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玻璃纖維發展和應用概況
新聞來源:榮平瓦業    點擊數:1495    更新時間:2020/2/14 16:33:37    收藏此頁

玻璃纖維發展和應用概況

        玻璃纖維作為一種新興工業,自20世紀30年代末期誕生以來,70年來有了很大發展。它的發展史是本身生產技術不斷提高和產品應用領域不斷擴大兩大因素始終相互促進的過程。這個互動過程推動了玻璃纖維的生產總量和品種的快速增長(始終高于GDP平均增長速度),以及勞動生產率和產品質量的不斷提高。

我國玻璃纖維工業進入21世紀以來,努力貫徹改革開放和科學發展方針。伴隨國民經濟持續高速發展和大型池窯拉絲新技術的突破,發展速度更快,已成為世界第一生產大國。下表展示了我國及國際玻纖發展概況。

當然,玻纖總產量的增加包含著對不斷提高著的需求的滿足。截止到2007年,全世界的連續玻璃纖維總銷量已達400多萬噸。

玻璃纖維應用開發的重點

玻璃纖維是一種人造無機纖維材料,其主要原料資源貯量大。它本身的表面積相當大,具有優越的比強度,還具有相當好的耐熱性和物理化學穩定性,以及一定程度的功能可設計性,所以說它是不失為優良的功能材料和生態環境材料??蔀闋I造節能、安全、舒適的居住環境出力。

由于玻璃纖維及其制品具有良好的防火、隔熱、吸聲、耐輻射、耐候、抗菌等特性,經過加工還有增強效果和織物感,再經涂覆處理與建筑涂料有較好的相容性,所以不失為一種新型的建筑材料。與其他一些新型材料匹配,玻纖完全可以為人類更節能、安全、舒適的居住環境作出貢獻。一場建筑工程材料的變革正在醞釀。專家預測2000年~2010年,全球基礎結構業(涉及建筑物、土木工程、港口、公用工程、混凝土維修與加固等領域)的纖維增強塑料(FRP)復合材料用量將增長525%以上。近年來許多玻纖企業為滿足這方面的需求而積極研發,用于建筑工程的玻纖產品已成為不少玻纖企業的主要產品之一。目前已得到較廣泛應用的產品有以下幾類:

1.防水材料。玻纖作為防水基材,具有防水等級高、使用壽命長、節約瀝青、施工方便等特點。美國玻纖防水基材占總防水基材的60%以上,所用玻纖量占玻纖總量的30%左右。而我國目前玻纖氈、布防水基材每年只有2億平方米左右,有很大開發潛力。用玻纖氈為基材的彩色瀝青瓦重量輕、施工方便、壽命長、美觀,近年來在我國迅速得到擴大應用。2002年施工面積為600萬平方米,2006年增加到2100萬平方米。

2.節能輔助增強材料。我國既有建筑面積420億平方米,每年又竣工新建房屋面積20億平方米以上,建筑能耗占總能耗的1/4以上,單位建筑面積采暖能耗是相近氣候條件下發達國家的2倍~3倍,所以大力抓建筑節能已是刻不容緩的事情。國家正在推廣執行50%建筑節能標準,并在一些大城市試行65%建筑節能標準。目前市場上在推廣的一種典型建筑外墻保溫是聚苯板玻纖網格布聚合物砂漿體系,較大量地使用涂層玻纖網布。玻纖網布也被用在塊狀建材的接縫處,防止涂覆面層開裂。玻纖網布還可用于大理石保護、馬賽克背襯等輔助增強環節。玻纖網布這方面的年應用量在3億平方米左右。

3.增強膠凝材料。

①我國菱鎂礦已探明貯量有30億噸以上,是世界第一。菱鎂礦經煅燒后的活性氧化鎂和鹵水及其他添加劑凝膠成氯氧鎂水泥,既耐熱,又不燃,且制品成型工藝簡單,成本低。用玻璃纖維對其增強可顯著提高其抗沖擊強度。增強的形式可將玻纖短切混入漿料中,或以網(氈)形放置于制品中面層,經增強使其具有類似木材的一些可加工性能。近些年我國菱鎂行業在改進、穩定、規范氯氧鎂工藝上取得很大進步。在此基礎上還積極開發推廣了板材、防火板、屋面瓦、砌塊、通風管道、農用水槽、托盤、裝飾板等建材產品及家具,建立了一些規?;a線,并有部分產品出口韓國等,由此提高了對玻璃纖維的批量需求。有資料顯示,這方面對玻纖的年需求會超過10萬噸。

②土建工程增強材料。這方面近年來市場顯示了較強要求,因此也帶來了開發的活躍。主要有四個方面:一是將玻纖加工成格柵等土工織物,并經瀝青處理,用于軟路基高等級公路的瀝青混凝土路面的增強防裂;二是玻纖和樹脂一起加工成筋材代替鋼筋,用于在沿海防鹽腐蝕和需避免電磁干擾的結構(如一些儀器基礎和需保密的隧道等隱蔽工程)中增強砼;三是用于建筑物和橋梁等構筑物的鋼筋混凝土的裂縫補強基材;四是用耐堿玻纖增強低堿水泥非承重制品。

4.建筑裝飾材料。玻纖通過被覆和復合形成多種建筑裝飾材料,已經開發應用的主要有:

