玄武巖纖維在產(chǎn)業(yè)用無紡布領(lǐng)域的應(yīng)用

項目名稱：玄武巖纖維在產(chǎn)業(yè)用無紡布領(lǐng)域的應(yīng)用

項目描述：玄武巖纖維因其具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、性價比高等特點，其應(yīng)用研究越來越受到關(guān)注。隨著產(chǎn)業(yè)用無紡布的應(yīng)用范圍日益廣泛，玄武巖纖維在產(chǎn)業(yè)用無紡布領(lǐng)域的應(yīng)用具有廣闊的市場前景。

（1）過濾材料

無紡布過濾材料以玄武巖纖維針刺氈（見圖1）為主，這種材料具有獨特的三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、孔隙均勻分布、過濾性能好、成本低等優(yōu)點，主要用于炭黑、鋼鐵、有色金屬、化工、焚燒等行業(yè)的高溫?zé)焿m過濾。目前，高溫過濾領(lǐng)域所用的過濾材料的耐溫性能一般在250℃以下，由于炭黑、鋼鐵、有色金屬、化工、焚燒等行業(yè)放出的煙氣溫度高、含酸或堿性等物質(zhì)，高溫過濾領(lǐng)域使用的P84、PPS、芳綸等有機(jī)纖維已不能滿足高溫工況下過濾的實際需求，250~450℃的高溫?zé)煔獬龎m濾料為空白。玄武巖纖維因其具有良好的耐溫性能（-269~650℃）作為濾料有可能填補(bǔ)250~450℃的高溫?zé)煔獬龎m濾料的空白，同時，再加上它的耐酸耐堿和耐水性能，將是高溫腐蝕性氣體和煙層過濾，腐蝕性液體過濾的優(yōu)質(zhì)材料。

（2）保溫隔熱材料

玄武巖纖維本身不易燃燒、具有耐高溫（最高溫度650℃）、導(dǎo)熱系數(shù)低（0.03～0.038 w/m.°K）等特點，利用玄武巖纖維制作的針刺氈制品，將具有的保溫、隔熱的效果，可以將其用于管道各種發(fā)熱器件的保溫隔熱，可以用于汽車、摩托車的消音除塵器。同時由于針刺氈具有吸音、隔熱、減震、阻燃的作用，也可以用作汽車、火車、艦艇的車頂和車門的墊層、發(fā)動機(jī)車蓋（粘附于內(nèi)側(cè)）、發(fā)動機(jī)車廂間的隔板、行李箱的襯墊等。

（3）濕法薄氈

1）表面氈

表面氈是以玄武巖短切纖維或玄武巖短切纖維與其他短切纖維為主要原料，用造紙工藝方法生產(chǎn)的薄氈。玄武巖纖維表面氈具有纖維分散均勻、加工性能好、表面平整、尺寸穩(wěn)定、樹脂浸漬速度快、鋪覆性好、強(qiáng)度高、耐腐蝕等特點，它與樹脂復(fù)合，能賦予制品光亮平整的表面，同時提高了制品的層間剪切強(qiáng)度、耐候性、耐水性及耐腐蝕能力，廣泛應(yīng)用于管道、建筑、衛(wèi)浴、車船、環(huán)保等行業(yè)。目前，日本一家公司正在開發(fā)玄武纖維表面氈增強(qiáng)樹脂來制作汽車的殼體，他們對玄武巖纖維表面氈的性能進(jìn)行了測試，結(jié)果見表3，表明玄武巖纖維表面氈的力學(xué)性能好于玻璃纖維表面氈，玄武巖纖維表面氈在汽車領(lǐng)域具有巨大的市場。

2）增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料

玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯熱塑性復(fù)合材料，該復(fù)合材料將用于汽車、重型卡車、施工和農(nóng)機(jī)車輛，工業(yè)車輛的領(lǐng)域。

