风 力发电叶片及商用制冰机等 杂项用途 1997年使用了 5 万吨增强塑料。 航空航天工业 1997 年 使用 1. 09万吨各种高性能 复合材料, 主要用在商用飞 机的制造上, 主要是高强玻 纤及碳纤维市场。 美国的增强塑料用玻璃 纤维占玻纤总量的 55%～ 60% , 按照使用数量的多寡, 各种玻纤增强材料排位如 下: ( 1)各种玻璃纤维无捻粗 纱 ( 占 玻 纤 增 强 材 料 的 50% ); ( 2)短切原丝 (占玻纤 增强材料约 30% ); ( 3)短切 原丝毡约占玻纤增强材料 10% ; ( 4)方格布约占玻纤增 强材料 5% ; ( 5)缝编织物; ( 6)连续原丝毡; ( 7)磨碎纤 维。 屋面防水材料就产量而 言, 次于增强塑料用玻纤产 品的产量, 但该产品的发展 在各个国家情况不同, 以美 国发展程度最高。 美国的屋 面防水材料有 80% 是玻璃纤 维基防水材料。 美国是从 1980年开始用玻璃纤维薄毡 代替纤维素纸胎制造沥青卷 毡及屋面瓦并取得了成功。 它推动了玻璃纤维工业的大 发展。如 1980年美国连续玻 纤产量为 42 万吨, 到 1984 年达 60万吨, 增长近 50% , 这主要归因于屋面防水材料 用玻纤的增加。 目前全世界 用于屋面防水材料的玻璃纤 维估计为 35万吨 /年左右。 电绝缘工业是玻璃纤维 最早的市场, 近年来随着电 子工业的发展, 对各种电子 级玻璃纤维织物需求增长迅 速。 1996年玻纤电绝缘市场 — 17 — 《玻璃纤维》 1998年第 4期
《玻璃纤维》1998年第4期 总值为68亿美元,而玻纤广泛使用的一种玻璃纤维。毡蓄电池隔离片用毡等。 印刷线路板市场为5亿美应指出的是它实际是成份上耐碱玻璃纤维,是含 元,预计到2000年玻纤电绝相似的一类纤维,并非指具ZO2的玻璃纤维,为英国皮 緣村料市场将达到10亿美有特定成份的一种玻璃纤尔金顿公司发明,目前法国 元,而玻纤印刷线路板市场维 圣戈班已将其购去,全世界 为647亿美元 含硼中碱玻璃纤维在国年产量不过万吨 目前全球对7628布及外通常用于耐化学腐蚀的用ECR玻璃纤维,其成份 玻纤薄毡的需求量约为8亿途及制造玻纤薄毡防水材料为(%}SD=5863CκO21 平方米,今后15年将以年增或管道包扎材料 23ABO310-23MgO2 长率的速度发展。在8亿无硼中碱玻纤,我国亦4T021025NaO0 平方米7628布及玻纤毡中,称MA玻璃纤维,这是我国12FeO3004Z1O0 美国占3%,为24亿平方独有的一种玻璃纤维。 35它的耐水性与C玻璃相 米;欧洲占25%,为2亿平方 无硼无碱玻璃纤维(Ad-当,优于E玻璃与A玻璃但 米;日本占10%,为08亿平 van tex)是美国OCF公司近耐酸性则远优于其它三种玻 方米;而亚洲其它地区占年迫于环境压力而研制的一璃,故这种玻璃纤维日渐广 35%,达28亿平方米 种完全不含硼的无碱玻璃纤泛地应用于耐腐蚀及高应力 维,由于不含硼,减轻了环境腐蚀FRP地下贮罐制造。但 2按玻璃成份对玻的污染,其电绝缘性能及机其价格較E玻璃纤維責 纤产品的分类 械性能都与传统的E玻璃纤 高强玻璃纤维在不同国 玻璃纤维按成份可分为雏维相似,它还具有耐化学腐家有不同的代号如SS-2 无碱(E)玻璃纤维,含硼中碱咸蚀的特性,因而将E玻璃与T,RHS等,它们的玻璃成 (C)玻璃纤维,无硼中碱玻磅C玻璃的特性合为一体, 份大体相同。1996年美国 纤维,无硼无碱( a dv an tex) 前它已占OCF公司的产量0CF公司上市了一种称为 玻璃纤维,高碱(A)玻璃纤 的1/l0其缺点是熔制及成 Zen t ron的超高强玻璃纤 维,耐碱(AR)玻璃纤维,无 纤温度,要高出E玻璃约维,据称其抗拉强度比传统 硼无碱耐化学腐蚀(ECR)殁100C生产能耗较高。但由的E玻璃纤维高50%,比S 璃纤维,低介电(D)璇纤于原料价格的降低,最终生-2玻纤高15%.这种纤维 维,高强玻璃纤维(SS-2产成本可与E玻璃纤维相的价格比S-2玻纤低15 RT, Zen 'T ron Hs等)至取 左右。故有较大的应用前景。 于高硅氧玻璃纤维实际是 高碱玻璃纤维在我国称 1994年由OCF公司研 种经过加工(酸沥滤)的瑷薅为陶土坩埚拉制的纤维,在制并投产的 M iraflex纤维是 纤维 国外则利用碎灯泡玻璃刚种双玻璃组分的玻璃纤 无碱(E)玻璃纤维是 玉坩埚合金漏板大辊筒拉维,主要用于玻璃生产,目前 1939年商业化的,它具有良丝工艺生产多种玻纤产品,正探索将它用作玻璃增强材 好的电绝缘性能及机械性其中有蓬松玻纤毡玻橘钢料的可能性 能,目前在国际上仍然是表面毡玻璃钢用连续原丝 (待续) F1g8-2014 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved
