玄武岩连续纤维的工艺原理

玄武岩纤维

宏达玻纤2007-04-10 16:36:13 阅读189 评论1 字号：大中小订阅

[ ]玄武岩纤维单向布

玄武岩纤维单向布是采用高性能玄武纤维织成的一种工程材料。GBF生产的玄武岩纤维单向布是在单丝上均匀的涂有适合于酚醛、环氧树脂的浸润剂，适合于聚酯、环氧、酚醛、尼龙等树脂性能的要求。并在浸润剂中有与各种树脂相匹配的偶联剂，充分发挥玄武岩纤维单向布的增强作用。

玄武纤维单向布尤其适合于替代碳纤维单向布用于建筑桥梁加固补强和修复，其BFRP 比CFRP 具有更突出的综合性能和性价比。在在建筑加固领域，玄武岩纤维单向布用于柱体的抗震加固的BFRP 性能非常接近CFRP ,某些指标数据比BFRP 更优越。

产品应用：建筑桥梁结构的加固、补强和修复；雷达罩、发运机部件、雷达天线；坦克装甲车车体、结构件、车轮毂、扭力杆和套管；体育滑水板、高山滑雪板、冲浪板等。玄武岩纤维单向布在结构加固工程中的应用。

玄武岩纤维单向布在结构加固工程中的应用

1.材料概况：

玄武岩纤维具有优越的物理学性能，良好的粘合性，耐热性及抗腐蚀性等，非常适用于土木工程领域。由于玄武岩纤维单向布不但抗拉强度高，而且具有良好的高延伸率（3.1%）。在极限状态下破坏时，可以通过自发形变大量吸收能量，所以用于抗震加固方面有独特的优异性能。玄武岩纤维单向布是一种不导电的绝缘材料。

在地铁隧道，电器化铁路以及一些防磁化，电绝缘，防磁性能高的建筑加固工程中，玄武岩纤维单向布有非常明显的优势。再加上玄武岩纤维单向布在加固工程中施工也非常方便，与胶粘剂结合更好，树脂的浸渍性浸透性都高于碳纤维，以此可提高建筑结构的抗运动荷载能力和抗冲击能力，适合于加固桥梁的土墩、柱、梁等部位。

玄武岩纤维单向布在建筑结构加固中的应用，最突出的实例为：上海某烂尾楼的改造和加固，上海某底层建筑加高，江苏某危房和危楼的建筑加固，浙江某服务性建筑物的改造加固，中部地区某高速公司桥梁的改造和加固。

2.技术性能：

（1）抗冲击性：

连续玄武岩纤维的抗拉强度为4100～4800MPa,弹性模量为90～110GPa，极限延伸率为3.1%（碳纤维1.7%，纺纶2.4%），在极限重力作用下，玄武岩纤维材料首先通过形变吸收大量能量，这是建筑加固工程中所需要的性能之一。因此玄武岩纤维广泛应用于军事装备，防爆设施，桥梁墩柱的加固工程。

（2）抗动载抗疲劳性能：

虽然碳纤维抗拉强度高，具有良好的承受长期的表茶载性能，但是在极限受力状态下碳纤维为脆性破坏，抗动载，抗疲劳性能不如玄武岩纤维，所以在进行结构加固中，特别是桥梁加固，防地震加固。需在不同部位采用不同的材料，有的应采用碳纤维，有的应采用玄武岩纤维。

（3) 耐酸，耐碱，耐化学腐蚀性能：玄武岩纤维复合材料具有良好的耐酸性和耐碱性，在1000C在Ca(OH)2饱和溶液中浸渍4小时后，单丝强度保留率大于75.8%以上。耐强碱性，耐酸性能好。由于海水的氯离子对海边，海港码头的混凝土结构有很强的化学腐蚀性，可导致混凝土碳化，钢筋腐蚀。所以采用玄武岩纤维复合筋，单向布进行加固能达到更佳的效果。

（4）电绝缘性能好玄武岩纤维的绝缘性能比无碱玻璃纤维更好，碳纤维是一种导电体，所以在地铁工程，隧道工程，电气化铁路工程，工业厂房，绝缘性要求高的建筑物，采用玄武岩纤维进行加固可消除屏蔽现象。

[ ]玄武岩纤维复合筋

玄武岩纤维复合筋（BFRP）是以玄武岩纤维为增强材料与乙烯基树脂及填料固化剂等基体相结合经拉挤工艺成型的一种新型复合材料。与钢筋不同是，重量是钢筋的1/5。BFRP筋是一种不生锈的电绝缘体，具有非磁性，尤其具有极高的耐酸性和耐碱性。

对水泥砂浆中的水分浓度及二氧化碳的浸透和扩散居有较高的容许度，可防止在苛刻环境下使用混凝土构筑物的腐蚀，从而达到提高建筑物的耐久性。

[ ]玄武岩纤维无捻粗纱

玄武岩纤维无捻组纱，是用多股平行原丝或单股平行原丝不加捻的状态下并合而成的集束体。GBF生产的7微米和13微米无捻粗纱的拉伸强度≥0.6N/Tex、弹性模量≥100GPa.断裂延伸率≥3.1。玄武岩纤维不仅具有与PPTA和UHMWPE等高技术纤维相媲美的高强度、高模量和抗冲击的性能，而且更耐高温、耐光性极佳，尤其是与树脂结合的界面粘结强度更高。

因此，玄武岩纤维是可以用作防弹防护的无机纤维。因此，在复合材料中具有内在的抗拉、抗压、刚度和抗疲劳均衡性能。所以用防弹装甲上有防爆炸的碎片和其他爆炸气浪引起的危险，还有不跳弹、不散裂、无二次杀伤脆片的功能，作为陶瓷复面装甲系统的背衬材料，更具有良好的防弹性能。

适用领域：缠绕各种管、罐、气瓶编织各种方格布、网格布、土工布建筑的修补、加固耐高温的SMC、BMC、DMC短切纤维与塑料复合作增强材料等。

应用举例：

[1] 2400tex和1200tex玄武岩纤维无捻粗纱是用于编制网格布、土工格栅、高温过滤针刺毡基布的首选材料，在-260～650℃范围内使用，具有可靠的使用性能。

