玻璃纤维发展和应用概况

玻璃纤维发展和应用概况

玻璃纤维作为一种新兴工业，自20世纪30年代末期诞生以来，70年来有了很大发展。它的发展史是本身生产技术不断提高和产品应用领域不断扩大两大因素始终相互促进的过程。这个互动过程推动了玻璃纤维的生产总量和品种的快速增长（始终高于GDP平均增长速度），以及劳动生产率和产品质量的不断提高。

我国玻璃纤维工业进入21世纪以来，努力贯彻改革开放和科学发展方针。伴随国民经济持续高速发展和大型池窑拉丝新技术的突破，发展速度更快，已成为世界第一生产大国。下表展示了我国及国际玻纤发展概况。

当然，玻纤总产量的增加包含着对不断提高着的需求的满足。截止到2007年，全世界的连续玻璃纤维总销量已达400多万吨。

玻璃纤维应用开发的重点

玻璃纤维是一种人造无机纤维材料，其主要原料资源贮量大。它本身的表面积相当大，具有优越的比强度，还具有相当好的耐热性和物理化学稳定性，以及一定程度的功能可设计性，所以说它是不失为优良的功能材料和生态环境材料。可为营造节能、安全、舒适的居住环境出力。

由于玻璃纤维及其制品具有良好的防火、隔热、吸声、耐辐射、耐候、抗菌等特性，经过加工还有增强效果和织物感，再经涂覆处理与建筑涂料有较好的相容性，所以不失为一种新型的建筑材料。与其他一些新型材料匹配，玻纤完全可以为人类更节能、安全、舒适的居住环境作出贡献。一场建筑工程材料的变革正在酝酿。专家预测2000年～2010年，全球基础结构业（涉及建筑物、土木工程、港口、公用工程、混凝土维修与加固等领域）的纤维增强塑料（FRP）复合材料用量将增长525%以上。近年来许多玻纤企业为满足这方面的需求而积极研发，用于建筑工程的玻纤产品已成为不少玻纤企业的主要产品之一。目前已得到较广泛应用的产品有以下几类：

1.防水材料。玻纤作为防水基材，具有防水等级高、使用寿命长、节约沥青、施工方

便等特点。美国玻纤防水基材占总防水基材的60%以上，所用玻纤量占玻纤总量的30%左右。而我国目前玻纤毡、布防水基材每年只有2亿平方米左右，有很大开发潜力。用玻纤毡为基材的彩色沥青瓦重量轻、施工方便、寿命长、美观，近年来在我国迅速得到扩大应用。2002年施工面积为600万平方米，2006年增加到2100万平方米。

2.节能辅助增强材料。我国既有建筑面积420亿平方米，每年又竣工新建房屋面积20亿平方米以上，建筑能耗占总能耗的1/4以上，单位建筑面积采暖能耗是相近气候条件下发达国家的2倍～3倍，所以大力抓建筑节能已是刻不容缓的事情。国家正在推广执行50%建筑节能标准，并在一些大城市试行65%建筑节能标准。目前市场上在推广的一种典型建筑外墙保温是聚苯板玻纤网格布聚合物砂浆体系，较大量地使用涂层玻纤网布。玻纤网布也被用在块状建材的接缝处，防止涂覆面层开裂。玻纤网布还可用于大理石保护、马赛克背衬等辅助增强环节。玻纤网布这方面的年应用量在3亿平方米左右。

3.增强胶凝材料。

①我国菱镁矿已探明贮量有30亿吨以上，是世界第一。菱镁矿经煅烧后的活性氧化镁和卤水及其他添加剂凝胶成氯氧镁水泥，既耐热，又不燃，且制品成型工艺简单，成本低。用玻璃纤维对其增强可显著提高其抗冲击强度。增强的形式可将玻纤短切混入浆料中，或以网（毡）形放置于制品中面层，经增强使其具有类似木材的一些可加工性能。近些年我国菱镁行业在改进、稳定、规范氯氧镁工艺上取得很大进步。在此基础上还积极开发推广了板材、防火板、屋面瓦、砌块、通风管道、农用水槽、托盘、装饰板等建材产品及家具，建立了一些规模化生产线，并有部分产品出口韩国等，由此提高了对玻璃纤维的批量需求。有资料显示，这方面对玻纤的年需求会超过10万吨。

