國外玻璃纖維新產品開發動態
目前國外玻纖新產品正在高速向高層、高附加值及多材料復合方向發展。新產品日新月異,琳瑯滿目?,F已擁有5000多個品種、60000多個規格用途,并正以平均年遞增1000~1500個品種和規格的速度,迅猛向前發展。
在玻纖新產品開發方面,美國跑在同行的前列,而又以AGY公司跑得快。據悉,美國AGY公司于2009年3月24日宣布推出一種用于印制電路板的低損耗玻璃纖維紗L-Glass™。這種L玻璃纖維的低介電常數(Dk)和低損耗因數(Df)性能適用于要求比E玻璃纖維增強環氧材料更高信號速度和信號完整性的電路板。
用于高速用途的低損耗層壓板的傳統制造方式有兩種。一種是使用高性能環氧樹脂和E玻璃纖維,但這要限制制品的Dk和Df性能。另一種是使用Dk / Df很低的樹脂(如PTFE)和陶瓷纖維,再加很少量的E玻璃纖維。雖然這樣可獲得低得多的Dk / Df性能,但其材料和制造成本很高。玻璃纖維含量低也會降低層壓板的尺寸穩定性。而使用L玻璃纖維則可使環氧基層壓板達到很低的Dk / Df,使PTFE基層壓板采用更高的玻璃纖維含量,從而克服上述局限。
在10GHz頻率下,L玻璃纖維的介電常數為4.86,損耗因數為0.0050。與之相比,E玻璃纖維在10GHz頻率下的介電常數為6.81,損耗因數為0.0060。L玻璃纖維的熱膨脹系數為3.9ppm/℃,而E玻璃纖維的熱膨脹系數為5.4ppm/℃。這使L玻璃纖維成為IC封裝基板的理想材料,因為在此用途中熱膨脹系數與硅的不匹配會因熱環境而加劇,進而引起電路板缺陷。
AGY公司的L玻璃纖維紗以多種號數規格供應,可按1060、1080、2113/2313和2116織物牌號織成低損耗的玻璃布。另外,根據市場需要,還可生產其它號數的紗線。
緊接著,AGY公司又于2009年8月推出一種用于長纖維增強熱塑性塑料(LFT)的高性能S-l玻璃纖維無捻粗紗。S-1玻璃纖維是AGY為應對市場對更高性能更低成本材料的需求而研發的。它填補了E玻璃纖維與更高性能的S-2玻璃纖維之間的性價比差距,其性能與成本的卓越平衡使制造商能夠充分地利用高強度玻璃纖維的效益,開發有吸引力的新用途。
據相關研究表明,在LFT中僅含32%的S-1玻璃纖維就能提供相當于60%E玻璃纖維增強產品的性能。減少玻璃纖維含量則可以提高抗沖擊性能和外觀質量,并使復合材料成型更加容易。而反過來,提高S-1玻璃纖維含量又能利用這種纖維的高性能而開發新的用途。S-l玻璃纖維可用于多種熱塑性塑料,如聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺66等。與傳統的E玻璃纖維相比,S-1玻璃纖維的水解穩定性更好,拉伸強度提高30%,拉伸模量提高18%。S-1玻璃纖維的供應產品有無捻粗紗和短切原絲。
近,該公司在其S-3特種玻璃纖維族中增加了一種新穎的玻璃纖維生物材料。這種商品名為HPB™的生物相容玻璃纖維適用于30天以上的長期醫學植入用途。它與多種熱塑性聚合物如聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯硫醚等相容。
據AGY介紹,HPB玻璃纖維的拉伸強度比普通E玻璃纖維高40%,拉伸模量高20%。AGY已將此纖維的復合材料用于牙科植入物、牙冠、牙橋等。潛在用途還包括其他醫療器械,如矯形具等。HPB玻璃纖維的可供產品有短切原絲、紡織紗、無捻粗紗等,分別適用于不同用戶的要求。
美國Polystrand公司研制出一種名為PETPolystrand的產品,它是用連續玻璃纖維增強的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。據報這種材料展現了與環氧玻璃鋼類似的性能,具有良好的抗沖擊性、耐火性和可涂漆、可粘接的表面。該公司稱其配方中含有乙二醇,因而使材料具有比無乙二醇PET更好的自粘性。它與玻璃、鋼和木材粘接良好。該材料中的玻璃纖維含量為60%~70%,其密度稍低于環氧。該公司已與一些成型商合作,測試其力學性能和開發其用途。
