Базальтовое волокно из Полоцка

ОАО «Полоцк-Стекловолокно» приступило к производству новой продукции – базальтового волокна и продукции на его основе (ровинги, рубленое волокно, ткани, теплоизоляционный материал).

Сырьем являются горные породы базальтовой группы. Базальт – это природный материал, который обладает высокой прочностью, стойкостью к применению в агрессивных средах, а продукция, изготовленная из него, имеет длительный срок эксплуатации. По сравнению с другими композитными материалами базальтовое волокно является более экологичным продуктом.

Температура рабочего применения базальтовых материалов составляет от – 260 °C до + 700 °C, разовое воздействие температур – до 1 000 °C.

Базальтовое волокно вызывает все больший интерес со стороны композитного рынка и рассматривается специалистами как один из самых перспективных композитных материалов, обладающий уникальным сочетанием свойств. По своим механическим характеристикам непрерывное базальтовое волокно занимает промежуточное положение между стекловолокном и углеродными волокнами при относительно невысокой цене. Это делает данный продукт крайне привлекательным для потребителей, для которых есть ограничения по входной цене, но, в то же время, важное значение имеют высокие механические свойства. Из волокон, представленных сегодня на композитном рынке, карбоновое волокно имеет самые высокие механические характеристики, а Е-стекло – самую низкую цену. Известно, что увеличение на 10 % механических характеристик приводит к увеличению цены продукта отнюдь не на 10 %. Когда речь идет о различных специальных видах волокон, таких, как стекла с повышенными механическими свойствами, высокомодульные стекла (S-2) или арамидные стекла, то наблюдается следующий тренд: 10 % изменения прочности дают порядка 200 % увеличения цены. Базальтовое же волокно показывает 25 % увеличение прочности и 15 % увеличение модуля упругости по сравнению с Е-стеклом и при этом имеет более низкую стоимость, нежели предполагает линия тренда.

Серьезные исследования в области промышленного производства непрерывного базальтового волокна были начаты в 60-х годах одновременно в США и СССР. Основной целью работ было получение высококачественного базальтового волокна для производства ракетной техники. Однако в 70-х специалисты отказались от этой идеи и сконцентрировались на разработке специальных высокомодульных стекол, результатом чего явилось создание S2-стекла. В СССР работы по базальтовому волокну велись вплоть до конца 90-х годов, преимущественно в Украине. Также были построены фидерные установки в России, Грузии и Казахстане. После распада СССР в 1991 году централизованное финансирование работ прекратилось. При имеющихся знаниях, технологиях и уровне инвестиций так и не удалось получить волокно, которое смогло бы быть одновременно приемлемым по цене, по сравнению со стекловолокном, и, также, обладающим достаточно высокими механическими характеристиками. Помимо этого, стало очевидным, что в себестоимости производства базальтового волокна значительную долю занимают затраты на энергоносители и рабочую силу, что, помимо технологических проблем, делало неэффективным производство данного волокна в регионах с дорогим природным газом, электричеством и высокими затратами на оплату труда, то есть в Европе, США и Японии. В результате в конце 90-х годов несколько заводов на Украине и в России производили низкокачественное непрерывное волокно для применения преимущественно в теплоизоляции и огнезащите, то есть там, где потребителям не требуются высокие механические свойства.

Только в начале века, с появлением ряда новых предприятий в России, Австрии, Китае, Украине, где были доведены до совершенства технологические процессы, разработаны современные замасливатели и построены большие печи с питателями на 400–800 фильер, ситуация изменилась в лучшую сторону. Начался серийный выпуск высококачественных непрерывных волокон с высокими механическими свойствами, отличной адгезией к смолам, низким уровнем разнодлинности и по достаточно привлекательной цене. Теперь и на белорусском рынке появился этот новый продукт, выпуск которого освоило ОАО «Полоцк-Стекловолокно», и который предназначен как для внутреннего потребления, так и для поставок на экспорт.

Свойства базальтового волокна

Базальтовое волокно обладает универсальным набором повышенных характеристик, который выделяет его из других продуктов, используемых в композитной промышленности. Если рассматривать каждое преимущество в отдельности, конечно же, можно найти материалы, более эффективные, чем базальт. Но если потребителю нужен набор свойств, то базальт по соотношению цена-свойства будет идеальным решением. Свойства базальтового волокна значительно превосходят свойства Е-стекла и приближаются к свойствам специальных волокон, таких как S-стекло, химически стойкое стекло, кварцевое волокно. Базальтовое волокно и продукция на его основе имеют повышенную природную прочность, стойкость к влиянию агрессивных сред, длительный срок службы и прекрасные электроизоляционные и термоизоляционные свойства.