[2] 4800tex和2400tex玄武岩纤维无捻粗纱也是缠绕耐高温和耐超低温、耐化学腐蚀、耐高压管道、储罐的首选材料。

[3] 与碳纤维混合缠绕天然气瓶、液化气瓶。

[4] 坦克炮管热护套、炮塔等。

[5] 用作防弹防护材料。

[ ]玄武岩纤维纺织纱

玄武岩纤维纺织是由多根连续玄武岩纤维原丝经一次加捻而成的纱线。单丝直径一般≤9微米。纺织纱大体上可分为织造用纱和其它工业用纱；织造纱是以管纱或奶瓶形筒子纱为主。应用形式：织造耐酸碱、耐高温的布和带针刺毡用基布电绝缘板用基布电绝缘用纱、缝纫线帘子线高档的耐温、耐化学性织物高等级绝缘材料如电绝缘耐高温的电机、电器、电磁线。耐高温、高弹性模量、高强度单向布用纱经过特殊表面处理防辐射耐高温在650～980℃的机织物等

[ ]玄武岩纤维布

玄武岩纤维纺织布是采用玄武岩纤维细纱（一般单丝直径在9微米以下）加工而成的纺织布,可根据用户的要求订做。适用于-260～650℃低、高温环境下的纤维布。玄武岩纤维布，不仅具有优良的耐低温和耐高温的性能，而且还具有低容量、低导热、抗热震、耐化学腐蚀、拉伸强度和弹性模量高、电绝缘、耐磨等优点。

玄武岩纤维布，经表面涂层后，还可以提高其气密性，防水性、耐温性和抗化学性，防辐射性等性能。

产品应用：覆铜板基布针刺毡基布防火布的基布防辐射材料的基布建筑工程修补、加固的基布尤其适合用于军队防毒、防辐射、防火、防化学腐蚀和屏蔽性强的装备和设施的蓬布。

[ ]玄武岩纤维防火布

玄武岩纤维防火布是用GBF的7～9μm连续玄武岩纤维细纱编织而成的，其中有平纹布和缎纹布等，经耐高温、无毒害的涂层处理。它用作避火防护服内衬、阻燃、隔热面料和防火帘最佳的防火材料。由于它不燃性、耐高温、无有毒气体排出、绝热性好、无熔或滴落、强度高、无热收缩现象等优点，因此，它是Kavlar、Nomex、Teflon等芳纶防火纤维强有力的替代产品。

产品应用：适于造船业、大型钢结构和电力维修的现场电焊、气割的防护用品纺织、化工、冶金、剧院、军工等通风防火和防护用品。消防头盔、护颈织物。玄武岩纤维防火布为不燃材料、在1000℃火焰作用下，不变形、不爆裂、耐火在1小时以上。可在潮湿、蒸气、烟雾、含化学气体的环境下起到防护作用。还适用于避火消防服、隔火帘、防火毯、防火包、电焊、防火布围墙等。

[ ]玄武岩纤维土工布（土工格栅）

玄武岩纤维土工格栅是以耐碱耐酸强的玄武岩纤维为原料，编织成格栅布，再经过沥青处理后烘干成型。玄武岩纤维混凝土在常温下弹性模量与沥表混凝土弹性模量比高达24∶1，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率在3.4%左右。

玄武岩纤维具有耐高温、抗冻融（-260～650℃）、与沥青混凝土热膨胀系数一致、抗拉强度高、防紫外线、耐化学稳定性好、抗老化等优点，由于沥青混合料的拌合温度高达190℃以上，耐高温的玄武岩纤维是替代聚酯纤维（熔点230℃）、木质素纤维（Methyi Cellulose,简称MC)的极具竞争优势的新材料。它既适应高达190℃沥青搅拌施工时的耐高温要求，又是增强砂浆混凝土防渗抗裂的优良建筑材料。

产品特性：超高温和超低温使用性能，防止沥青路面产生裂纹高抗拉强度无长期蠕变、热稳定性好良好的与沥青混合料的相容性物理化学性能稳定，能很好的抵御生物侵蚀和气候变化。

[ ]玄武岩纤维短切纱

玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。一般其上涂有硅烷偶联剂。所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂首选材料，同时还是用于砂浆/混凝土和沥青/混凝土最佳的防渗抗裂的增强材料。

玄武岩中具有高含量的Cao-Na2O-Al2O3-SiO2,这种硅酸含量使其具有优良的耐化学性，特别耐碱性的特质。因此，玄武岩纤维是替代聚丙烯（PP)、聚丙烯腈（PAN)用于增强砂将混凝土防渗抗裂优良的无机纤维，也是替代聚脂纤维、木质素纤维等用于沥青混凝土极具竞争力的产品，可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等。

产品应用：适用于增强热塑性树脂，是制造SMC、BMC、DMC的优质材料；由于它具有良好的性价比，特别适合与树脂复合用作汽车、火车、舰船壳体的增强材料；它又是增强砂浆混凝土、沥青混凝土的首选材料，用于水电站大坝的防渗抗裂抗压和延长道路路面使用寿命的增强材料；还可用于热电厂的冷凝塔、核电厂的蒸气水泥管道；用于耐高温针刺毡、汽车吸音片、热轧钢材、铝管等。

[ ]玄武岩纤维针刺毡

玄武岩纤维针刺毡是单纤维无序交错穿插，形成无定向三维微孔结构。由于采用7μm和9μm较细的纤维，比表面积大，空隙率在80%左右，不含硼，可用于高级空气过滤净化，隔热吸声，保温材料和热轧镜面钢材、铝板耐高温柔软的铺垫材料等。

产品应用：高级空气过滤系统电子行业的过滤、吸音、隔热、防振系统化工、有毒有害气体、烟尘过滤系统汽车消音器舰艇、轮船隔热、保温、消音系统

[ ]玄武岩纤维表面毡

玄武岩纤维表面毡用于复合材料，不但能形成含树脂量80%的富树脂层.使制品表面有一个色泽光亮平整的表面，同时提高制品的防渗漏，防腐蚀能力。玄武岩纤维表面毡的粘结剂与树脂的相溶性很好，能提高异型复合材料的成型性。同时还是拉挤和缠绕成型复合材料的首选材料；可部分替代纤维、芳纶辅面毡。

[ ]连续玄武岩纤维膨体纱

将玄武岩纤维原丝通过膨胀体纱机，在高速空气进入成形膨化通道中形成紊流，利用这种紊流作用将玄武岩纤维分散开，使其形成毛圈状纤维，从而赋予玄武岩纤维膨松性，制造成膨体纱。

