玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料。該材料的絕緣性、耐熱性、抗腐蝕性、機械強度都非常高，常用作復合材料中的增強材料、電絕緣材料和絕熱保溫材料、電路基板等國民經濟各個領域，是國家重點鼓勵發展的新材料產業。在石油、化工、建筑、環保以及航空、國防等領域廣泛應用。

未來兩年，玻璃纖維新一輪穩定增長的窗口開始打開。

玻璃纖維的分類

玻璃纖維生產工藝

玻璃纖維生產工藝流程圖

一、原料加工

玻璃纖維的生產離不開非金屬礦的參與，主要以葉臘石、石英砂、石灰石、白云石、硼鈣石、硼鎂石六種礦石為原材料。據全國礦產資源儲量匯總表（國土資源部2016年5月），截止2015年底，全國葉臘石礦石查明資源量9998.97萬噸。石灰石、白云石、硼鈣石、硼鎂石等礦石資源豐富。

選擇原料要注意哪些問題？

1、原料粉體的均化

粉體的均化可由多種形式來進行，常用的方法有三種：①機械均化②重力均化③氣力均化。

2、原料粉體需要控制以下幾個要素：

①均勻度；②化學成分；③含水率

二、配合料制備

1、配料工藝流程

E玻璃粉料特點是干燥的微粉，流動性好，在配制上要求全密封運行，防止粉塵飛揚。物料輸送采用氣力系統；稱量采用電子稱；混合多數采用氣力混合混合輸送設備。物料的輸送、稱量、混合、直至發送到窯頭倉可連續、自動完成。配料生產工藝主要由上料、稱量和混合、輸送三部分組成。

2、主要配料主設備

①氣力發送罐（單倉泵）；②螺旋給料機；③氣力混合罐；④雙向分配器；⑤電子稱。

此外，配合料制備還有質量檢測內容（均勻性能檢測、COD值控制）、配合料控制系統等問題。

三、玻璃纖維的熔制

玻璃纖維的熔制過程是指配合料在高溫下經過硅酸鹽反應、熔融再轉化成均質玻璃液的過程。

熔融是指配合料反應后固相相融的過程；澄清是指從熔融的玻璃中排除氣泡的過程；而均化是指把線道、條紋以及節瘤等缺陷減少到容許程度的過程，也是把玻璃的化學成分均化的過程。這些過程是分階段交叉進行的。

四、玻璃纖維的浸潤劑

在玻璃纖維拉絲過程中，需要在玻璃纖維表面涂覆一種以有機物乳狀液或溶液為主體的多相結構的專用表面處理劑。

作用：有效潤滑玻璃纖維表面；將百根乃至數千根玻璃纖維單絲集成一束；改善玻璃纖維的表面狀態；提供進一步加工和應用所需特性；使玻璃纖維獲得與基材有良好相容性及界面化學吸附性能。

1、浸潤劑的分類

增強型浸潤劑、紡織型浸潤劑、增強紡織型浸潤劑

2、浸潤劑的組分

浸潤劑是多種有機物和無機物混合而成的體系，從外觀看，可以是深液、乳狀液、觸變型膠體或膏體。因其作用和性能多樣，其組分相當復雜。其配方包含的主要組分和輔助組分如下：

主要組分為：①偶聯劑；②成膜劑；③潤滑劑；④抗靜電劑

輔助組分為：①潤濕劑；②pH值調節劑；③增塑劑；④交聯劑；⑤防腐劑或殺菌劑；⑥消泡劑；⑦顏料

五、玻璃纖維的成型

高溫粘性的玻璃液呈滴狀從漏嘴流出后，被下面的拉絲機以一定的恒定速度牽伸并固化成一定直徑的連續玻璃纖維。在漏嘴出口下部，由于玻璃液的表面張力和牽伸力的平衡，形成一個形狀如新月形的直徑漸漸變細的部分，叫做絲根。由漏嘴出口直到最終直徑不變的纖維，這段距離叫纖維成型線。包含這段纖維成型線的區間叫纖維成型區。在漏嘴出口到拉絲機上纖維卷取點的距離叫拉絲作業線，這段距離視工藝要求可以人為地規定得長些或短些。

六、原絲烘干

為了減輕纖維與集束器和排線器等的接觸摩擦，并保護纖維的原形以及賦予纖維某些特殊性能，在拉制成型過程中必須對纖維外表面通過涂油輥或槽輪涂覆浸潤劑。這種浸潤劑可分淀粉型和增強型兩大類，前者用于紡織砂，后者用于增強型制品。他們通常都是水乳液。該液除了潤滑、粘結等主要組分外，其余80%以上是水。一般一個原絲餅所含的水分大約是其總重量的8%~14%。這些水分對后道加工工序和制品有不利影響，因此必須除掉。

對非增強型普通玻纖原絲，原絲含水量允許大一點，而且原絲從拉絲、退并、整經、織造等多種工序經過的時間較長，所以只需要通過自然干燥就可滿足生產工藝和制品的要求，具體的做法是將原絲掛在小車上，放在常溫室內1~2天讓其自然干燥。原絲也可以在退并時用熱風（30~40℃）吹烘。

對增強型玻纖原絲含水量必須控制在一定的范圍，一般含水率在0.1%左右，有的達0.07%以下。用自然干燥難以實現上述要求，這就必須采用專用的烘干設備給予人工干燥。

1、增強型玻纖原絲的烘干目的主要有兩個：

①去除原絲絲餅內的水分，使其含水率達到規定的指標；

②浸潤劑中粘結劑經過加熱熔融后，轉為聚合、交聯、成膜，使原絲性能得到改善。

2、原絲烘干過程

玻纖原絲線在烘干爐內的烘干過程大致可分為兩個階段：

（1）預熱：預熱溫度設定為105~120℃，預熱時間1.5~3h。

（2）烘干：烘干溫度、時間由各類增強性玻纖原絲和其相應的浸潤劑要求而定。烘干溫度在120~135℃范圍，烘干時間在8~18h。

3、影響玻璃纖維原絲烘干的因素有：

溫度、風量、相對濕度、原絲絲餅厚度及其排列、浸潤劑、原絲Tex、烘干方式

4、烘干爐種類

（1）間歇爐；（2）蒸汽隧道爐；（3）微波隧道爐

5、烘干爐的組成

（1）熱源部分；（2）爐體結構；（3）熱風循環系統；（4）溫度控制系統；（5）排氣系統；（6）大型隧道式烘干爐還有傳動裝置

玻璃纖維產品的應用領域

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