我国玄武岩纤维的发展现状及趋势

    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，因优异的力学性能、耐高温、耐酸碱、绝缘性及隔热隔音性，在军事、高温过滤等领域具有广阔的应用前景及发展潜力。

        玄武岩纤维于1840年在英国威尔斯试制成功。1922年法国人Paul提出了玄武岩连续纤维制造技术并获得专利，但并没有实质性的工业化生产；1954年苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发出了玄武岩连续纤维；1985年乌克兰纤维实验室建成投产第 1 台工业化生产炉，采用200孔漏板、组合炉拉丝工艺。前苏联于20世纪80年代中期投入工业化生产，90年代后期实现了工业化生产，并成为最大的玄武岩纤维生产和消费国。2019年，全球玄武岩纤维年产量约3万t，主要集中于乌克兰、俄罗斯、中国、美国、德国、比利时等国家，主要应用于军工、油气管道。

        相对而言，我国开展玄武岩纤维的研究较晚。20世纪90年代中期，南京玻璃纤维研究设计院最早开始超细玄武岩纤维研究，主要用于军工领域。2001年，哈尔滨工业大学的玄武岩纤维研究团队在成都航天基地建成单体炉纺丝装置；2003年底，国内第 1 家玄武岩纤维生产企业在上海成立；2004年我国玄武岩纤维开始在上海实现产业化，主要生产直径11μm以上的连续玄武岩纤维；2018年四川省玻纤集团有限公司成为全球首家成功采用池窑方式生产连续玄武岩纤维的企业，实现了产能8000t/a。

        经过几十年的发展，目前我国已经成为全球玄武岩纤维的主要生产国之一。据统计，2019年我国玄武岩纤维产量达1.42万t，国内市场规模超过1亿元。但我国各玄武岩纤维企业的生产工艺均有所差异。炉窑方面，目前国内玄武岩纤维的工艺路线主要有全电熔炉和气电结合炉两种。2020年四川谦宜复合材料有限公司的连续纤维生产实现突破，世界首创采用2400孔漏板拉丝技术。

        玄武岩纤维的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、保温、复合材料及航空航天领域；其次，热震稳定性好，在500℃下保持不变，在900℃时原始重量仅损失3%，可以用于高温、防火等领域。此外，玄武岩纤维化学稳定性好且碱性环境下强度保留率高，可以用于石油化工、环保等领域。目前，我国玄武岩纤维生产企业拥有的产品种类主要有单向布、防火布、复合筋、短切纱、网格布、缝纫线等。