总值为 6. 8亿美元, 而玻纤 印刷线路板市场为 5 亿美 元, 预计到 2000年玻纤电绝 缘材料市场将达到 10 亿美 元, 而玻纤印刷线路板市场 为 6. 47亿美元。 目前全球对 7628布及 玻纤薄毡的需求量约为 8亿 平方米, 今后 15年将以年增 长率 5% 的速度发展。在 8亿 平方米 7628布及玻纤毡中, 美国占 30%, 为 2. 4亿平方 米; 欧洲占 25%, 为 2亿平方 米; 日本占 10%, 为 0. 8亿平 方 米; 而亚 洲其 它 地区 占 35%, 达 2. 8亿平方米。 2 按玻璃成份对玻 纤产品的分类 玻璃纤维按成份可分为 无碱 (E )玻璃纤维, 含硼中碱 (C )玻璃纤维, 无硼中碱玻璃 纤维, 无硼无碱 (A dv an tex ) 玻璃纤维, 高碱 (A )玻璃纤 维, 耐碱 (A R )玻璃纤维, 无 硼无碱耐化学腐蚀 ( ECR )玻 璃纤维, 低介电 (D )玻璃纤 维, 高强玻璃纤维 ( S, S - 2, R, T, Zen T ro n, H S等 )。 至 于高硅氧玻璃纤维实际是一 种经过加工 (酸沥滤 )的玻璃 纤维。 无 碱 ( E )玻 璃 纤维 是 1939年商业化的, 它具有良 好的电绝缘性能及机械性 能, 目前在国际上仍然是最 广泛使用的一种玻璃纤维。 应指出的是它实际是成份上 相似的一类纤维, 并非指具 有特定成份的一种玻璃纤 维。 含硼中碱玻璃纤维在国 外通常用于耐化学腐蚀的用 途及制造玻纤薄毡防水材料 或管道包扎材料。 无硼中碱玻纤, 我国亦 称 M A 玻璃纤维, 这是我国 独有的一种玻璃纤维。 无硼无碱玻璃纤维 (A dvan tex )是美国 O CF 公司近 年迫于环境压力而研制的一 种完全不含硼的无碱玻璃纤 维, 由于不含硼, 减轻了环境 的污染, 其电绝缘性能及机 械性能都与传统的 E玻璃纤 维相似, 它还具有耐化学腐 蚀的特性, 因而将 E 玻璃与 C 玻璃的特性合为一体, 目 前它已占 OCF 公司的产量 的 1 /10, 其缺点是熔制及成 纤温 度, 要 高出 E 玻璃 约 100℃。 生产能耗较高。但由 于原料价格的降低, 最终生 产成本可与 E 玻璃纤维相 似。 高碱玻璃纤维在我国称 为陶土坩埚拉制的纤维, 在 国外则利用碎灯泡玻璃、 刚 玉坩埚、合金漏板大辊筒拉 丝工艺生产多种玻纤产品, 其中有蓬松玻纤毡、玻璃钢 表面毡、玻璃钢用连续原丝 毡、蓄电池隔离片用毡等。 耐 碱 玻 璃 纤 维, 是 含 Z rO2 的玻璃纤维, 为英国皮 尔金顿公司发明, 目前法国 圣戈班已将其购去, 全世界 年产量不过万吨。 ECR 玻璃纤维, 其成份 为 (% ): S iO 2 58～ 63; C aO 21 ～ 23; A l2O3 10～ 23; M gO 2～ 4; T iO2 1. 0～ 2. 5; N a2O 0～ 1. 2; Fe2O 3 0～ 0. 4; ZnO 0～ 3. 5。它的耐水性与 C玻璃相 当, 优于 E玻璃与 A 玻璃。但 耐酸性则远优于其它三种玻 璃, 故这种玻璃纤维日渐广 泛地应用于耐腐蚀及高应力 腐蚀 FRP地下贮罐制造。但 其价格较 E玻璃纤维贵。 高强玻璃纤维在不同国 家有不同的代号如 S, S - 2, T, R, HS 等, 它们的玻璃成 份大体相同。 1996 年美国 O CF 公司上市了一种称为 Zen T ron 的超高强玻璃纤 维, 据称其抗拉强度比传统 的 E 玻璃纤维高 50%, 比 S - 2玻纤高 15%。 这种纤维 的价格比 S - 2玻纤低 15% 左右。故有较大的应用前景。 1994年由 O CF 公司研 制并投产的 M iraflex纤维是 一种双玻璃组分的玻璃纤 维, 主要用于玻璃生产, 目前 正探索将它用作玻璃增强材 料的可能性。 (待续 ) — 18 — 《玻璃纤维》 1998年第 4期
