国内外玄武岩纤维发展现状

玄武岩纤维是以天然玄武岩石料为原材料，在1450～1500 ℃下熔融后通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。其拉伸强度和机械强度优异，弹性模量高，导热系数低，吸音系数高，可用于建筑、交通、电子及航空航天等领域。

比利时Basaltex公司开发了新型玄武岩纤维复合材料，并成功试用于高铁结构件上。将该加工工艺结合EconCore公司的专利技术可制成“玄武岩纤维蜂窝结构材料”，该防火夹芯板采用玄武岩纤维与聚糠醇生物树脂（100%甘蔗废料）和回收聚酯制成，可用于面板、隔板、地板、桌子等。玄武岩纤维的热固型蒙皮可在高温下固化成型，成型时间短，有利于自动化生产。

美国玄武岩纤维生产商Mafic与TMG材料集团合作，计划扩大热塑性玄武岩纤维复合材料在汽车领域的应用，并应用于结构件，也可应用混杂复合材料。专家认为，玄武岩复合材料比玻璃纤维复合材料（GFRP）更具可持续性，且最终会实现成本、质量和可持续性的协调统一。

玄武岩纤维是我国目前产量最大（2020年产量约3万t）的无机高性能纤维，有20多家生产企业，其中以四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司和浙江石金玄武岩纤维股份有限公司为龙头，但近年来涌现出一批新兴加工企业。在生产技术方面，已有几家大企业向大型池窑、多纺位和大漏板方向发展，实现了生产高效化、产品低成本化和低离散系数。

四川省玻纤集团股份有限公司于2017年开始建设3000 t/a的池窑法玄武岩纤维生产线，2020年5月建成1万t/a的采用电气混合纯氧燃烧的单元池窑拉丝法示范项目并投产，此外投资1亿元，在德阳金山工业园建设1万t/a的玄武岩纤维复合材料生产线。该公司还计划投资5.3亿元建设3万t/a的全球最大玄武岩纤维生产线。其中，一期1万t/a的单元窑共有24个漏板，技术特点是将85%的玄武岩矿添加其他组分，通过微调达到设定的最佳配方，使原料稳定，同时通过加工成粉末使其热穿透性好，并能自动控制黏度－温度关系。漏板孔数1200～2400，2020年3月起该公司自己的漏板加工厂投产，且拥有表面改性技术，拟打造世界最大玄武岩纤维研发生产基地。二期工程拟建2万t/a的大型生产线，窑炉面积全球最大，共有48个漏板，预计2023年建成投产。产品应用领域包括短切纤维增强沥青道路、复合板材、拉挤型材、模压复合材料，以及与中国海洋大学合作开发的用于海岛工程的混凝土补强材料等。

四川谦宜复合材料科技有限公司自动化程度较高，产品离散系数小，成本接近于玻璃纤维。其产能为3500 t/a，但公用工程按6万t/a预留，便于今后扩大至经济生产规模（3万t/a）。该公司计划在河南郑州和辽宁抚顺各建产能为1万t/a的工厂。此外，江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限公司作为我国最早实现玄武岩纤维产业化的企业之一，依旧选用纯天然玄武岩拉丝法，最大漏板孔数为800，最细单丝直径为5.5 μm，强度3500 MPa，模量90 GPa；吉林通鑫玄武岩科技股份有限公司也是我国较先进的大型玄武岩纤维生产企业，已形成拉丝设备80台（套），产能1.2万t/a，单丝直径7～20μm，该公司曾先后与吉林大学、北京工业大学、西澳大学、德国开姆尼茨科技大学、第一汽车集团等合作，探索玄武岩纤维及其复合材料在汽车及轨道交通领域的开发应用。

近年来，我国玄武岩纤维的基础研究和新产品开发不断取得突破。如东南大学研究的高模量（＞93 GPa）玄武岩纤维的化学组分为：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合计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%。北京航空航天大学发明了一种中空玄武岩纤维的制造方法和装置，拉丝漏板包括本体、过滤网和针芯组件，漏板本体有腔室，里面有位置相对的开口和底壁，滤网设于开口处，滤网通孔与腔室连通，底壁设有安装孔，针形组件置于安装孔处，纺出的中空纤维具有较低的相对成本。中科院新疆理化技术研究所在纤维制备过程中对其涂覆纳米导电浸润剂而制得导电玄武岩纤维，这种功能浸润剂分散稳定性良好，导电率超过200 μS/cm，可使玄武岩纤维的电导率超过10 S/cm，单丝拉伸强度提升20%，同时该所还研究了以玄武岩纤维织物为原料、通过化学气相沉积法（CVD）在其表面直接生长CNT，由它制成的树脂基纳米复合材料具有良好的电磁波屏蔽功能。

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