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高岭土在玻璃纤维行业的应用前景

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高岭土在玻璃纤维行业的应用前景

发布日期:2016-09-12 15:42 来源:http://www.nmgydglt.com 点击:

玻璃纤维是无机非金属材料中的新型功能材料和结构材料,广泛应用于电子、通信、核能、航空、航天、兵器、舰艇及海洋开发、遗传工程等高新科技产业,成为我国2l世纪不可缺少的可持续发展的高新技术材料。

国外有关资料报道,欧美国家和台湾地区的玻璃纤维企业,采用精选或质地好的高岭土而不是叶蜡石作玻纤原料,生产高强度和电子级玻璃纤维,产品质量较好。我国叶蜡石资源丰富,传统玻纤配方中总有叶蜡石,其理论化学式AlO・4Si0・HO。但近年来叶蜡石(地开石)开采过量,逐渐贫化,杂质多,质量不稳定,国内还没有上规模的叶蜡石选矿加工企业,而其中含有的石英型水铝石,在窑炉中不易熔化,拉丝时易产生断丝。我国高岭土资源十分丰富,有成熟的选矿工艺,产品质量稳定,其主要成分为高岭石,其化学式为:AlO・2Si・2HO。

高岭土在玻璃纤维生产中主要是提供SiO和AlO,在应用中影响玻纤池窑拉丝的首要因素是高岭石均化微粉的质量及稳定性,矿石中若含有石英型水铝石,在池窑内不易融化,拉丝时容易产生断丝,所以无碱玻璃纤维对高岭石微粉有苛刻的质量要求。首先玻璃纤维用高岭土对其主要成分要求:AlO控制在规定值的±0.5%内波动;SiO控制在规定值的±1%内波动。其次是矿物组成、粒度组成、水分、化学需氧量、有害杂质和微量元素的要求:FeO≤1%,TiO≤0.7%,KO和NaO≤0.4%,粒度方面一般要求+325目不允许或微量存在,水分低于0.5%。国外对玻璃纤维用高岭土要求为:AlO37%±0.4%,SiO47%±0.8%,FeO≤0.5%,TiO≤0.5%,水分<0.2%,烧失13%±0.5%。 

在高岭土中,由于氧化铝含量较高,SiO/AlO大约为2,所以融化温度较叶腊石高一些。另外一方面,高岭土中的结晶水在700℃左右大量放出,活化了高岭土的硅铝结构,使之容易与其他矿物进行硅酸盐反应,有研究表明含高岭土的配合料比含叶腊石的配合料生粉料消失时间短。 

分布在我国东南及中南各省的高岭土可塑性好,属于多水高岭土,这类高岭土容易吸潮,对于自动化程度高的池窑拉丝生产线,由于储存时间长,容易形成结块,不宜气力输送;另外含KO、NaO高的伊利石型高岭土也不适合无碱玻璃纤维的生产;比较适合玻璃纤维生产用的高岭土主要分布在我国北方的东北、西北的石炭~二叠纪煤系中,以煤层中夹矸、顶底板或单独矿层沉积的硬质高岭土,也叫煤系高岭土。优质沉积型高岭土的最大产地是山西大同一带,还有山东、陕西、河北、内蒙等一些地区。这些高岭土属于硬质高岭土,无可塑性,不会吸潮,而且含铝量稳定,但需要煅烧降低有机质含量。因此,此类高岭土在使用时除需要控制铁含量外,还应控制有机质即化学需氧量。 

目前,国内外玻璃纤维行业发展迅猛,需要越来越多的质优价廉的原材料,而我国有着丰富的高岭土资源,因此,尽快探讨和开发高岭土在玻璃纤维行业的应用就显得甚为重要。有研究资料显示玻璃纤维生产中添加高岭土,可降低熔制温度约10℃,进而降低总成本。添加高岭土的玻璃纤维配方中可不加氧化铝,可降低高岭土的价格较叶蜡石价格贵而增加的成本。总之,高岭土应用于玻璃纤维,是跨入了一个新的行业,前景广阔,高岭土和叶腊石相互补充,搭配使用,能发挥更大的优势。


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