综述玻璃钢的应用与发展

1、（综述）玻璃钢的应用与发展（河南理工大学材料科学与工程学院，河南焦作，454000）摘 要 统计了今年我国玻璃钢复合材料的主要产品及其应用，介绍了国内外玻璃钢的新产品以及最新生产工艺。综述了 玻璃钢复合材料在建筑，汽车制造，轮船，能源等领域的应用开发情况，并对我国玻璃钢行业的发展前景作出了展望。关键字玻璃钢；生产；应用；发展Abstract This year our statistics FRP composite main products and applications, Introduces the new products and fiberglass the latest pro

2、duction technology. FRP composites were reviewed in building, automobile manufacture, ship, energy fields, and the application and development of our countrys industry development prospects forecasted.Key words FRP、roduction、 Applications、Development prospect前言玻璃钢也称玻璃纤维增强塑料制品，它是以合成树脂作为粘合剂，以玻璃纤维及其制品（

3、玻璃纤维布、 带、毡等）作增加材料制成的一种复合材料，外文简称FRP或GRP。1通常是将玻璃纤维用合成树脂（大 多为热固性树脂）浸渍后，藉层压或缠绕等方法成型。除用于建筑业中作结构材料外，还广泛用于需耐蚀 的石油化工设备、汽车车身、火车车箱和船体、电子工业中的印刷电路板等。2随着低碳经济社会的来临, 节能材料越来越受到社会关注。玻璃钢/复合材料（GFRP ）作为替代传统材料的新材料应用领域在不断扩大。 作为一种极富挑战性的现代材料，玻璃钢产品以其轻质、高强度、耐腐蚀、大量节约能源等优良特性，在 各个领域发挥着越来越重要的作用。在大力倡导节能、环保的今天，玻璃钢行业正面临整体提升、快速发 展的良

4、好机遇。3玻璃钢主要产品产品主要有玻璃钢管道、玻璃钢夹砂管道、玻璃钢保温管道、玻璃钢烟气脱硫装置、玻璃钢高压管道、 玻璃钢贮罐及装置、玻璃钢大型容器，机械缠绕玻璃钢夹砂管道、玻璃钢工艺管道、玻璃钢电缆管系列； 玻璃钢立（卧）式贮罐（储罐）、运输罐、化工设备罐；横流式、逆流式玻璃钢冷却塔，亚硫酸塔、酸雾 净化塔等化工及环保设备，各种型号的玻璃纤维布、冷却塔配件、冷却塔填料以及一些建筑材料和防腐材 料。4在考虑玻璃钢复合材料设计的同时，引入夹层结构是重要的形式。当前，玻璃钢夹层结构广泛应用 于造船工业，建筑业、航空航天工业。采用玻璃钢夹层结构使玻璃钢产品体现在更低重量的条件下的高强 度、刚度，更富

5、有市场竞争力。近几年，顺应风电业发展，国内外制造夹层结构的企业云集市场。5玻璃钢产品生产的新工艺就整个玻璃钢领域来说，一些技术密集、高度自动化的成型工艺技术，有较大的新发展，如拉挤、树 脂传递模塑料（RTM）、片状模塑料（SMC）、聚丙烯玻璃纤维热塑性冲压片材（GMT）等，同时三维增强材料、 复合材料成型工艺、复合材料的再生利用技术和破损修补技术等也随着复合材料技术的不断发展而逐渐完 善。当然近年热塑性玻璃钢也得到较快发展，主要由三方面原因决定：一是原材料货源充足、价格较低， 二是工艺性能好，三是韧性较高。这些优点使其在某些领域胜于热固性树脂，包括环氧树脂为基材的玻璃 钢，使热塑性玻璃钢得到更

6、广泛应用。6玻璃钢的再利用问题已形起各方重视，这也是发展过程中的重要课题。7 美国、日本有关厂家已对热 固性玻璃钢的废料提出了两种不同的处理方法，如美国的机械粉碎法，将玻璃钢废料经速冻、粉碎、磨粉， 将所得细粉做填料使用。实验证明在SMC树脂混合物中加入1015%的玻璃钢细粉做填料，制品性能不 降低还降低了制品比重。为开发玻璃钢回收技术，人们一直在进行研究。SMC工艺生产的FRP制品能通 过粉碎的方法成功的回收利用，粉碎产物作为填料再使用。玻璃钢废物（加SMC废料）主要由无机材料组成， 可以通过烧结处理回收。8玻璃钢产品的主要应用3.1玻璃纤维增强塑料在建筑领域的应用结构由于玻璃钢的可设计性和