②土建工程增强材料。这方面近年来市场显示了较强要求，因此也带来了开发的活跃。主要有四个方面：一是将玻纤加工成格栅等土工织物，并经沥青处理，用于软路基高等级公路的沥青混凝土路面的增强防裂；二是玻纤和树脂一起加工成筋材代替钢筋，用于在沿海防盐腐蚀和需避免电磁干扰的结构（如一些仪器基础和需保密的隧道等隐蔽工程）中增强砼；三是用于建筑物和桥梁等构筑物的钢筋混凝土的裂缝补强基材；四是用耐碱玻纤增强低碱水泥非承重制品。

4.建筑装饰材料。玻纤通过被覆和复合形成多种建筑装饰材料，已经开发应用的主要有：

①玻纤墙布。玻璃纤维织物经处理作为室内墙布具有防火、可洗、不腐等特性，有织物感，美观，又与各种墙面和涂料较好的相容性，便于施工、更新。在欧洲，玻纤墙布广泛应用于公共建筑内装饰，如展厅、接待室、办公室、餐厅、旅店，以及卫生要求较高的医院、实验室等，也逐步用于住宅的起居室、厨房、盥洗室，年总用量约2亿平方米。我国年产墙布用玻纤约5000吨左右，用于出口和推进应用。

②轻型屋面的材料。这种材料包括玻纤织物涂覆聚氯乙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯等塑料制成的篷布，用于公共汽车站、飞机场、大型体育和展览馆、游乐场所等建筑物的顶篷。奥运场馆“鸟巢”和“水立方”都采用了进口的玻纤涂覆聚四氟乙烯膜材，说明目前国内对膜材的开发还未到位。另外，玻纤增强热固性或热塑性塑料的透明瓦和波形瓦可作仓库、车棚、暖房的顶部材料，年产量也有千万平方米。

③玻纤基遮阳的材料在日本、欧美市场有批量供应，呈增长之势。

④玻纤增强彩色塑料板和人造革做室内地面和墙面装饰材料，还被用来增强室内吸音吊顶材料。

⑤拉挤玻璃钢窗框。这是一种很有发展前途的制品，它既有钢窗、铝窗的坚固性，又有塑钢窗框的保温、节能、隔音性能，同时还具有经过热、冷后尺寸稳定、使用寿命长等优点。目前作为第五代窗框材料在迅速发展，国内有的企业正为国外加工玻璃钢复合门。

用于环境污染治理。

1.玻璃纤维制品作为过滤袋料，在含尘气体，特别是高温气体过滤、净化方面占有重要一席，已批量用于炭黑、水泥、冶金和热力工业，以及焚烧烟气等领域的除尘净化。德国水泥90%的废气是通过袋式除尘器净化的，这使水泥粉尘的散失量小于其产量的0.05%，很好地保护了当地的大气环境。日本玻纤滤袋在所有滤袋用量中占58%。我国随着对环境治理的要求提高（如烟气排放浓度已提到50mg/m3以下，甚至提出30mg/m3的标准要求），对滤袋量和质的要求也随之提高，例如原电收尘为主的一些场合逐渐改为袋滤或袋电结合。20万千瓦电厂和5000吨/日水泥生产线都已成功采用袋滤，所以近年来我国滤袋用量迅速增长，2003年接近2000万平方米，2005年为4000万平方米，2006年达6000万平方米，预测2010前年均增长率不会低于20%。玻纤滤袋有机织物（布及膨体纱布）、针