hb火博体育平台·“点石成金”！性能优异的玄武岩纤维隐藏着千亿级市场

　　玄武岩纤维作为我国四大纤维之一，同时是21世纪的绿色高新材料，具有非常广阔的市场发展前景，用其纺织、加工成的各种成型产品，被广泛应用航空航天、建筑环保、汽车船舶、体育等领域。

　　玄武岩纤维是以天然玄武岩石料（由地下岩浆喷出在地表冷凝后形成），在1450 ～1500 ℃下熔融后通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，具备优异的力学性能、耐高温、耐酸碱、绝缘性及隔热隔音性和天然的化学稳定性，是富集的、熔融的和质量均匀的单组元原料。

　　玄武岩纤维是一种非晶态无机硅酸盐物质，由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成，其中大量有害物质在火山的高温下挥发了，从物质自身的成分组成上是无污染且环保，且在正常生产加工过程中不产生有毒物质，无废气、废水、废渣排放，因而被称为21世纪无污染的“绿色工业材料和新材料”。

　　玄武岩纤维与玻璃纤维相比，在生产工艺及使用方面存在相似性，由于玄武岩矿石在形成的过程已经完成硅酸盐反应，因而相比玻璃纤维的生产而言，工艺流程更简短，生产过程碳排放大幅度降低；

　　在性能上，玄武岩吸音及耐热性能远大于玻璃纤维，较符合高刚度、轻量化、阻燃、低成本且不污染环境的要求，玻璃纤维在价格上具备优势；玄武岩纤维在强度、耐碱性和耐用性上弱于碳纤维，在价格上和环保性上优于碳纤维；在复合材料的应用上玄武岩纤维优于玻璃纤维和碳纤维。

　　玄武岩纤维从生产工艺上可分为池窑和单列炉，国家发改委在2023年7月14日发布了《产业结构调整指导目录（2023年本，征求意见稿）》中重点提出了玄武岩纤维产业发展应趋向于池窑拉丝技术；单列炉目前也有它独特的存在空间，在未解决大池窑大漏板成熟技术前，尤其是生产超细玄武岩纤维，几乎只能采用单列炉的形式生产，但作为未来发展的方向，也一定会通过更多的基础研究来达到粗纱池窑和超细纱池窑。

　　玄武岩粗纱主要用于土建交通、复合材料增强用填料、滤材等；超细纤维具有更小的直径和更高的强度，广泛应用于航空航天、特殊工况纺织材料、电子材料等领域。

　　玄武岩纤维的生产原料是天然的，具有丰富的产量储备，主要集中在四川峨眉山、河北蔚县和山东等地，但化学成分波动性较大，导致在制备中玄武岩纤维的性能本身会变得不稳定。

　　玄武岩纤维生产成本主要包括原辅材料、能源消耗、人力成本以及折旧与摊销四个方面，其中能源及人工成本目前大部分水平均占总体比重超过50%。

　　1、相较于成熟稳定的玻璃纤维行业（2022年全国产量：687万吨），玄武岩纤维行业单位产能非常低；

　　3、目前使用纯天然矿石生产纤维均采用200-800孔漏板，单个漏板产量低下，间接导致生产成本中能源、人工成本占比大。

　　玄武岩纤维进入大规模的市场化应用，前提条件是针对生产工艺的优化，从而带动成本的降低，同时生产高附加值产品，发掘玄武岩纤维性能优势，满足高端领域材料的需求。

　　目前，用玄武岩纤维纺纱编织成的防火布已经用于阻燃隔热防护服、灭火毯的制作，产品主要应用于消防、冶金、军工等行业。玄武岩纤维的潜在市场是替代玻璃纤维。在建筑加固领域上，玄武岩纤维性能接近碳纤维，价格却比碳纤维低几倍甚至几十倍，在国内的土木工程中可以部分替代价格昂贵的碳纤维用于结构加固补强，降低我国结构加固工程对碳纤维的依存度。在复合材料方面，它可以与各种树脂复合形成复合材料可作为结构材料的应用，可用于风机叶片、车船体结构、耐蚀耐压管道及储罐，以及印刷电路板基材等。

