玻璃纤维产业创新带来大变化

玻璃纤维应用广泛，随着“中国制造2025”国家战略的实施，在新能源开发、汽车轻量化、油气远距离输送等重大技术和工程领域，都需更高性能的增强纤维作为基础材料予以支撑。然而，在玻璃纤维产业领域尚存在一些技术难点和问题，严重阻碍了玻璃纤维应用领域的进一步扩展和大范围应用。巨石集团研发的“高性能玻璃纤维低成本大规模生产技术与成套装备开发”项目解决了这一技术难题，获得了2016年国家科技进步二等奖。

众所周知，在玻璃纤维产业领域，传统E玻璃纤维强度和模量低，性能不能满足使用要求，现有高性能玻璃纤维中，高模量M玻璃纤维，强度低，目前未实现产业化，而高强S玻璃纤维，生产难度大，难以规模化生产。因此，亟待开发高模量、高强度的高性能玻璃纤维，并大规模生产。这对于推动玻璃纤维以及复合材料行业技术进步至关重要。高性能玻璃纤维配方，是该项目的核心技术。项目组开发研究了“三元混合碱土效应技术”，首次在玻璃纤维领域应用钙、镁、锶三元混合碱土效应，也是首次将锶引入三元体系。通过大量实验确定了氧化钙、氧化镁、氧化锶比例，使大小不同的离子做最紧密堆积，从而提高玻璃纤维的力学性能，使玻璃纤维的强度达到2600-2800MPa，模量达到88-91GPa。并引入Li2O降低熔体粘度，研发高COD还原性硫澄清技术，降低液相线温度、提高吸热率，降低熔制难度。

同时，通过纵向双H通路结构、立体式纯氧燃烧技术、错位矩阵式电助熔熔制技术和智能化成套装备等开发超大玻璃纤维池窑拉丝生产线，极大地提高了劳动生产率。与传统的横向结构相比，通过梯级沉降和变截面等技术，使玻璃纤维单条作业通路的炉位增加到32个，单窑年产能达12万吨，达到世界一流水平。攻克了玻纤高性能与规模化的核心技术瓶颈，实现高性能玻纤的大规模低成本生产。其中窑炉规模、单通路炉位数国际领先。授权专利36项，含美国等国际发明5项，国内发明17项。主持或参与制定国家标准3项，行业标准4项。

此外，项目还通过使用高熔成率矿物原料、固废原料、无硼无氟配方原料，从源头上控制含硼含氟污染物的产生，并使成本降低约三分之一，通过余热利用、中水回用等绿色技术进一步降低消耗，提高绿色生产水平。

据了解，该项目在巨石集团桐乡、九江、成都三大生产基地全面推广，已在15条生产线推广应用3年以上，并建成埃及示范线，实现我国玻纤行业首次国外技术输出。目前，产品已实现了大规模推广应用，在风电领域，用项目产品生产的玻璃纤维织物，通过了西门子最严格的疲劳测试，疲劳性能高出要求标准15%，这意味着叶片使用寿命可提高15%。与此同时，该项目也为巨石集团带来了经济效益，2013年至2015年，项目产品新增销售173.2亿元，净利润21.5亿元，税收16.7亿元，出口创汇11.7亿美元。

“这一项目成果的推广应用对推动我国玻璃纤维工业结构调整、节能减排、引领行业进步、提升下游复合材料产品性能具有重要意义，有利于提高我国基础材料制造水平。”项目第一完成人巨石集团董事长兼CEO张毓强说。