1.用膨体纱织成的织物比较膨松，手感好，覆盖能力强，适于制造耐高温过滤布。

2.光泽比较调和，适于制造防火窗帘布。

3.使用膨体纱能用更少的织物织出更大面积的布，使用的体积密度变小、变松、性能更好。

4.用玄武岩纤维膨体纱织成的过滤布，它不但耐高温，耐酸碱，且它的过滤阻力比较小，过滤效果大大提高，节约能源，降低成本，在国外得到广泛应用。

5.用膨体纱与连续纤维混织，在抗撕裂强度，弹力和耐磨能力方面都比其它织物好，是被覆沥青，橡胶和塑料制品的首选材料，是耐高温过滤布，高等级针刺毡的优良材料。

[ ]连续玄武岩纤维套管

玄武岩纤维套管由玄武岩纤维编织而成，使用时一般都需经过加工和表面处理。由于玄武岩纤维套管电绝缘性好，耐高温，耐化学腐蚀性能等优点，适于电器，电机的剥线部位的绝缘管。也可用于内接连线和各种耐温街头的绝缘管。

还可作为定纹管，电刷软管，耐高温复合管的基材使用。

[ ]玄武岩纤维短切原丝毡

玄武岩纤维短切毡是用连续玄武岩纤维原丝短切成50mm的定长纤维，经过均匀分布在成型网带上，经过粘结剂后再烘干而成的卷材。由于玄武岩纤维的电绝缘性好，透波和吸波性能，弹性模量高，是制作各种高档性能汽车，舰船的优异材料。

产品应用：造船、管、罐、板雷达罩、雷达天线体育场游池等的增强材料。

[ ]玄武岩纤维多轴向布

玄武岩纤维多轴向布，采用国际先进的多轴向编织设备和工艺编织而成。玄武岩纤维多轴向布能使其强度得到最有效的发挥。应用领域：风力发电叶片、船舶、汽车、高速列车、体育用品、建筑物的补强和航天，航空，防弹，防护等领域。

玄武岩纤维混凝土的特性及应用

Ana lysis on Ulti m a te Bear i n g Capac ity of Rock Founda ti on HOU Da 2wei (Chongqing Survey I nstitute,Chongqing 400020,China ) Abstract:Many high 2risie buildings are based on r ock foundati on in mountainous city,s o how to evaluate the bearing capacity of r ock foundation is the core for r ock foundation engineering . In view of the influence of central major stress and lithology and rock structure characteristics on rock foundati on bearing capacity,this paper equates j ointing r ock with discontinuous mediu m characteristics to continuous medium,and then seeks for s olution with instant fricti on angle and slip 2line field theory . It establishes analysis model for ulti m ate bearing capacity of r ock foundation and verifies feasibility of the model through calculati on .Key words:r ock foundation;ulti m ate analysis;slip 2line field theory;bearing capacity 收稿日期:2009-02-23 作者简介:武　迪(1984-),男,山东泰安人。硕士研究生,主 要从事钢筋混凝土结构方面的研究。E 2mail:wudi610@ https://www.wendangku.net/doc/c83204436.html, 。 玄武岩纤维混凝土的特性及应用 武　迪,邵式亮 (空军工程大学工程学院,西安　710038) 摘　要:介绍玄武岩纤维的发展及特点,归纳、总结了玄武岩纤维混凝土(BFRC )的主要特征。 对近年来玄武岩纤维在混凝土结构的抗冲击、加固补强、耐腐蚀性和动态能量耗散等方面的研究进行了阐述,有助于玄武岩纤维混凝土在实际工程中的推广应用。 关键词:玄武岩纤维混凝土;增强增韧;加固补强;动态能量耗散中图分类号:T U5281572 文献标志码:A 文章编号:1003-8825(2010)02-0037-03 0　引言 玄武岩纤维是一种由火山喷发形成的玄武岩矿石经高温熔融、拉丝而成的无机纤维材料,其外观为深褐色,色泽与碳纤维相似。作为国内最近几年刚刚研发出的一种新型纤维材料,玄武岩纤维具有独特的力学性能、良好的稳定性以及较高的性价比,这使其成为一种良好的混凝土增强材料,在建筑领域有着广阔的应用前景。 1　玄武岩纤维111　发展概况 玄武岩纤维于1953～1954年由前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发。1985年,第一台工业化生产炉于乌克兰纤维实验室(TZI )建成投产,采用200 孔漏板、组合炉拉丝工艺。在2002年前,前苏联诸国每年大约有500t 连续玄武岩纤维产品,主要用于军工行业。现今玄武岩纤维生产池窑已发展到年产 700t 规模,使用400孔漏板拉丝技术 [1] 。俄罗斯与 乌克兰在玄武岩纤维研究、生产及制品的开发上,代表了世界的最高水平,其生产的玄武岩纤维产品性能稳定,且已开发出了上百个品种。美国对玄武岩纤维的研究虽然起步较晚,但其生产池窖现已发展到 1000～1500t 规模,使用800孔漏板拉丝技术。近 几年来,德国、日本等国也相继展开了这方面的研究工作,并取得了一系列新的应用研究成果。目前,我国玄武岩纤维的研究开发、制备和应用尚处于较为初级的阶段,但部分技术已经达到了国际先进水平,且其应用领域也在不断拓展。 112　主要特点 玄武岩纤维与碳纤维、芳纶纤维等其它高科技纤维相比,具有很多独特的优点。它具有很好的耐温性能,可在-269～700℃范围内连续工作;有优良的化 ? 73?武　迪,等;玄武岩纤维混凝土的特性及应用

玄武岩纤维

玄武岩纤维 简介 玄武岩纤维（Basalt Fiber）是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。 玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一，在我国基本上实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。 玄武岩纤维表面较光滑，表面能较低，经过表面改性后，其表面增加纳米SiO2粒子，有效地提高纤维表面粗糙度，增加了微生物与载体间的有效接触面积；改性后表面有阳离子的存在，载体表面电位升高，载体表面带正电荷，利用静电吸力促进微生物固定，有利于微生物固定化；改性后表面的活性官能团，增加了载体的表面能，所含有羟基、羰基或羧基等，对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。通过玄武岩纤维载体表面改性，使其具有良好的亲水性和微生物负载性能，使之能够负载更多的生物量，且长时间保持较高的微生物活性，从而实现

