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第五届全国覆铜板技术·市场研讨会 论文·报告集 大会录用论文
玻璃纤维行业生产与技术发展趋势
危良才
连续玻璃纤维自从20 世纪30 年代末期在美国问世以来,经历了65 年的坎坷发展历程。
连续玻璃纤维是一种人造无机纤维,是现代非金属材料家族中具有独异功能的材料和新型结
构材料。由于它的主要原料是叶腊石、石灰石、硼钙石、萤石及硅砂等天然矿石,所以它与金属
纤维、棉纤维及其它人造有机纤维对比,具有耐高温、抗腐蚀、强度高、比重小、吸湿低、延伸
小及电绝缘性能好等一系列优异特性,使其在机械、电气、光学、耐腐蚀、绝热及吸声等方面发
挥出无可比拟的性能,随着世界科学技术水平的不断提高与发展,其在国民经济各工业部门中的
应用已遍及电子、电气、通讯、机械、冶金、化工、建筑、车船、航空、航天、信息、环保、能
源及遗传工程、微电子技术等高新技术领域。
连续玻璃纤维生产工艺,可分为坩埚法拉丝工艺及池窑拉丝工艺两种。
坩埚法拉丝工艺被称为二次成型工艺。即先把玻璃配合料经高温熔化制成玻璃球,再将玻璃球
二次加热至熔化,再高速拉制成一定直径的玻璃纤维原丝。这种生产工艺工序繁多。又由于玻璃
球二次加热熔化,给生产及产品带来很多弊端,诸如能耗高、成型工艺不稳定、产品产量、质量
不高、劳动生产效率低。使生产规模和自动化水平受到一定限制。因此,目前在国外,除少量特
种玻璃纤维还沿用这种生产工艺外,大规模工业化生产品种,已基本上淘汰了这种生产工艺。
另一种为池窑法拉丝工艺,又被称为一次成型工艺。这种生产工艺是将各种玻璃配合料在池
窑熔化部经高温熔成玻璃液,在澄清部排除气泡成为均匀的玻璃液,再在成型通路中辅助加热,
经池窑漏板,高速拉制成一定直径的玻璃纤维原丝。一座窑炉可以通过数条成型通路,安装上百
台拉丝漏板同时生产,美国当今最大的一座池窑年产量高达6 万吨。
显然,这种池窑拉丝工艺温度控制合理,节约能源消耗,也使生产工艺稳定,使产品产量、质
量得以提高。采用这种池窑法拉丝工艺能实现大规模化工业生产,并容易实施最先进的全自动控
制技术,使劳动生产效率得以大幅度提高。因此,池窑法拉丝工艺已经成为当前国际上的主流拉
丝工艺。用这种方法生产的玻璃纤维总量约占全球总量的85~90 %。
我国连续玻璃纤维按玻璃成分划分主要分为无碱(国际上称为E 玻璃)、中碱(国际上称为C
玻璃)及特种玻璃纤维三大类。特种玻璃纤维又包括高硅氧、高强度、高弹性模量、耐辐照、半
导体、低介电、光学及耐碱玻璃纤维等多种。
无碱玻璃纤维是指碱金属氧化物含量小于 1%的铝硼硅酸盐玻璃成分。这种玻璃成分最初是
为电气应用研制的,但发展到今天,已经远远超出了电气应用范围,成为一种通用配方。目前全
球约有90 %以上的玻璃纤维采用的是这一配方。
我国玻纤工业最初采用的无碱配方,其碱金属氧化物(R2O )<2 %。后来根据电气绝缘材料
工业部门提出的要求,又改为<0.5 %。70 年代后期,为降低原材料成本,再将玻璃中的B O 含
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量从10%降低到8.5 %,一直沿用到今天。主要用作电气绝缘材料。
中碱玻璃纤维是一种钠钙硅酸盐玻璃成分,与国外的C 玻璃成份近似。中碱玻璃纤维的主要
原料有石灰砂、钠长石、石灰石、白云石和纯碱。除纯碱是化工原料外,其它原料均为天然矿石,
来源丰富,价格便宜。中碱玻璃纤维不能用于电气绝缘,主要用作对强度要求不高的其它工业应
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第五届全国覆铜板技术·市场研讨会 论文·报告集 大会录用论文
用领域。
1、概况
世界玻璃纤维的“祖师爷”是美国。1926 年起,美国欧文斯·伊里诺玻璃与科宁玻璃公司联
手合作研制玻璃纤维。两家公司于 1938 年 11 月成立了合资企业,即延续至今的欧文斯·科宁玻
璃纤维(简称OCF )公司,开始了高级连续玻璃纤维的大规模工业化生产。至此,世界玻璃纤维
工业正式诞生。
1939 年国外E 玻璃(电绝缘)玻璃纤维研制成功。1959 年,美国OCF 第一座池窑拉丝投入
生产。次年
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