林长锋:浅析无碱与中碱玻璃纤维异同 中碱玻璃纤维目前以坩埚法生产为主,约占中碱钢复合材料的主要应用领域所占分额分分别为:交通 产品总产能的75%,2008年中碱玻纤的产量约为47工具29%、建筑工程19%、工业、农业16%、电气/电子 万吨,其中池窑法12万吨,坩埚法35万吨。中碱坩埚13%、其它23%。 法拉丝是以中碱玻璃球为原料,中间玻璃球是通过玻 屋面防水用玻纤材料,目前全世界用于屋面防水 璃球窑熔制生产的,中碱球窑一般为马蹄焰池窑。马蹄用材料的玻璃纤维约为40万吨,主要是各种玻纤毡产 焰窑属蓄热室池窑,蓄热室布置在窑炉前端,火焰覆盖品。 面积大,火焰形状为马蹄型。池窑直接拉丝法生产中碱纺织型玻纤材料主要应用在电子、电气工业、过滤 玻纤近几年也有较快发展,窑型也多为马蹄焰窑,目前织物、增强塑料织物、耐高温织物、装饰织物等方面。 全国在产的池窑已有6座。因中碱玻璃含碱量较高,单 上述四大类玻纤产品都有无碱和中碱产品,总的 位玻璃液熔化能耗要低于无碱,可以用热值较低的发来说,无碱玻纤比中碱玻纤在品质上略高一档,目前各 生炉煤气为燃料,这就大大降低了生产成本,天然气、个应用领域的高档产品都是无碱玻纤,中碱产品在对 重油和液化石油气也中碱玻璃熔制的主要燃料。表9纤维性能要求相对不高的领域应用较多,如普通缠绕 给出了中碱玻璃球窑(马蹄焰窑)的主要技术指标。拉挤和手糊等传统玻璃钢产业。因中碱玻纤的耐酸碱 表9中碱玻璃球窑(马蹄焰窑)技术指标 性要好于无碱产品,而广泛应用于化工环境中的各种 指标熔化率熔化温度窑龄长宽熔化部深度熔化面积 过滤材料中。 名称tm2d /年比 ◆新材料 指标范围0.55-1.21530±103-61.4-2.0800-120010-9 4发展趋势及前景 电助熔和鼓泡工艺在无碱单元窑和中碱马蹄焰窑 我国玻纤工业经过五十年的发展,玻纤的总产量 料新技术 中都已广泛应用,纯氧燃烧技术已经在无碱单元窑上已跃居世界首位。2008年全国玻纤总产量达到了230 逐步应用,节能效果明显,环保效益显著。 万吨,其中无碱产品产量为180余万吨,中碱产量为 2.3成型工艺 47万吨。在生产技术方面,池窑直接拉丝工艺已经成 玻璃纤维进入工业化生产以来,所采用的成型工为主流,2008年池窑直接拉丝工艺生产的玻纤产量为 艺方法总的可以分为球法坩埚拉丝和池窑法直接拉丝160万吨,已经达到总产量的70%,其中无碱产品为 两大类,目前高档无碱纤维都采用池窑法直接拉丝工148吨,中碱为12吨。 艺生产;中碱玻纤以球法坩埚拉丝为主。两种成型工艺 在国外玻璃纤维产品绝大多数为无碱制品,而我 位置线基本相同,坩埚拉丝工艺线为单层布置,池窑拉国中碱玻璃纤维产品还占有相当的比例。从产能和应 丝工艺位置线为双层布置。中碱球法坩埚拉丝一般采用情况看,无碱玻纤将继续发展和壮大。中碱玻璃纤维 用200-800孔的小漏板。增强型无碱池窑拉丝工艺目是我国特有的玻璃纤维品种,其性能除电绝缘性能等 前都采用1600-6000孔的大漏板。 级低和强度、耐水性较逊色于无碱玻璃纤维外,其化学 防腐性能优于无碱玻璃纤维,更由于其价格低,可因材 应用领域 施用,因此在我国仍然会长期使用,在中低端应用领域 玻璃纤维工业经过六十多年的发展,目前有四大保持一定市场分额。 类玻纤产品,即增强热固性塑料(FRP)用玻纤材料、增 强热塑性塑料(FTP)用玻纤材料、屋面防水用玻纤材参考文献 料以及纺织型玻纤材料 -{4]张耀明,李巨白,姜肇中.玻璃纤维与矿物棉全书.北京:化学工 业出版社,2001 FRP、FRTP用玻纤材料属于玻璃钢复合材料工业凹21葛敦世,陈尚,王玉梅,等,增强型玻璃纤维应用指南,北京:中国 基材。玻璃钢复合材料工业是玻璃纤维的最大市场,标准出版社,2001 其玻纤用量约占玻纤制品总量的70%~80%。世界玻璃3吴永坤,龚方红,沙得仁纤维玻璃耐碱性的研究.玻璃纤维,204 44·21世纪建筑材料200901 C1994-2010ChinaAcademicJOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net21 世纪建筑材料 2009.01 中碱玻璃纤维目前以坩埚法生产为主， 约占中碱 产品总产能的 75%，2008 年中碱玻纤的产量约为 47 万吨，其中池窑法 12 万吨，坩埚法 35 万吨。 