更有效通过生物膜法降解水体中污染物。 玄武岩的发展 （1）玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。 （2）从70年代起，美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大量的研究。 玄武岩纤维的组成与结构 玄武岩纤维的密度在2.6~3.05g/cm3之间，主要组分如下表所示。 表1 玄武岩纤维主要组分含量 组分SiO2Al2O3CaO FeO MgO Na2O Fe2O3K2O TiO2P2O5含量51.4 14.83 10.26 8.47 5.92 2.42 1.73 1.20 0.84 0.32 玄武岩纤维各组分的作用如下表所示。 表2 玄武岩纤维革组分作用 组分SiO2 、 Al2O3 FeO Fe2O3 TiO2CaO MgO 作用提高纤维的化学 稳定性和熔体的 黏度提高成纤的使用 温度 提高纤维的化学稳定 性、熔体的表面张力和 黏度 属于添加剂范畴， 有利于原料的熔化 和制取细纤维 玄武岩纤维的性能 （1）热稳定性。玄武岩纤维板的热导率低，在25℃下的热导率仅为0.04W/（m?K），可以在650℃高温下使用，而玻璃纤维在同一条件的使用温度不超过400℃。 （2）声绝缘性。随着频率的增加，其吸音系数显著增加。玄武岩纤维隔音和吸音效果好，采用玄武岩纤维制作的隔音材料在航空、船舶等领域有着广阔的前景。 （3）介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性。玄武岩纤维具有良好的介电性能。它的体积电阻率比玻璃纤维要高一个数量级。玄武岩中含有质量分数不到20%的导电氧化物，可用于制造新型耐热介电材料。玄武岩纤维具有比玻璃纤维高的电绝缘性和对电磁波的高透过性。

连续玄武岩纤维制备关键技术研究进展

连续玄武岩纤维制备关键技术研究进展 发表时间：2018-07-20T11:08:32.077Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：黄洪果1 刘作磊2 彭涛3 王智靓4 [导读] 摘要：本位主要介绍了玄武岩纤维在国内外的发展情况及现状，并结合我司在玄武岩纤维生产和实验过程中遇到的实际问题展开，分析玄武岩纤维制备关键技术设备在玄武岩纤维生产过程中存在的限制条件，主要以现有窑炉热量供给、热传递、耐材侵蚀等关键技术出发，以期待在这些关键技术上能有所突破。 四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司四川省成都市 610100 摘要：本位主要介绍了玄武岩纤维在国内外的发展情况及现状，并结合我司在玄武岩纤维生产和实验过程中遇到的实际问题展开，分析玄武岩纤维制备关键技术设备在玄武岩纤维生产过程中存在的限制条件，主要以现有窑炉热量供给、热传递、耐材侵蚀等关键技术出发，以期待在这些关键技术上能有所突破。 关键词：玄武岩纤维熔炉供热系统玄武岩熔炉炉膛耐火材料 1. 引言 随着社会进步，高性能材料的需求越来越大，玄武岩纤维也正是伴随着这样的社会节奏逐步发展壮大。玄武岩纤维的力学性能、热学性能和电学性能更是逐步被开发出来，伴随而来的是各行各业对玄武岩纤维的需求将不断增加，这也给予了玄武岩纤维行业发展的契机。但同时玄武岩纤维的制备技术却仍较为落后，成本依然偏高，这也限制了玄武岩纤维的发展。近年来随着玄武岩纤维在国内外越来越受到重视，玄武岩纤维生产企业也越来越多，人才和技术积累也越来越丰富，玄武岩纤维生产技术将得以突飞猛进的发展。 2. 国内外玄武岩纤维制备现状 2.1 生产现状 玄武岩纤维于1953—1954年在前苏联研发成果[1]，1985年于乌克兰实验工业生产[2]。经过数十年的发展玄武岩纤维制备工艺也发生了巨大的变化，总体来说大致分为：初期全铂坩埚拉丝，第二阶段是小池窑单漏板拉丝及第三阶段池窑多漏板拉丝工艺。虽然连续玄武岩纤维的制备工艺与玻璃纤维拉丝工艺有诸多相似之处，但因玄武岩矿石熔点高及黑度大，使得连续玄武岩纤维的制造过程更加困难和复杂。目前世界上仅有俄罗斯、乌克兰、美国、中国等少数国家掌握了这种连续纤维的生产工艺，可实现玄武岩连续纤维及其制品的生产[3]。也正是由于玄武岩矿石的特性使得玄武岩熔炉与玻璃纤维熔炉有着本质的区别，为满足玄武岩矿石熔制要求，经过数十年经验总结，到目前主要形成了三类玄武岩熔炉体系：一种是以天然气作熔化供热，主要代表为俄罗斯KEV、中国四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司；第二种为全电熔窑炉，熔化热能全由电能提供，主要代表浙江石金玄武岩纤维有限公司；第三种天然气供热结合电助熔型[4]。 随着玄武岩熔制工艺的进步与之配套的漏板技术也在不断进步，目前俄罗斯玄武岩纤维生产漏板普遍使用800孔漏板，1200孔漏板已成功实现拉丝生产。国内主流纤维生产漏板仍为400孔，多件玄武岩纤维生产企业也已成功实现800孔漏板拉丝，但因为行业保密，漏板技术仍未公开。这也限制了玄武岩纤维行业的整体发展，笔者从事玄武岩纤维行业数年，也亲眼见证了玄武岩纤维的发展，现结合我公司关于玄武岩纤维生产工艺情况及自身经验简单阐述玄武岩纤维这几年的发展。 2.2 玄武岩生产设备的改进 当前连续玄武岩纤维采用一步法进行制备，其工艺流程如图1所示。玄武岩化学成分、矿物组成显著区别于其他纤维原料，使得对工艺设备提出了更多新的要求。当前已在高温炉体、拉丝漏板、耐火材料等关键技术上得到了一定的认识和突破。 图1：玄武岩纤维制备示意图从工艺流程图可知玄武岩纤维生产的主要设备是玄武岩纤维熔炉，熔炉的优劣直接影响成纤玻璃体质量，熔炉的熔化能力直接影响对应漏板规格。反之为得到高质量的熔体和满足作业的熔化能力，熔炉各个系统的优化设计就成为了首要考虑的问题。在玄武岩纤维熔炉系统设计中主要包括：窑炉耐材选择情况、窑炉供热系统及窑炉炉身结构，下文将是结合我公司实际经验及实验对各个系统优化所做的努力及达到的效果进行浅析。 窑炉供热系统 我司主要采用窑炉顶部天然气燃烧为玄武岩熔化提供热量，由于玄武岩矿石中Fe含量较高10%左右，使得玄武岩熔体黑度非常大，这也导致天然气燃烧产生的热量很难穿透玄武岩熔体。也就导致了玄武岩熔体在深度方向上温差特别明显，经测熔体温将可达到30℃/cm。由此也可以看出燃气供热熔制玄武岩熔体，只能保持较浅的液位，底层玄武岩熔体因热量不够而成为不动层，为析晶提供了条件，在熔炉出现波动时（各项工艺参数的变化），不动层被翻起造成生产异常。2016年我公司为解决熔体温降难题，采取新思路，以天然气供热辅以电加热方式进行玄武岩熔化技改[4]。开启电助熔前后测温点温度情况如表1，测温点窑炉纵向同一位置图2，三组热电偶均布间隔70mm，第一组热电偶位于熔体表层。