　　玄武岩在我国分布较广、价格便宜，其纤维制造成本低，相对化学纤维、玻璃纤维、碳纤维等有较为明显的综合优势，替代潜力大，是一种高科技含量和高附加值的新产品。

　　近些年，绿色防火隔热材料逐渐受到人们的关注。玄武岩纤维作为绿色材料，成为了防火隔热的首选材料，其具备质轻、防火、隔热、美观等特点。由玄武岩纤维织物层、耐高温橡胶层、聚酯纤维膜层、气相沉淀铝反射层和阻燃粘胶与Basofil混纺织物层组成的玄武岩纤维复合防火隔热材料拥有良好的阻燃隔热耐高温性能，在高温环境下，能够吸收一部分热量，隔热效果更好，同时不会燃烧，可以起到更好的防护作用，应用于消防、石油化工、军事和冶金等领域。

　　据东北大学高分子材料学院教授齐风杰介绍，利用玄武岩纤维制成的防火布，耐高温、隔热效果好，耐温可高达650℃，极限氧指数大于68，大大优于芳纶等有机纤维，特别适合制备工业用防火帘。玄武岩纤维防火布在1000℃火焰作用下，不会发生变形及爆裂现象，耐火时间可以保持在1 小时以上。在潮湿、蒸气、烟雾、含化学气体的环境下同样可以起到防护作用。此外，如果将玄武岩纤维与纤维混纺，可制成更高规格的阻燃防火布面料，用于特种部队相关装备具有明显优势。

　　从目前市场应用来看，国外一直将杜邦公司的Kevlar、Nomex、Teflon 纤维作为防火布的首选原料，以上3 种原料虽然具有抗高温、抗化学反应的性能，但其在370℃以上的高温下会发生碳化和分解现象。而玄武岩纤维防火布是用GBF 公司的7μm～9μm 连续玄武岩纤维细纱编织而成，并且经过了耐高温、无毒害的涂层处理，不会出现熔融滴落、热收缩现象，亦不会有有毒气体排出，完全可以成为Kevlar、Nomex、Teflon 等防火纤维布强有力的替代产品。

　　玄武岩纤维在生产过程中成丝难度大、工艺控制难，在某些领域限制了玄武岩纤维产业用纺织品的发展。目前全世界仅有俄罗斯、乌克兰、中国等少数几个国家掌握了该生产技术，全世界的总产量不足3500吨，我国企业经过艰苦探索与实践，攻克了玄武岩纤维的制造技术难关，并已批量生产形成一定市场规模。

　　玄武岩纤维不仅强度高、热稳定性好、不易损伤对偶、磨损低、摩擦系数稳定，而且价格适宜。玄武岩纤维应用于摩擦增强材料既有利于增加汽车摩擦材料的寿命，提高摩擦材料的使用温度，又能解决当前摩擦材料的存在的各种不利因素，有利于解决传统汽车制动器出现的热衰退现象，进而减少交通事故的产生。

　　西班牙GALFER公司已成功开发以玄武岩纤维作为主增强纤维来生产的1052系列摩托车刹车片。采用玄武岩纤维制成的耐高温结构用于汽车制动器、离合器等磨擦增强材料，既为汽车的高速化发展助力，又有利于提升汽车的安全性能，其开发具有广阔的市场前景。

　　从上表可以看出，玄武岩纤维的材料密度适中，其拉伸强度与玻璃纤维相当，且玄武岩纤维增强摩擦材料的耐磨性高于石棉纤维、钢纤维和玻璃纤维。通过对玄武岩短切纤维增强制动片的性能检测，认为其具有高温摩擦系数稳定、热衰退小和制动噪音低等特点，适合作为摩擦材料的主增强材料。

　　玄武岩纤维汽车过滤材料能够在高温条件下将汽车尾气中的固体粒子过滤分离开来，降低汽车尾气对城市污染，且其过滤材料具有在高温条件下长时间使用，而性能保持稳定的优点。俄罗斯与乌克兰用连续玄武岩纤维制成的过滤布在900℃的高温下，连续玄武岩纤维的质量损耗仅为12%。玄武岩纤维汽车用过滤材料的应用，符合新世纪环保的要求，也有利于满足人们追求高性能汽车的要求。

　　将隔热吸音的玄武岩纤维材料应用于汽车中，有利于提高汽车与外界的隔音性能，以及降低汽车部件产生的噪音。日本已把玄武岩纤维选为最佳材料用于汽车消声器的开发，而每年用于汽车隔音与隔热纤维材料的需求量在10万吨以上，因此玄武岩纤维在这方面具有极大的市场开发潜力。

