Главная » Технологии » История создания базальтового волокна
24

История создания базальтового волокна

Интерес к базальтовому волокну возник еще в двадцатых годах прошлого века. В то время американская компания Johns-Manville Corp., которая занималась производством стекловолокна, попробовала заменить стекло базальтом.

Ей даже удалось наладить производство дискретного волокна (базальтовой ваты). Однако создание непрерывного базальтового волокна НБВ оказалось совсем непростой задачей.

В 60-х годах одновременно в СССР и США начались исследования в области промышленного производства непрерывного базальтового волокна. Но спустя некоторое время американская компания Owens Corning отказалась разрабатывать эту проблему и сконцентрировалась на специальных высокомодульных стеклах. На территории СССР, преимущественно в Киеве (Украина) исследования продолжались вплоть до распада Советского Союза.

Хронология исследований:

1974 год. На базе киевского Института проблем материаловедения была организована «Лаборатория базальтовых волокон» — научное подразделение, занятое только исследованиями и разработками в области базальтовых технологий и оборудования. Под руководством энтузиастов базальтовых технологий, Дмитрия Джигириса и Марии Маховой, сотрудники лаборатории занимались супертонкими и тонкими волокнами и материалами на их основе, в сферу их интересов также входило НБВ.

1985 год. Исследования и эксперименты заняли около 20 лет и как раз к началу перестройки удалось получить настоящее НБВ. В городке Беличи под Киевом, на заводе «Теплозвукоизоляция», была построена первая промышленная установка и началось производство НБВ.

Установка по производству НБВ представляет собой камнеплавильную печь с двумя фидерами, в которых устанавливали платинородиевые струйные фильерные питатели. Создание фидерной установки стало большим достижением, с этого момента НБВ начали производить в промышленных масштабах. Качественные волокна диаметром от 8 до 13 микрон использовали для текстильной переработки.

Однако наряду с преимуществами первые установки обладали и недостатками. В первую очередь — это высокая энергозатратность, а также большая масса фильерных питателей и достаточно низкая производительность. Главным потребителем базальтовой продукции была военная индустрия, а на армию денег не жалели.

Волокно базальтовое ДСТУ БВ. 2.7-94-2000 (ГОСТ 4640-93) Источник: zaomineral.narod.ru

Волокно базальтовое ДСТУ БВ. 2.7-94-2000 (ГОСТ 4640-93) Источник: zaomineral.narod.ru

1990-1992 года. Фидерные установки были построены в Судогде (Владимирская область), в Грузии (Рустави) и в Казахстане.

Основными производителями НБВ в мире стали фидерные установки в Киеве и Судогде. Начался экспорт НБВ и материалов на его основе в страны Европы, США и Канаду. Научно-исследовательские институты Киева и Москвы, заводы по производству стекловолокна в Бердянске и Судогде занимались разработкой материалов на основе НБВ, а именно разнообразных тканей, композиционных материалов, армирующих сеток, арматуры, труб, электроизоляционных материалов и т.д. Это был период распада Советского Союза, централизованное финансирование прекратилось, начали дорожать энергоносители.

1997 год. В советское время стоимость газа и электроэнергии была очень низкой, так что разработчики фидерных установок не обращали внимания на стоимость энергоресурсов. Но с ходом времени эта проблема стала во главу угла. Начались работы по созданию нового поколения – более экономичных и легких модульных установок.

Фильерный питатель. Источник фото: zaomineral.narod.ru

Фильерный питатель. Источник фото: zaomineral.narod.ru

В ноябре 1999 года запустили первую модульную установку НБВ-1, фильерный питатель которой весил 1780 грамм. Для сравнения – первые питатели весили 3400 грамм.

2000 год. Было создано совместное украино-японское предприятие ЗАО «НТВ», которое занималось производством автомобильных глушителей для компании TOYOTA. Тогда же были разработаны промышленные модульные установки НБВ-2 на два фильерных питателя.

Однако в XX веке так и не смогли создать высококачественное базальтовое волокно, которое смогло бы превзойти стекловолокно одновременно по стоимости производства и механическим характеристикам. Для этого послужили следующие причины:

1. Базальтовое волокно не удалось производить по тем же технологиям и с теми же режимами, что и стекловолокно. Химический состав этих материалов несколько отличается, кроме того, температура плавления базальта на 200 градусов превышает стекло. Из-за этого пришлось разрабатывать новые печи и питатели. Например, для производства стекловолокна используют питатели с несколькими тысячами фильер, а для базальтоволокна – только 200 фильер. В результате, чтобы изготовить ровиг высокого класса приходится тростить волокно, что приводит к разнодлинности, которая негативно влияет на механические свойства продукта.

2. В то время еще не были разработаны составы специальных замасливателей для базальтового волокна. Замасливатели необходимы для смазки на этапе производства, переработки, а также они помогают совместить волокна с различными матрицами, в первую очередь эпоксидной, винилэфирной и полиэфирной смолами.

3. Первое оборудование работало нестабильно, что приводило к обрывам во время вытяжки и неточным параметрам волокна. В результате производителям приходилось склеивать и сплайсировать, что также снижало механические свойства.

Таким образом, в конце XX века качество базальтовых волокон было очень
низким,продукцию использовали в основном в теплоизоляции и огнезащите – сферах, нетребующих высоких механических свойств.

Ситуация качественно изменилась только в 2000 годах, когда были построены новые
предприятия, действующие на основе новых совершенных технологических процессов,
использующих современные замасливатели и печи с питателями на 400-800 фильер.

Базальтоволокно, выпускаемое на современных предприятиях, недорогое, обладает высокими механическими свойствами, отличной адгезией к смолам и низким уровнем разнодлинности.

О Olga Yurchenko

Olga Yurchenko
x

Читайте также

DIN_Innovation_Award_basalttoday

Контрольная аппаратура от Textechno награждена DIN Innovation Award

Очередной награды удостоилось оборудование DRAPE TEST для оценки композитных тканых и негофрированных полотен, а также ...