摘要：玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料，本文從生產(chǎn)工藝、玻纖制品及上下游等角度對(duì)玻璃纖維的全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了詳細(xì)解析。

玻璃纖維誕生于二十世紀(jì)30年代，是以石灰石、石英砂、葉臘石、白云石、硼鎂石、硼鈣石等天然無(wú)機(jī)非金屬礦石原料和硼酸、純堿等化工原料，按一定的配方經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗等數(shù)道工藝加工而成。其具有良好的耐化學(xué)介質(zhì)、耐熱性、電絕緣性等性能，同時(shí)還有比重輕、吸濕低、延伸小、吸音、拉伸強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠替代PVC、水泥、木材、鋼、鋁等多種傳統(tǒng)材料。玻璃纖維根據(jù)原材料、纖維分類、單絲直徑的差異、纖維性能等有多種分類方法(如表1)。

表1 玻璃纖維的分類

(資料來(lái)源：公開(kāi)資料)

玻璃纖維生產(chǎn)工藝：池窯拉絲生產(chǎn)是主流

玻璃纖維主要有池窯拉絲法和坩堝拉絲法兩種生產(chǎn)工藝，坩堝拉絲法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)要求低，投資少，生產(chǎn)規(guī)模可以靈活調(diào)整，因此小型玻纖企業(yè)多采用此法。但是該法須兩次成型，程序復(fù)雜，生產(chǎn)過(guò)程能耗大，有污染，且產(chǎn)品的性能和質(zhì)量差，因此已基本被淘汰。

池窯拉絲法根據(jù)要生產(chǎn)的玻纖產(chǎn)品化學(xué)組成，計(jì)算出原料配比，然后將原料細(xì)粉按照配比投入玻璃熔窯，在高溫下熔融形成玻璃，然后再通過(guò)高速運(yùn)轉(zhuǎn)拉絲機(jī)的牽引，涂覆浸潤(rùn)劑，將從熔窯料道底部的多孔漏板中留出的玻璃液制成玻璃纖維原絲，在經(jīng)過(guò)捻線機(jī)加捻、整經(jīng)機(jī)整經(jīng)織成具有各種結(jié)構(gòu)及性能的玻璃布。

圖1 池窯拉絲法生產(chǎn)工藝

(資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng))

池窯拉絲法工藝成熟穩(wěn)定，可以精準(zhǔn)控制玻纖直徑，降低能耗和污染，產(chǎn)品品質(zhì)高，在我國(guó)一直是玻纖生產(chǎn)的主流工藝，占比達(dá)90%以上(見(jiàn)圖2)。

圖2 我國(guó)玻纖生產(chǎn)工藝分布情況

(資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng))

玻纖制品：玻璃鋼最常見(jiàn)

玻璃纖維通常以玻纖制品形式應(yīng)用于下游領(lǐng)域(見(jiàn)圖3)，主要包括紡織制品和無(wú)紡制品兩大類。無(wú)紡制品是指采用熱學(xué)、化學(xué)和機(jī)械等非織造方式對(duì)玻璃纖維進(jìn)行加工制成的產(chǎn)品，主要包括玻璃纖維氈、磨碎纖維等。

玻璃鋼即玻璃纖維增強(qiáng)塑料，是以合成樹(shù)脂作為基體，以玻璃纖維及其制品(氈、布、帶等)為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料，其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材，且含有玻璃纖維，具備和玻璃一樣的形體、色澤和隔熱、電絕緣、耐腐蝕等性能，因此被稱為玻璃鋼。玻璃鋼的玻纖用量占玻纖制品總用量的70-75%，是玻璃纖維的最大市場(chǎng)，其次是玻纖紡織制品，占比約25-30%，其余部分是增強(qiáng)瀝青用玻纖增強(qiáng)材料。

玻璃鋼具有良好耐腐蝕性能、熱性能、電性能，還具有輕質(zhì)高強(qiáng)、可設(shè)計(jì)性好、工藝性好等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛，下游包括鐵道鐵路、航空航天、游艇泊船、家具家具、裝飾建筑、工藝禮品、廣告展示、體育用材、建材衛(wèi)浴、環(huán)衛(wèi)工程等多個(gè)行業(yè)。

圖3 玻纖制品分類

(資料來(lái)源：復(fù)合材料社區(qū))

上下游：原料供應(yīng)具有資源優(yōu)勢(shì)，下游應(yīng)用廣泛

玻纖上游原材料主要是石灰石、石英砂、葉臘石、硼鈣石、硼鎂石、白云石等礦石原料，以及浸潤(rùn)劑、純堿、硼酸等化工原料，同時(shí)還需消耗電力、天然氣等能源，人力成本、能源成本和材料成本各占三分之一。具體見(jiàn)圖4。

原材料方面，葉臘石占所有原材料總成本的一半以上，是最主要的原材料，中國(guó)的葉臘石資源儲(chǔ)量豐富，目前已探明儲(chǔ)量5,500萬(wàn)噸，占全世界總儲(chǔ)量的30%左右，而石英砂保有儲(chǔ)量為13.5億噸，因此玻璃纖維的原料供應(yīng)方面具有較大的資源優(yōu)勢(shì)。我國(guó)勞動(dòng)力相對(duì)充足，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比具有較明顯的人力成本優(yōu)勢(shì)。

圖4 玻璃纖維產(chǎn)業(yè)鏈

(資料來(lái)源：同花順財(cái)經(jīng)社區(qū))

玻璃纖維熱塑性材料幾年來(lái)迅速發(fā)展，玻璃增強(qiáng)材料、玻璃增強(qiáng)建材等新興產(chǎn)品成為行業(yè)新焦點(diǎn)，玻纖的應(yīng)用領(lǐng)域也得到了大范圍拓展，從汽車制造、石油化工、電子電氣、軌道交通、建筑建材等擴(kuò)展到了風(fēng)力發(fā)電、海洋工程、環(huán)境工程、航空航天、過(guò)濾除塵等新興領(lǐng)域。當(dāng)前建筑、電子電氣和交通運(yùn)輸是玻纖應(yīng)用三大主要領(lǐng)域，占比超過(guò)70%(見(jiàn)圖5)。

圖5 玻璃纖維應(yīng)用領(lǐng)域分布

(資料來(lái)源：復(fù)材網(wǎng))

結(jié)語(yǔ)

玻璃纖維性能優(yōu)異，生產(chǎn)以池窯拉絲法為主流工藝;玻璃纖維可制成多種形式的玻纖制品，其中玻璃鋼是市場(chǎng)最大的玻纖制品;玻璃纖維上游原料天然無(wú)機(jī)非金屬礦石原料，我國(guó)儲(chǔ)量豐富，原料供應(yīng)充足，下游應(yīng)用隨著玻璃纖維熱塑性材料的發(fā)展也越來(lái)越廣泛。