中碱坩埚 法拉丝是以中碱玻璃球为原料， 中间玻璃球是通过玻 璃球窑熔制生产的，中碱球窑一般为马蹄焰池窑。马蹄 焰窑属蓄热室池窑，蓄热室布置在窑炉前端，火焰覆盖 面积大，火焰形状为马蹄型。池窑直接拉丝法生产中碱 玻纤近几年也有较快发展，窑型也多为马蹄焰窑，目前 全国在产的池窑已有 6 座。因中碱玻璃含碱量较高，单 位玻璃液熔化能耗要低于无碱， 可以用热值较低的发 生炉煤气为燃料，这就大大降低了生产成本，天然气、 重油和液化石油气也中碱玻璃熔制的主要燃料。 表 9 给出了中碱玻璃球窑（马蹄焰窑）的主要技术指标。 表9 中碱玻璃球窑（马蹄焰窑）技术指标 电助熔和鼓泡工艺在无碱单元窑和中碱马蹄焰窑 中都已广泛应用， 纯氧燃烧技术已经在无碱单元窑上 逐步应用，节能效果明显，环保效益显著。 2.3 成型工艺 玻璃纤维进入工业化生产以来， 所采用的成型工 艺方法总的可以分为球法坩埚拉丝和池窑法直接拉丝 两大类， 目前高档无碱纤维都采用池窑法直接拉丝工 艺生产；中碱玻纤以球法坩埚拉丝为主。两种成型工艺 位置线基本相同，坩埚拉丝工艺线为单层布置，池窑拉 丝工艺位置线为双层布置。 中碱球法坩埚拉丝一般采 用 200-800 孔的小漏板。 增强型无碱池窑拉丝工艺目 前都采用 1600-6000 孔的大漏板。 3 应用领域 玻璃纤维工业经过六十多年的发展， 目前有四大 类玻纤产品，即增强热固性塑料（FRP）用玻纤材料、增 强热塑性塑料（FRTP）用玻纤材料、屋面防水用玻纤材 料以及纺织型玻纤材料。 FRP、FRTP 用玻纤材料属于玻璃钢复合材料工业 用基材。玻璃钢复合材料工业是玻璃纤维的最大市场， 其玻纤用量约占玻纤制品总量的 70%～80%。世界玻璃 钢复合材料的主要应用领域所占分额分分别为： 交通 工具 29%、建筑工程 19%、工业、农业 16%、电气/电子 13%、其它 23%。 屋面防水用玻纤材料， 目前全世界用于屋面防水 用材料的玻璃纤维约为 40 万吨，主要是各种玻纤毡产 品。 纺织型玻纤材料主要应用在电子、电气工业、过滤 织物、增强塑料织物、耐高温织物、装饰织物等方面。 上述四大类玻纤产品都有无碱和中碱产品， 总的 来说，无碱玻纤比中碱玻纤在品质上略高一档，目前各 个应用领域的高档产品都是无碱玻纤， 中碱产品在对 纤维性能要求相对不高的领域应用较多，如普通缠绕、 拉挤和手糊等传统玻璃钢产业。 因中碱玻纤的耐酸碱 性要好于无碱产品， 而广泛应用于化工环境中的各种 过滤材料中。 4 发展趋势及前景 我国玻纤工业经过五十年的发展， 玻纤的总产量 已跃居世界首位。 2008 年全国玻纤总产量达到了 230 万吨， 其中无碱产品产量为 180 余万吨， 中碱产量为 47 万吨。 在生产技术方面，池窑直接拉丝工艺已经成 为主流，2008 年池窑直接拉丝工艺生产的玻纤产量为 160 万吨， 已经达到总产量的 70%， 其中无碱产品为 148 吨，中碱为 12 吨。 在国外玻璃纤维产品绝大多数为无碱制品， 而我 国中碱玻璃纤维产品还占有相当的比例。 从产能和应 用情况看，无碱玻纤将继续发展和壮大。中碱玻璃纤维 是我国特有的玻璃纤维品种， 其性能除电绝缘性能等 级低和强度、耐水性较逊色于无碱玻璃纤维外，其化学 防腐性能优于无碱玻璃纤维，更由于其价格低，可因材 施用，因此在我国仍然会长期使用，在中低端应用领域 保持一定市场分额。 参考文献： [1]-[4] 张耀明， 李巨白， 姜肇中. 玻璃纤维与矿物棉全书. 北京：化学工 业出版社， 2001 [2] 葛敦世， 陈尚， 王玉梅， 等. 增强型玻璃纤维应用指南. 北京：中国 标准出版社， 2001 [3] 吴永坤， 龚方红， 沙得仁. 纤维玻璃耐碱性的研究. 玻璃纤维，2004， 2004，6（4）：6-14。 林长锋：浅析无碱与中碱玻璃纤维异同 指标 名称 指标范围 熔化率 t/m2 ·d 0.55-1.2 熔化温度 ／℃ 1530±10 窑龄 ／年 3-6 长宽 比 1.4-2.0 熔化部深度 ／mm 800-1200 熔化面积 ／m2 10-90 ◆ 新 材 料 、 新 技 术 · ·44