①玻纖墻布。玻璃纖維織物經處理作為室內墻布具有防火、可洗、不腐等特性,有織物感,美觀,又與各種墻面和涂料較好的相容性,便于施工、更新。在歐洲,玻纖墻布廣泛應用于公共建筑內裝飾,如展廳、接待室、辦公室、餐廳、旅店,以及衛生要求較高的醫院、實驗室等,也逐步用于住宅的起居室、廚房、盥洗室,年總用量約2億平方米。我國年產墻布用玻纖約5000噸左右,用于出口和推進應用。

②輕型屋面的材料。這種材料包括玻纖織物涂覆聚氯乙烯、硅橡膠、聚四氟乙烯等塑料制成的篷布,用于公共汽車站、飛機場、大型體育和展覽館、游樂場所等建筑物的頂篷。奧運場館“鳥巢”和“水立方”都采用了進口的玻纖涂覆聚四氟乙烯膜材,說明目前國內對膜材的開發還未到位。另外,玻纖增強熱固性或熱塑性塑料的透明瓦和波形瓦可作倉庫、車棚、暖房的頂部材料,年產量也有千萬平方米。

③玻纖基遮陽的材料在日本、歐美市場有批量供應,呈增長之勢。

④玻纖增強彩色塑料板和人造革做室內地面和墻面裝飾材料,還被用來增強室內吸音吊頂材料。

⑤拉擠玻璃鋼窗框。這是一種很有發展前途的制品,它既有鋼窗、鋁窗的堅固性,又有塑鋼窗框的保溫、節能、隔音性能,同時還具有經過熱、冷后尺寸穩定、使用壽命長等優點。目前作為第五代窗框材料在迅速發展,國內有的企業正為國外加工玻璃鋼復合門。

用于環境污染治理。

1.玻璃纖維制品作為過濾袋料,在含塵氣體,特別是高溫氣體過濾、凈化方面占有重要一席,已批量用于炭黑、水泥、冶金和熱力工業,以及焚燒煙氣等領域的除塵凈化。德國水泥90%的廢氣是通過袋式除塵器凈化的,這使水泥粉塵的散失量小于其產量的0.05%,很好地保護了當地的大氣環境。日本玻纖濾袋在所有濾袋用量中占58%。我國隨著對環境治理的要求提高(如煙氣排放濃度已提到50mg/m3以下,甚至提出30mg/m3的標準要求),對濾袋量和質的要求也隨之提高,例如原電收塵為主的一些場合逐漸改為袋濾或袋電結合。20萬千瓦電廠和5000噸/日水泥生產線都已成功采用袋濾,所以近年來我國濾袋用量迅速增長,2003年接近2000萬平方米,2005年為4000萬平方米,2006年達6000萬平方米,預測2010前年均增長率不會低于20%。玻纖濾袋有機織物(布及膨體紗布)、針刺氈(玻纖及與耐熱化纖復合)和覆膜(聚四氟乙烯微孔膜)等形式的織物,經處理制成袋,安裝在袋濾器里。我國玻纖濾袋占總濾袋的比例在1/3左右。在濾效和壽命方面面臨一些化纖材料和國外產品的競爭。只要我們注意發揮玻纖特點,克服其弱點,認真提高濾袋生產技術和質量,這個領域市場增長的潛力會很大。

2.玻纖增強塑料(FRP)可用于廢氣、廢水處理過程中的耐腐蝕設備、裝置和構筑物,例如燃煤煙氣脫硫裝置和配套管道,含硫含氟煙氣處理后尾氣輸送風機,一些污水處理裝置和相應的走廊和操作平臺等。

FRP冷卻塔是水循環再利用關鍵裝置,是一種有明顯優勢而不衰的產品。

3.在地下環境保護方面,國外有開發,即和有機纖維材料結合,加工成土工材料用于防水土流失;將玻纖噴灑在地上可形成彈性的多孔氈,從而保護剛播種的農田免遭沖刷。

努力開發玻璃纖維應用新局面

1.注意玻纖的應用特點。

從以上介紹看來玻璃纖維應用有自己的特點:

玻璃纖維總量不是很大,但其應用甚為廣泛,涵蓋傳統和新興各個領域,應用條件各有差異。

玻璃纖維很少直接應用,在應用中當然要考慮更好發揮玻纖的特性,但也必須考慮對其進行表面處理和復合,以克服它的一些缺點,進行改性并賦予一些功能性、應用開發就不能僅局限于對玻纖生產技術的掌握。

玻璃纖維要根據具體應用要求延伸產品,還要解決各個應用領域、場合的技術應用,不能期望應用開發的一勞永逸。

由此可見,玻纖行業要比一些傳統大行業更要重視應用開發。

2.當前玻纖形勢。

當前我國玻纖發展形勢有如下特點:

①我國已成為世界玻纖生產大國,而且產量漲勢尚猛,今年新增能力會超過50萬噸,年產量將會超過200萬噸,不迅速擴大應用市場就可能供大于求。另外,從整體技術水平和產品質量等方面來看,我國玻纖產業大而不強。

②我國國民經濟和玻纖下游產業持續高速發展(見下表),對玻纖需求旺盛,玻纖在質量、產量方面仍供不應求。

③我國玻纖及制品出口量超過了60%,這個比例偏高,但多為中低檔產品,同時每年還有20多萬噸的進口,為高檔和國內還不能滿足的產品。由此應出臺相應的國家政策進一步調整產業結構。

④我國玻纖應用開發與國際先進水平還有較大差距,國外玻纖產品應用有4萬種,而我國現只有其1/4左右。我國的應用開發能力也不如國外,不少國外新產品國內還沒有,即使動手開發,周期也比較長。 

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