连续玄武岩纤维的发展和应用前景

连续玄武岩纤维的发展及使用前景 2010年3月15日中国纤检 摘要：介绍了连续玄武岩纤维的国内外发展历程和现状，连续玄武岩纤维性能和使用领域，表明连续玄武岩纤维用于防火隔热材料，过滤材料，增强复合材料，电子技术等具有明显的优势。结合连续玄武岩生产工艺目前存在的问题，给出了几点建议并提出了要尽快制定玄武岩纤维的国家标准，促进连续玄武岩纤维的安全可持续发展。 关键词：连续玄武岩纤维；防火隔热；过滤环保；增强复合；高技术纤维 连续玄武岩纤维（CBF）是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。以CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛使用于消防、环保、航空航天、军工、车船制造、工程塑料、建筑等军工和民用领域，故CBF被誉为21世纪的新材料[1]。随着国外工艺技术的不断改进以及新市场的不断开拓，玄武岩纤维有望成为第四大高强高模纤维。 1国内外发展研究状况 1.1国外发展研究状况 以玄武岩为主要原料生产的岩棉自从1840年首先在英国威尔斯试制成功到现在已有160多年的历史[2]。1922年在美国专利(OS1438428)出现由法国人Paul提出玄武岩纤维制造技术，但没有实质性生产。

20世纪50年代初期，德国、捷克和波兰等东欧国家以玄武岩为原料，采用离心法生产出了纤维平均直径为25μm～30μm的玄武岩棉。随后60年代初期，美国、前苏联、德国等大力发展垂直立吹法生产工艺，使玄武岩棉产量迅速增长前苏联引进了德国立吹法制造矿物棉的生产专利，在消化、吸收的基础上，成功地将该项技术使用于玄武岩棉的生产，设计生产能力为日产38吨～40吨玄武岩棉。玄武岩纤维的研究工作主要集中在前苏联。玄武岩纤维于1953～1954 年由苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发出[3]。苏联早在20世纪60～70年代就致力于连续玄武岩纤维的研究工作，乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制CBF及其制品制备工艺的生产线。联合体的科研实验室于 1972 年开始研制制备CBF，曾经研制出 20 多种CBF制品的生产工艺[4]。1973年，前苏联新闻机构报道了有关玄武岩纤维材料在其国内广泛使用的情况。1985年在前苏联的乌克兰率先实现工业化生产，产品全部用于前苏联国防军工和航天﹑航空领域。 1991年前苏联解体后，此项目开始公开，并用于民用项目。目前连续玄武岩主要研发及生产基地在俄罗斯及乌克兰两个国家。苏联的解体，客观上影响了CBF的推广使用，但是，由于玄武岩纤维具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能，而且性价比好，引起了美国、欧盟等国防军工领域的高度重视。 1.2国内发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年哈尔滨工业大学深圳研究院和成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。

玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册

玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～

1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。 （3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T ）交通部标准的实施，玄

连续玄武岩纤维的发展及应用前景

连续玄武岩纤维的发展及应用前景 1.2国内发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。 2002年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划，承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币，于2003年12月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。经近两年来的技术开发，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。 目前，发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t，2020年为7万t～10万t。 2玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1新型环保性材料 CBF具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金

连续玄武岩纤维的发展及应用前景

连续玄武岩纤维的发展及应用前景 1.2国发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001年我国工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年工业大学研究院与航天万欣科技组建了航天拓鑫科技，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。 2002年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划，承担该课题项目的俄金碳材料科技(由黄金屋真空科技与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币，于2003年12月成立了横店集团俄金玄武岩纤维。经近两年来的技术开发，横店集团俄金玄武岩纤维采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。 目前，发展中的横店集团俄金玄武岩纤维是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t，2020年为7万t～10万t。 2玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1新型环保性材料 CBF具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金

属氧化物排出，使CBF制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，无工业垃圾及有毒物质污染环境。玄武岩纤维在很大程度上可代替玻璃纤维，被广泛用于航天航空、石油化工、汽车、建筑等多领域，因而，CBF被誉为21世纪“火山岩变丝”、“点石成金”的新型环保纤维。 2.2功能性优良的材料 CBF是继碳纤维﹑芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维的第四大高技术纤维支柱，在许多条件下可替代碳纤维﹑芳纶纤维，在某些场合甚至比上述两种纤维性能还好。玄武岩纤维及其制品的异常优越性能具体表现在以下几个方面： （1）显著的耐高温性能和热震稳定性。CBF的使用温度围为－260 ℃～880 ℃，这一温度远远高于芳纶纤维、无碱E玻纤、石棉、岩棉、不锈钢，接近硅纤维、硅酸铝纤维和瓷纤维；热震稳定性好，在500℃温度下保持不变, 在900℃时原始重量仅损失3%[5]。 （2）较低的热传导系数。CBF的热传导系数为0.031 W/m·K～0.038 W/m·K,低于芳纶纤维、硅酸铝纤维、无碱玻纤、岩棉、硅纤维、碳纤维和不锈钢。 （3）高的弹性模量和抗拉强度。CBF的弹性模量为：9100 kg/mm2～11000 kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维。CBF 的抗拉强度为3800～4800 MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。 （4）化学稳定性好。CBF的耐酸性和耐碱性均比铝硼硅酸盐纤维好[6～7]。其耐久性﹑耐候性﹑耐紫外线照射﹑耐水性﹑抗氧化等性能均可与天然玄武岩石头相比美。 （5）吸音系数较高。CBF的吸音系数为0.9～0.99,高于无碱玻纤和硅纤维；优良的透波性和一定的吸波性，吸音和隔音性能优异，具有良好的隐身性能, 可制做隐身材料。

玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册

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玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。

（3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》 （JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。短切玄武岩纤维的指标应满足上述标准的要求，具体见下表： 表2.3.1 短切玄武岩纤维的性能指标

玄武岩纤维与玻璃纤维的比较

玄武岩纤维与玻璃纤维的比较 玄武岩是一种在全世界大多数国家中都能够找到的火 山岩。在很长时间内，玄武岩被用于浇铸工艺，制作建筑用的砖和板。在工业用途中，用作钢管内衬的浇铸玄武岩显示了极好的耐磨性。另外，玄武岩被磨碎之后，还可用作混凝土的集料。 玄武岩纤维与玻璃纤维的相似点与不同点 图1 玄武岩纤维布 玄武岩纤维采用与玻璃纤维相似的连续工艺制造。首先将玄武岩石破碎，经洗清后投人熔窑。此步工序比玻璃纤维简单，因为玄武岩纤维的组成不如玻璃纤维复杂。玻璃一般由50%的硅砂与硼、铝氧化物等几种其他矿物制成。这些原料必须在进人熔窑之前分别称量配料。与玻璃不一样，玄武岩纤维没有其他原料，只需单一投料。另一方面，对玄武岩原料纯度和稳定性的直接控制也少。虽然玄武岩和玻璃都是硅酸盐，但熔融玻璃冷却后形成非晶态固体，而玄武岩则具有晶体结构，其结构随各地理区域熔岩流动的具体条件而异。 图2 玻璃纤维布 经破碎的玄武岩进人熔窑后在1500℃下熔化(玻璃的熔点为140090-160090 )。与透明的玻璃不同，不透明的玄武岩不 是传输而是吸收红外能。因此，使用传统玻璃熔窑那样的上

方燃烧器来均匀加热玄武岩原料就更困难。使用上方燃烧器，玄武岩熔体就必须在贮液槽内停留较长时间(几个小时)来达 到均匀温度。因此，玄武岩纤维厂商采用了几种方法来促进均匀加热，包括浸没式电极。但Technobasalt公司的销售 经理称，因质量原因，他的公司宁愿用气熔而不是用电熔，尽管气熔成本高。最后，该公司采取了两极加热方案，分区采用不同的加热系统。因为，只有料道部分才需要高精度的温度控制，故在前段加热区可使用更简单的控制系统。与玻璃纤维一样，玄武岩纤维用铂锗漏板成形。纤维冷却时施加浸润剂，然后被拉丝机卷绕。 图3 玄武岩纤维纱 由于玄武岩纤维的磨损力比玻璃纤维更强，昂贵的漏板需要频繁的重新加工。漏板磨损时，圆形漏孔受到不均匀的磨损，对工艺控制造成影响。如果不及时维修，非圆形的漏孔就会形成直径不一的单丝，使生产的无捻粗纱断裂强度不可预测。玻璃纤维漏板的使用寿命一般在6个月以上，而玄武岩纤维漏板只能使用3-5个月。但KemennyVek公司报告其工艺控制已将漏板寿命延长到6个月。 图4 玻璃纤维纱 上述差别使玄武岩纤维的总生产成本超过E玻璃纤维，但玄武岩纤维的产品在复合材料中的性能明显超过E玻璃纤维。在短切原丝毡、无捻粗纱和单向布这些产品中，玄武岩纤维

2020年(发展战略)连续玄武岩纤维产业的发展状态及思考

（发展战略）连续玄武岩纤维产业的发展状态及思考

“点石成金”当梦想遭遇现实 ——连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考 浙江石金玄武岩纤维有限XX公司胡显奇 “点石成金曾是壹种神话，壹种比喻，如今这种梦想已经成真，人们用普通的石头——玄武岩拉丝且制作出各种高级产品就是最典型的事例。”这是长期从事地质和环境研究的中国科学院院士刘嘉麒于《绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景》壹文中所作的阐述。然而，当“点石成金”神奇而美好的梦想遭遇现实时，却且不浪漫和乐观，发展的道路崎岖坎坷，先驱者要披荆斩棘，更要经受凤凰涅槃的洗礼。 连续玄武岩纤维（ContinuousBasaltFiber，以下简称CBF）是以火成岩中的玄武岩为唯壹原料，于1450℃～1500℃条件下进行熔融拉丝而成的纯天然连续纤维。其突出的综合性能使之有望发展成为国防安全和国民经济发展领域不可或缺的重要基础材料之壹。但确切地说，和其它高技术纤维壹样，目前CBF于中国乃至于全球的发展情况仍不足以成为“产业”。不过，作为壹种代表未来绿色材料发展方向的纯天然高技术纤维，尤其是作为新资源产业，玄武岩纤维终将破茧而出。于此，笔者结合自己从事CBF研究、开发、生产和营销8年多来的实践和思考谈壹些也许且不成熟的见法，供关注CBF产业发展的政府部门、专家学者、投资者和企业界人士参考。 现状——激流涌动 回眸玄武岩纤维于前苏联于1985年获得初级生产技术后的这壹段发展历程，不难发现其发展历程呈现出了“U”字型轨迹。1991年的苏联解体对CBF产业造成了极大的影响，于随后的十几年时间里，发展陷于停滞。近5年，随着世界经

从熔融拉丝使用的能源来分类，其炉型大致能够分为3种：壹是以天然气或液化气为能源的火焰炉，以俄罗斯KamennyVekXX公司和我国的成均拓鑫XX公司为代表；二是全电熔炉，以我国的浙江石金XX公司为代表；三是气电结合炉 我国从2005年有小规模生产开始，6年间进入到连续玄武岩纤维领域的企业达