美國WebCore技術公司是一家研發和制造低成本結構芯材的公司,它擁有權的纖維增強復合芯材TYCOR®是一族用玻璃纖維和低密度閉孔泡沫塑料制造的復合芯材。所用玻璃纖維是E玻璃纖維無捻粗紗和氈,泡沫塑料是閉孔聚異氰脲酸酯,二者用粘結劑粘合。
這些芯材用來制造輕質高強的復合材料夾層結構,用于多種市場。它們專為灌注成型工藝而設計,其灌注溝槽可讓樹脂迅速流動。它們可以仿形,對平面和曲面形狀都很適合,而且比現今市場上的其它仿形芯材更耐用。TYCOR®復合芯材有兩個品牌:TYCOR®W和TYCOR®G。TYCOR®W用于風能市場,TYCOR®G用于運輸、基礎設施及其它市場。
歐洲3B玻纖公司擁有一種高性能玻璃纖維的商標-HiPer-rex™。近年該纖維以其高強度、高模量和高斷裂伸長率脫穎而出,同時由于其制造技術的突破性進展,其制造成本也被市場看好。HiPer-tex™纖維不僅來源于全新的玻璃配方和先進的玻璃熔制、纖維成形和浸潤劑技術,而且利用高產能平臺,達到規?;a。HiPer-tex™纖維不含硼和添加的氟化物,據稱是清潔制造的良好范例。HiPel-tex™纖維向復合材料用戶提供了階躍變化的性能。與傳統E玻璃相比,HiPer-tex™纖維具有更優異的特性:強度可提高30%,剛度可提高17%(更高模量),應變能提高45%,疲勞壽命長10倍,線性熱膨脹系數低30%,耐熱性顯著提高(高110℃),耐蝕性顯著提高。
歐洲3B玻璃纖維公司還聲稱擁有兩種獨特的高性能玻璃纖維技術:Advantex®和HiPer―tex™。以這兩個品牌為平臺,它能提供一系列風能解決方案,表現在:Advantex®玻璃纖維是風力發電機葉片、機艙罩、傳動軸等復合材料制件的理想增強材料。憑借其高強度、高模量和高斷裂伸長率,HiPer―tex™玻璃纖維是更長葉片的解決方案(對陸上和海上風力發電機都適用)。這種較新的開創性技術可以加長葉片長度而不增加重量。這意味著可提高發電機效率,以致降低每度電的成本。用Advan-tex®玻璃纖維制造的連續原絲氈因其高滲透性,極利于樹脂流動,故可加快灌注成型速度,減少灌注時間。對海上風電機而言3B的Advantex®和HiPer―tex™兩種獨特技術代表了用于嚴酷條件下的復合材料的同類佳增強材料。HiPer―tex™已經證明是海上高功率葉片設計的佳選。
歐洲3B玻璃纖維公司從2010年10月開始,代理美國WebCore技術公司,在歐洲和亞洲經銷其用玻璃纖維和一種閉孔泡沫塑料復合制成的芯材TYCOR®這是一種能夠制造更輕、更大、效率更高的風輪葉片的芯材。3B公司相關人士說,受到風能這種清潔、經濟、可靠和可得能源之愿景的激勵,3B矢志成為與熱塑性復合材料和特種復合材料研發并舉的風能解決方案提供者。
巴西Fibercolor公司研制了一種可用紫外線固化的玻璃單絲增強模塑料,其英文縮寫為FFRP,是用一種工藝制成。此模塑料可經模壓、注塑、層壓、擠塑等工藝成型為制品,適用于熱塑性和熱固性樹脂體系,代替SMC、BMC、RTM、灌注、手糊、噴射等材料和工藝。FFRP基本上由50%樹脂和50%玻璃單絲組成。采用該公司的專有混合系統,使玻璃纖維短切原絲在樹脂中全部分散成單絲,浸飽樹脂,并填滿原來原絲中的所有空隙,形成均質的模塑料。由于FFRP中的纖維較長(25 mm),玻璃纖維含量較高(一般為50%),其模塑制品的力學性能優良。制品無翹曲,表面光潔,基本上不顯纖維紋路。FFRP成型板件還可通過模內印花工藝印上裝飾花紋。FFRP可模塑成凈尺寸的制品,不產生修邊廢料。與其它模塑料不同,FFRP可用輕質和低成本的模具(一般用復合材料制作)以小的壓力模塑成型,因而免去了昂貴的壓機、注塑機或大型層壓機以及昂貴的模具費用。FFRP制品耐氣候,不需膠衣表面層。成型時苯乙烯排放少,幾乎無廢料產生,這就保證了清潔、衛生的工作環境。










