Основные преимущества:

Расширенный диапазон температур применения (рабочая температура до 700 °C). Это свойство позволяет использовать материал для тепловой изоляции различного оборудования в применениях, где необходима высокотемпературная изоляция, а также в качестве противопожарных преград, как огнезащитный материал.

Повышенная химическая стойкость в кислотной и щелочной средах, а также в морской воде по сравнению с Е-стеклом. Это свойство базальтовых волокон открывает широкие перспективы их применения для конструкций, работающих при воздействии влаги, растворов солей, химических и щелочных сред. Это позволяет потребителям заменять металлические конструкции и детали, которые под воздействием химически активных сред подвержены коррозии, легкими, прочными и коррозионно-стойкими продуктами, сделанными из базальтового волокна. Так, базальтовое волокно в разных формах может использоваться для армирования бетона. Изготовленное из горных пород базальтовое волокно не вступает в реакцию с солями или красителями, поэтому бетонные растворы с добавкой волокна могут применяться и при строительстве морских сооружений, и в архитектурном и декоративном бетонах. В дорожных покрытиях волокно предохраняет бетон и арматуру от проникновения антиобледеняющих солей и агрессивных веществ, а также повышает остаточную прочность и устойчивость к замораживанию-оттаиванию, повышает шероховатость поверхности. Химическая стойкость базальтового волокна также является одним из определяющих конкурентных преимуществ для его использования в производстве фильтров для химической и металлургической промышленности, а также для производства различных емкостей для химической промышленности и коммунальных служб.

Повышенная на 25 % прочность по сравнению с Е-стеклом.

Повышенный на 15 % модуль упругости Юнга по сравнению с Е-стеклом.

Экологическая чистота материала. Полное соответствие программе REACH. Готовый продукт не содержит вредных веществ и полностью соответствует протоколу REACH и всем гигиеническим стандартам.

Высокая долговечность. Срок службы материалов – 50 лет. Применение таких материалов позволяет добиться экономии за счет долговечности и усиливает безопасность эксплуатации промышленных объектов.

Материал виброустойчив. Это свойство позволяет использовать его для изоляции турбин.

Материал не поддается воздействию плесени и других микроорганизмов.

Невысокая цена в сравнении с высокой стоимостью стекол специального назначения.

Продукция из базальта, выпускаемая ОАО «Полоцк­Стекловолокно», и области ее применения

Базальтовый ровинг:

• базальтовые ткани;

• геотекстильные сетки и полотна, служащие для усиления асфальтобетонных покрытий;

• композиционные материалы для автомобилестроения;

• трубы для нефтегазовой, химической промышленности, газоотводящие трубы;

• базальтопластики, базальтопластиковая арматура;

• иглопробивные материалы для теплозвукоизоляции.

Рубленое базальтовое волокно:

• армирующие добавки в фибробетон;

• тормозные колодки;

• иглопробивные маты;

• композиционные материалы.

Базальтовая нить:

• тканые и нетканые материалы (ткани, ленты, шнуры и пр.);

• композиционные материалы на основе эпоксидных, фенольных, полиэфирных и других связующих.

Базальтовая ткань:

Базальтовые ткани приходят на замену асбестовым, кремнеземным и другим тканям во многих областях применения. Базальтовая ткань – отличный изоляционный, армирующий и фильтрующий материал. Базальтовая ткань по сравнению со стеклотканью имеет лучшие звукоизоляционные, диэлектрические и механические свойства. А химическая стойкость базальтовых тканей дает возможность их применения в различных агрессивных средах.

• термоизоляция при проведении сварочных работ, для изготовления огнезащитных штор, огнезащитной одежды;

• теплоизоляция промышленного оборудования, печей, рекуператоров, трубопроводов, турбин и защита иных горячих поверхностей (огнезащита стен около печей и каминов, защита перекрытий от горячих труб и прочее);

• обкладка (оболочка) для теплоизоляционных матов,

• фильтры для очистки отходящих газов от пыли на металлургических комбинатах;

• композиционные материалы.