БАЗАЛЬТОВОЕ ВОЛОКНО: УНИКАЛЬНОЕ СОЧЕТАНИЕ СВОЙСТВ

ОАО «Полоцк-Стекловолокно» продолжает продвигать на рынок новый материал — базальтовое волокно и продукцию на его основе (ровинги, рубленое волокно, ткани, теплоизоляционный материал).

Базальт

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°С до +700°С, разовое воздействие температур — до 1 тыс.°С.

Базальтовое волокно сегодня 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.

Базальтовое волокно: сравнение и история

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 годах 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 на 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.

Себестоимость производства базальтового волокна

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 XXI 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. Предприятия стали серийно производить высококачественное непрерывное волокно 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». Он предназначен как для внутреннего рынка, так и  для поставок на экспорт.

Свойства базальтового волокна

Базальтовое волокно обладает универсальным набором повышенных характеристик, который выделяет его из других волокон, используемых в композитной промышленности. Если рассматривать каждое преимущество в отдельности, конечно же, можно найти материалы, более эффективные, чем базальт. Но когда 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. По материалам официального сайта ОАО «Полоцк-Стекловолокно»

Основные преимущества базальтового волокна:

Расширенный диапазон температур применения (рабочая температура до 700 °С). 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.

Стойкость базальтового волокна

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.

1. Повышенная на 25% прочность по сравнению с Е-стеклом.
2. Повышенный на 15% модуль упругости Юнга по сравнению с Е-стеклом.
3. Экологическая чистота материала. Полное соответствие программе REACH. Готовый продукт не содержит вредных веществ и полностью соответствует протоколу REACH и всем гигиеническим стандартам.
4. Высокая долговечность. Срок службы материалов — 50 лет. Применение таких материалов позволяет добиться экономии за счет долговечности и усиливает безопасность эксплуатации промышленных объектов.
5. Материал виброустойчив. Это свойство позволяет использовать его для изоляции турбин.
6. Материал не поддается воздействию плесени и других микроорганизмов.    
7. Невысокая цена в сравнении с высокой стоимостью стекол специального назначения.