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

На Index 17 приедет система аэроформования нетканых материалов

На Index 17 представят технологию аэроформования нетканых материалов

Система Lap Formair может производить нетканые материалы из натуральных волокон или продуктов переработки промышленных и ...