　　玄武岩纤维增强混凝土是将玄武岩连续纤维或不连续纤维按合理的用量和适当的方式掺入混凝土中，形成的一种新型混凝土复合材料，保留混凝土抗压强度高等优点，增加其抗拉、耐磨和抗冲击等性能，在混凝土工程中起到加固补强、增强增韧、延长使用寿命等作用。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，具有天然的相容性，用它与水泥混凝土和砂浆拌和时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土体积稳定，和易性较好。

　　与普通混凝土相比，玄武岩纤维混凝土还具有优越的耐温性、抗收缩性以及耐腐蚀性，这有利于提高混凝土工程的耐久性，扩大混凝土的使用范围。在混凝土中合理地掺入玄武岩纤维，可以提高混凝土的抗冲击性能，降低其脆性，改善混凝土的力学性能。

　　生产玄武岩纤维的原料取自于天然的火山岩喷出岩，原料中几乎不含有对人类健康有害的成分，使玄武岩纤维混凝土在建筑工程领域的推广具有节约资源、绿色环保的意义。

　　比利时Basaltex公司开发了新型玄武岩纤维复合材料，并成功试用于高铁结构件上。将该加工工艺结合EconCore公司的专利技术可制成“玄武岩纤维蜂窝结构材料”，该防火夹芯板采用玄武岩纤维与聚糠醇生物树脂（100%甘蔗废料）和回收聚酯制成，可用于面板、隔板、地板、桌子等。玄武岩纤维的热固型蒙皮可在高温下固化成型，成型时间短，有利于自动化生产。

　　美囯玄武岩纤维生产商Mafic与TMG材料集团合作，计划扩大热塑性玄武岩纤维复合材料在汽车领域的应用，并应用于结构件，也可应用混杂复合材料。专家认为，玄武岩复合材料比玻璃纤维复合材料（GFRP）更具可持续性，且最终会实现成本、质量和可持续性的协调统一。

　　玄武岩纤维是我国目前产量最大（2020年产量约 3 万t）的无机高性能纤维，有20多家生产企业，其中以四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司和浙江石金玄武岩纤维股份有限公司为龙头，但近年来涌现出一批新兴加工企业。在生产技术方面，已有几家大企业向大型池窑、多纺位和大漏板方向发展，实现了生产高效化、产品低成本化和低离散系数。

　　四川省玻纤集团股份有限公司于2017年开始建设 3 000 t/a的池窑法玄武岩纤维生产线 万t/a的采用电气混合纯氧燃烧的单元池窑拉丝法示范项目并投产，此外投资 1 亿元，在德阳金山工业园建设 1 万t/a的玄武岩纤维复合材料生产线 万t/a的全球最大玄武岩纤维生产线 万t/a的单元窑共有24个漏板，技术特点是将85%的玄武岩矿添加其他组分，通过微调达到设定的最佳配方，使原料稳定，同时通过加工成粉末使其热穿透性好，并能自动控制黏度－温度关系。漏板孔数1 200 ～ 2 400，2020年 3 月起该公司自己的漏板加工厂投产，且拥有表面改性技术，拟打造世界最大玄武岩纤维研发生产基地。二期工程拟建 2 万t/a的大型生产线，窑炉面积全球最大，共有48个漏板，预期2023年建成投产。产品应用领域包括短切纤维增强沥青道路、复合板材、拉挤型材、模压复合材料，以及与中国海洋大学合作开发的用于海岛工程的混凝土补强材料等。

　　四川谦宜复合材料科技有限公司自动化程度较高，产品离散系数小，成本接近于玻璃纤维。其产能为3 500 t/a，但公用工程按 6 万t/a预留，便于今后扩大至经济生产规模（3 万t/a）。该公司计划在河南郑州和辽宁抚顺各建产能为 1 万t/a的工厂。此外，江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限公司作为我国最早实现玄武岩纤维产业化的企业之一，依旧选用纯天然玄武岩拉丝法，最大漏板孔数为800，最细单丝直径为5.5 μm，强度3 500 MPa，模量 90 GPa；吉林通鑫玄武岩科技股份有限公司也是我国较先进的大型玄武岩纤维生产企业，已形成拉丝设备80台（套），产能1.2万t/a，单丝直径 7 ～ 20 μ。