【CN110078378A】一种玄武岩纤维及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910336916.7 (22)申请日 2019.04.24 (71)申请人 武汉科技大学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号 (72)发明人 李远兵　周子孟　徐娜娜　段斌文　 李淑静　 (74)专利代理机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 42222 代理人 张火春 (51)Int.Cl. C03C 13/06(2006.01) C03B 37/04(2006.01) (54)发明名称 一种玄武岩纤维及其制备方法 (57)摘要 本发明一种玄武岩纤维及其制备方法。其技 术方案是：先以52.0～67.0wt％的玄武岩、28.0 ～43.0wt％的废弃滑石、1.5～4.5wt％的暗镍蛇 纹石和0.3～3.3wt％的氧化铝为原料，混合均 匀，即得混合料；再将混合料置于电阻炉或电弧 炉中，升温至熔融状态，甩丝，即得玄武岩纤维。 玄武岩的化学成分是：SiO 2含量≥45.5wt％， Al 2O 3含量≥13.7wt％，MgO含量≥10.9wt％，CaO 含量≥9.6wt％，(Fe 2O 3+FeO)≤11.2wt％，(Na 2O+ K 2O)≤3.5wt％；废弃滑石的化学成分是：SiO 2含 量≥57.9wt％，MgO含量≥28.5wt％，(Na 2O+K 2O) ≤2.3wt％，IL≤4.7wt％。本发明具有资源回收、 环境友好、工艺简单和生产成本低的特点；所制 备的玄武岩纤维线收缩率小、热导率低和使用温 度高。权利要求书1页 说明书3页CN 110078378 A 2019.08.02 C N 110078378 A

玄武岩连续纤维的基本特性

第26卷第5期2005年10月纺　织　学　报Journal of T extile Research V ol.26,N o.5Oct.,2005 ?综合述评? 玄武岩连续纤维的基本特性 崔毅华 (嘉兴学院,浙江嘉兴　314001) 摘　要　对玄武岩连续纤维的化学成分及物理化学性能进行了研究分析,为开发新一代产业用纺织品提供依据。关键词　玄武岩连续纤维;增强纤维;化学成分;性能 中图分类号:TS 102151 文献标识码:A 文章编号:025329721(2005)0520120202 Primary properties of basalt continuous filament C UI Y i 2hua (Jiaxing Univer sity ,Jiaxing ,Zhejiang 314001,China ) Abstract The com position ,physical and chemical properties of basalt continuous filament are investigated ,providing a reference basis for developing a new generation of industrial textiles. K ey w ords basalt continuous filament ;rein forced fiber ;chemical com position ;property 作者简介:崔毅华(1946-),男,副教授,硕士。主要研究领域为产业用纺织品的研究与开发。 玄武岩连续纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料,将矿石破碎后放进池窑中,经1450～1500℃的高温熔融后,通过喷丝板拉伸成连续纤维 [1] 。由于 玄武岩熔化过程中没有硼和其它碱金属氧化物排出,使玄武岩连续纤维的制造过程对环境无害,无工业垃圾,不向大气排放有害气体,玄武岩连续纤维是21世纪又一种新型的环保型纤维。 玄武岩连续纤维是用于复合材料的一种新型优质增强材料。用玄武岩连续纤维增强的复合材料其强度、化学稳定性、电绝缘性能均优于玻璃纤维增强材料,可在很大程度上替代玻璃纤维、碳纤维,广泛用于航空航天、石油化工、建筑、汽车等领域。本文对玄武岩连续纤维的化学成分和基本特性进行研究分析,为开发新一代产业用纺织品提供参考依据。 1　玄武岩连续纤维的化学成分 玄武岩连续纤维是用单一的玄武岩矿石为原料制造出来的。玄武岩是由岩浆形成的基本矿石。而玻璃纤维则由叶蜡石、石英砂、石灰石、硼钙石、硼镁石、莹石等原料制成。玄武岩连续纤维的制造省去了多种原料配料过程,同时玄武岩在池窑熔化过程 中没有硼和其它碱金属氧化物析出,在池炉排放的烟尘中无有害物质。SiO 2是玄武岩连续纤维最主要的成分,占45%～60% [2] ,被称为网络形成物,它保 持了纤维的化学稳定性和机械强度;Al 2O 3的含量也较高,占12%～19%[2] ,提高了纤维的化学稳定性、 热稳定性和机械强度,为提高复合材料的力学性能 打下良好的基础;CaO 的含量为6%～12%[2] ,对提高纤维耐水的腐蚀、硬度和机械强度都是有利的; Fe 2O 3和FeO 的含量在5%～15%[2] ,含铁量高,使纤维呈古铜色;另外,玄武岩纤维中还含有Na 2O ,K 2O ,MgO 和T iO 2等成分,对提高纤维的防水性和耐 腐蚀性有重要作用。 2　玄武岩连续纤维的物化性能 211　外观特性 玄武岩连续纤维外表呈光滑的圆柱状,其截面呈完整的圆形。这是由于纤维成形过程中,熔融玄武岩被牵伸和冷却成固态的纤维前,在表面张力作用下收缩成表面积最小的圆形所致。玄武岩连续纤维由于表面光滑,所以纤维之间抱合力非常小,并影响到与树脂的复合效果。但是光滑的表面,对气体和液体通过的阻力小,因此制作过滤材料比较理想。 由于玄武岩连续纤维光滑的外表而影响了与树脂的复合效果,因此对玄武岩连续纤维的表面修饰十分必要,纤维的表面处理可采用等离子法、机械处理、阴极氧化法、电晕放电法、辐射处理、活化热处理等方法。经处理后的玄武岩连续纤维表面粗糙度增