4）玄武巖纖維土工布

非織造玄武巖纖維土工布是以玄武巖短纖維為主要原料，經(jīng)開松、梳理、雜亂、鋪網(wǎng)、針刺等工藝生產(chǎn)而成。玄武巖纖維土工布具有優(yōu)越的透水性、耐用性、抗老化、高強(qiáng)度、高延伸率、高過濾性等特點，同時具有抗拉強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度高的力學(xué)性能，主要用于路基的加強(qiáng)、隔離、反濾及排水，廣泛用于運動場館、堤壩、水工建筑、隧洞、沿海灘涂、圍墾、垃圾處理場、高速公路及鐵路等工程領(lǐng)域。

將玄武巖纖維與有機(jī)纖維混雜開發(fā)土工布也是一個重要的發(fā)展方向。近兩年來，東南大學(xué)交通學(xué)院與浙江石金玄武巖纖維有限公司合作開發(fā)了“GBF玄武巖纖維聚酯防裂土工布”。該土工布是玄武巖纖維和聚酯纖維的混合物，主要特點是組合了玄武巖纖維高強(qiáng)度、耐久性好和聚酯纖維柔韌性佳的優(yōu)點。由玄武巖纖維和聚酯纖維混雜的土工布吸油性好，在快速吸收瀝青材料后，形成一個優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)層，具有防水、耐熱、耐化學(xué)腐蝕的優(yōu)異性能，還具有膨脹系數(shù)低，耐高溫和耐超低溫性能，克服了純聚酯纖維土工布有長期蠕變性的弱點。此外，該土工布還具有“可提高改性瀝青混凝土的施工溫度、防滲透性好、防止和延緩放射裂縫發(fā)生、可回收、老的路面粉碎后可再生利用”等特點?；祀s土工布在較高溫度下施工與瀝青組成復(fù)合層后，能大大提高瀝青路面的抗高溫、抗低溫、抗裂性能、抗疲勞性能和抗紫外線性能，達(dá)到延長瀝青路面使用壽命的目的。

GBF玄武巖纖維聚酯防裂土工布可應(yīng)用于：1）舊瀝青公路維修；2）瀝青路層面裂縫和半鋼性路基層裂縫的修補(bǔ)；3）新建工程和道路拓寬瀝青路面。其性能指標(biāo)見如下表：

表1 GBF玄武巖纖維聚酯防裂土工布的理化指標(biāo)
名稱		單位	指標(biāo)
面密度		g/㎡	120-150
厚度		mm	0.65-1．0
耐溫性		℃	≥230
斷裂強(qiáng)度	縱向	N/5cm	≥360
	橫向	KN/m	≥6
斷裂伸長率	縱向	%	≤4
	橫向

玄武巖纖維具有工作溫度范圍大（-269～650℃），與瀝青高溫拌合時，不受瀝青高溫拌合影響；高的拉伸強(qiáng)度和模量，可有效提高瀝青混合料的增強(qiáng)增韌作用；化學(xué)穩(wěn)定性好，抗老化性能好等優(yōu)點，玄武巖纖維土工布可以作為應(yīng)力吸收層、保溫層及防水層，專用于瀝青路面，如新建道路、舊路面的改造等，可有效防治瀝青路面反射裂縫，延長道路使用壽命。玄武巖纖維土工布具有吸濕率低、透水性好、防於堵的性能，它可以作為反濾材料，用于堤、壩、河及海岸石塊、土坡、擋土墻的濾層，防止砂土粒通過，而允許水或空氣自由通過。玄武巖纖維土工布的空隙小，可以防止相鄰的異質(zhì)土壤或填充料的相互混合，主要用于道路、堤壩、垃圾填埋場不同層結(jié)構(gòu)材料的分隔，等等。因此，土工布用于建筑道路、公路、高速公路、水利工程、碼頭工程、地面改造等領(lǐng)域，不僅能夠提高工程質(zhì)量，而且能夠延長使用壽命，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。