國內外玄武巖纖維發展現狀

玄武巖纖維是以天然玄武巖石料為原材料，在1450～1500 ℃下熔融后通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維。其拉伸強度和機械強度優異，彈性模量高，導熱系數低，吸音系數高，可用于建筑、交通、電子及航空航天等領域。

比利時Basaltex公司開發了新型玄武巖纖維復合材料，并成功試用于高鐵結構件上。將該加工工藝結合EconCore公司的專利技術可制成“玄武巖纖維蜂窩結構材料”，該防火夾芯板采用玄武巖纖維與聚糠醇生物樹脂（100%甘蔗廢料）和回收聚酯制成，可用于面板、隔板、地板、桌子等。玄武巖纖維的熱固型蒙皮可在高溫下固化成型，成型時間短，有利于自動化生產。

美國玄武巖纖維生產商Mafic與TMG材料集團合作，計劃擴大熱塑性玄武巖纖維復合材料在汽車領域的應用，并應用于結構件，也可應用混雜復合材料。專家認為，玄武巖復合材料比玻璃纖維復合材料（GFRP）更具可持續性，且最終會實現成本、質量和可持續性的協調統一。

玄武巖纖維是我國目前產量最大（2020年產量約3萬t）的無機高性能纖維，有20多家生產企業，其中以四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司和浙江石金玄武巖纖維股份有限公司為龍頭，但近年來涌現出一批新興加工企業。在生產技術方面，已有幾家大企業向大型池窯、多紡位和大漏板方向發展，實現了生產高效化、產品低成本化和低離散系數。

四川省玻纖集團股份有限公司于2017年開始建設3000 t/a的池窯法玄武巖纖維生產線，2020年5月建成1萬t/a的采用電氣混合純氧燃燒的單元池窯拉絲法示范項目并投產，此外投資1億元，在德陽金山工業園建設1萬t/a的玄武巖纖維復合材料生產線。該公司還計劃投資5.3億元建設3萬t/a的全球最大玄武巖纖維生產線。其中，一期1萬t/a的單元窯共有24個漏板，技術特點是將85%的玄武巖礦添加其他組分，通過微調達到設定的最佳配方，使原料穩定，同時通過加工成粉末使其熱穿透性好，并能自動控制黏度－溫度關系。漏板孔數1200～2400，2020年3月起該公司自己的漏板加工廠投產，且擁有表面改性技術，擬打造世界最大玄武巖纖維研發生產基地。二期工程擬建2萬t/a的大型生產線，窯爐面積全球最大，共有48個漏板，預計2023年建成投產。產品應用領域包括短切纖維增強瀝青道路、復合板材、拉擠型材、模壓復合材料，以及與中國海洋大學合作開發的用于海島工程的混凝土補強材料等。

四川謙宜復合材料科技有限公司自動化程度較高，產品離散系數小，成本接近于玻璃纖維。其產能為3500 t/a，但公用工程按6萬t/a預留，便于今后擴大至經濟生產規模（3萬t/a）。該公司計劃在河南鄭州和遼寧撫順各建產能為1萬t/a的工廠。此外，江蘇天龍玄武巖連續纖維股份有限公司作為我國最早實現玄武巖纖維產業化的企業之一，依舊選用純天然玄武巖拉絲法，最大漏板孔數為800，最細單絲直徑為5.5 μm，強度3500 MPa，模量90 GPa；吉林通鑫玄武巖科技股份有限公司也是我國較先進的大型玄武巖纖維生產企業，已形成拉絲設備80臺（套），產能1.2萬t/a，單絲直徑7～20μm，該公司曾先后與吉林大學、北京工業大學、西澳大學、德國開姆尼茨科技大學、第一汽車集團等合作，探索玄武巖纖維及其復合材料在汽車及軌道交通領域的開發應用。

近年來，我國玄武巖纖維的基礎研究和新產品開發不斷取得突破。如東南大學研究的高模量（＞93 GPa）玄武巖纖維的化學組分為：SiO2含量43%～52%，Al2O3含量13%～27.5%，MgO含量4.5%～14%，CaO含量2.06%～6.5%，Fe2O3＋FeO合計8.17%～13.65%，Na2O 含量0.53%～3.3%，K2O含量0.41%～2.16%，TiO2含量0.81%～8.26%。北京航空航天大學發明了一種中空玄武巖纖維的制造方法和裝置，拉絲漏板包括本體、過濾網和針芯組件，漏板本體有腔室，里面有位置相對的開口和底壁，濾網設于開口處，濾網通孔與腔室連通，底壁設有安裝孔，針形組件置于安裝孔處，紡出的中空纖維具有較低的相對成本。中科院新疆理化技術研究所在纖維制備過程中對其涂覆納米導電浸潤劑而制得導電玄武巖纖維，這種功能浸潤劑分散穩定性良好，導電率超過200 μS/cm，可使玄武巖纖維的電導率超過10 S/cm，單絲拉伸強度提升20%，同時該所還研究了以玄武巖纖維織物為原料、通過化學氣相沉積法（CVD）在其表面直接生長CNT，由它制成的樹脂基納米復合材料具有良好的電磁波屏蔽功能。

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