全球高强玄武岩纤维行业综述解读

全球高强玄武岩纤维行业综述 2012年02月23日【作者：赵春保】 一、前言 玄武岩纤维材料作为一种战略性新兴产业，由于规模产量太小，没有引起国家层面上的足够重视。这也让从事该项工作研究开发的人很是着急，据说有个别专业从事玄武岩纤维材料研发的企业负责人在时值全国两会召开之际，呼吁国家能够关注玄武岩纤维材料产业的发展，对产业进行扶持，让这个绿色环保的新型材料早日发挥作用。日前，工业和信息化部发布了《化纤工业“十二五”规划》，规划中也提到了连续玄武岩纤，《规划》提出，“十二五”化纤工业将继续保持增长态势，到2015年，化纤产能达到4600万吨、产量4100万吨，化纤占纺织纤维加工总量比例达到76%左右，化纤工业增加值年均增长8%。《规划》明确了优化产品结构、大力发展高性能纤维的目标，并提出要提高差别化纤维品种比重，满足差异化、个性化需求。到2015年，化纤差别化率提高到60%以上；高档面料及制品用化纤自给率达到85%；产业用化纤比例达29%；以弥补棉花不足为主要目标的高仿真、超仿真纤维占化纤总产量的15%。提升高性能纤维产业化能力，到2015年，国内高性能纤维总产能达到16万吨左右。高性能纤维包括芳纶1313、芳纶1414、超高分子量聚乙烯、连续玄武岩纤维、碳纤维、聚苯硫醚、高模高强聚乙烯醇纤维、聚酰亚胺、聚四氟乙烯等。确实，玄武岩纤维已经名副其实的成为国际市场上第四大高强高模纤维。 二、2005-2012年世界上部分地区玄武岩纤维的产能与技术研发实际情况 目前，全世界能够稳定生产的连续玄武岩纤维生产线约15条，产量不超过一万吨，我国产能约占将近半壁江山了。如2009年11月，中国河北通辉科技与中国航天科技集团所属的四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司进行全面合作，2010年底，总投资8700万元的一期1000吨/年连续玄武岩纤维生产线全面投产。目前，该公司二期5000吨/年玄武岩连续纤维生产线也在积极筹备中。随着对玄武岩复合材料的研发不断取得进展，成本会逐渐降低，应用领域也会越来越宽。其实，最近两年来，国内地区一些研究人员依然对玄武岩连续纤维的研发有着浓厚的兴趣，个别厂家也对该产品的项目上马表示乐观。因为玄武岩纤维性能类似于碳纤维和玻璃纤维，但其物理化学性能却强于玻璃纤维，其价格低于碳纤维，还具有防火阻燃的功能。它是一种优良的矿物纤维原材料，被看作最佳的石棉替代物，近年来受到国内外业界的高度重视。但

玄武岩纤维水泥混凝土应用技术说明材料

玄武岩纤维水泥混凝土应用技术手册

玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶

劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。 （3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T 776.1-2010）交通部标准的实施，玄武岩纤维在水泥混凝土中的得到了全面的应用。短切玄武岩纤维的指标应满足上述标准的要求，具体见下表： 表2.3.1 短切玄武岩纤维的性能指标

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较 在全球的大部分国家中都可以找到坚硬而致密的火山岩。玄武岩作为一种火成岩，它是从熔融状态下演变而成。玄武岩通过浇铸工艺制成瓦及板用于建筑市场已有多年历史。此外，在工业用途方面浇铸的玄武岩钢管内衬也有很高的耐磨性。玄武岩在粉碎状态下还可以用作混凝土的集料。 后来，采用天然耐火玄武岩挤出的连续纤维，在几乎所有的用途方面都可以用来替代石棉纤维。近十年，玄武岩纤维已成为增强复合材料的竞争性材料。这一姗姗来迟的产品的支持者声称他们产品的性能与S-2玻璃相似，其价格则介于S-2玻璃和E玻璃之间，甚至有可能成为碳纤维的较为便宜的替代品。 法国的Paul Dhe是第一个有从玄武岩挤出纤维的想法的人。他在1923年申请了一项美国专利。大约在1960年，美国和前苏联都开始研究玄武岩的用途，尤其是在军事硬件如火箭上的用途。 在美国西北部，集中了大量的玄武岩层。华盛顿州立大学的R.V.Subramanian对玄武岩的代学成份、挤出条件和玄武岩纤维的理化特性进行了研究。欧文斯科宁(OC)公司和其他几家玻璃公司都进行了一些独立研究项目,并取得了一些美国专利。大约在1970年前后,美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究,将战略重心定于其核心产品,研发出了包括OC公司的S-2玻纤在内的许多更好的玻璃纤维。与此同时,东欧方面的研究工作仍在继续,自上世纪50年代在莫斯科、布拉格和其他地区从事这方面研究工作的独立机构被前苏联国防部收归国有,集中于前苏联乌克兰的基辅附近的研究院和工厂进行研制。1991年苏联解体后，苏联的研究成果被解密，开始用于民用产品。 今天，玄武岩纤维的研究、生产和大部分市场化的努力都是基于那些曾与苏维埃集团结盟的国家的研究成果。目前生产和销售玄武岩的公司有：Kamenny Vek 公司（俄罗斯）、Technobasalt公司（乌克兰）、横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司（简称GBF）和玻璃钢及纤维研究院（乌克兰）。 Basaltex公司是比利时Masureel Holding公司的子公司，它和美国Sudaglass Fiber Technology公司分别向欧洲和北美市场提供织造和非织造玄武岩纤维增强材料。 玄武岩纤维是采用在许多方面类似于玻纤拉丝的连续方法制造而成。首先需要将开采出的玄武岩进行粉碎处理和洗涤，然后装入与投料机相连的料仓内，由投料机将原料投入到用天然气加热的窑炉的熔化部。实际上这一过程比生产玻璃纤维要简单，因为玄武岩的成份更不复杂。一般玻璃成份中除50% SiO2外，其他成份还包括氧化硼、氧化铝和/或其他几种材料。这些材料在进入窑炉之前必须分别投入称量系统。不同于玻璃，玄武岩纤维不含第二种原料。生产过程只需要一条单独的投料线将粉碎的玄武岩送入熔窑。换言之，玄武岩纤维制造商对玄武岩原料的纯度和稳定性的直接控制工作更少。虽然玄武岩和玻璃都是硅酸盐，但熔融玻璃冷却后形成非晶状固体，而玄武岩具有晶体结构。玄武岩含有三种硅酸盐矿物质：斜长石、辉石和橄榄石。斜长石为一些由硅酸钠和硅酸钙组成的三晶长石。辉石为含有镁、铁、钙三种金属氧化物中任意两种氧化物的晶体硅酸盐。橄榄石是含有硅酸镁和硅酸铁的硅酸盐。这种成份变异意味着构成玄武岩的矿物水平和化学组成可以因地域关系存在很大差别。甚至于岩浆在接近地表时的冷却速率也会影响到晶体结构。Basaltex公司负责研发的人士指出，尽管能够从世