7、良好的力学性能可用于建筑物的承载结构以及建筑物加固。9玻璃钢门 窗具有质轻，高强，防腐，保温，绝缘，隔音，寿命长等特点，因此在建筑工程上开始广泛应用。10用 作承载结构的玻璃钢建筑制品有柱、桁架、梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等，这些构件主要用于化 学腐蚀厂房的承重结构、高层建筑及全玻璃钢民用建筑；玻璃钢围护结构制品有各种玻璃钢波纹板、夹层 结构板，整体式和装配式折板结构和壳体结构，用作工业与民用建筑的内外墙板、天花板、壳体的板材， 它既是维护结构，又是承重结构。11其中玻璃钢夹层结构板的最大优点是：承载能力大，重量轻，有较 好的保温和隔音效果。采用这种板材作为围护结构，可以极大限度地减轻建

8、筑自重，减少承重结构的荷载， 故常用作框架结构的高层建筑的墙体材料。123.2.化工防腐我国每年工业设备与器材因腐蚀而造成的经济损失达100亿元以上，美国曾高达其国民生产总值的 49%。具有优异耐化学防腐蚀性能的玻璃钢早为人们所共识，化工防腐是玻璃钢的传统市场，如胜利油 田已用玻璃钢管3 5 0多公里，高压玻璃钢管市场看好。发达国家15%的玻璃钢用在化工防腐，预计我 国将以不低于10%的年增长发展。133.3渔船我国现有渔船9 6万艘，其中机动渔船43万艘，9 8%是木船。钢船易锈蚀，维修费高；木船技术 性能差，安全性能差，油耗高，尤其是我国森林资源短缺；玻璃钢渔船整体性好、油耗低、少维修、寿

9、命 长，其优越性已逐渐为渔民所认识。目前玻璃钢渔船的保有量（4 6 0艘）与我海上渔业大国极不相称。3.4陆地车辆生产实践和科学研究表明，玻璃钢复合材料不失为较科学、理想的新型汽车零部件材料。在未来开发 节能、环保的新车、快速改型换代、小批量投产方面，它将起着重要作用。地球石油资源日趋枯竭，据称 现存资源仅能再开采5 0年，因此世界上已开发压缩天然气（CNG）或电能、太阳能等能源驱动的汽车。 CNG作燃料可降低噪音，延长发动机寿命，尤其是排放的氮硫氧化物远低于汽油或柴油驱动的汽车，对 环保有利。此外，高速列车、汽车所用玻璃钢件颇多。143.5能源风力发电机已在推广中，目前叶片已做到长2 2.5

10、米（直径约5 0米，发电功率6 0 01 0 0 0 k W）。核电站已成功地大量采用玻璃钢管。开发风力资源、太阳能及核电配套产品，玻璃钢行业将大有可 为。2009年全球风电能力达到159,213MW, 2009年新增38312MW。风电的年增长率达到了自2001年以 来最高的31.7%。到2009年年底全球风力发电340万亿瓦小时/年，相当于世界第七大经济体意大利的全 部电力需求，也相当于全球电力消费的2%。15我国玻璃钢行业的发展前景4.1第四届玻璃钢市场和技术发展高层论坛的会议精神2010中国玻璃钢复合材料行业产业链互动发展与新兴市场应用高层论坛于2010年11月26-28日在 山东德州

11、召开。玻璃钢复合材料区域经济市场和技术发展高层论坛从2007年起成功举办了三届。历届会 议集中了这些地区数百家企业的智慧和经验，推动了南北东西地区企业的互动交流，促进了这些地区的玻 璃钢复合材料的发展。2010年，我国玻璃钢复合材料行业在全球低碳经济的引导下，在传统能源的节能减 排和新能源的开发方面，以轻质高强多功能打造的玻璃钢复合材料以其显著的特性发挥了巨大作用。城市 水处理工程、船舶低碳减重工程、船艇海上旅游工程、海洋防腐和海水淡化工程、冶金钢铁电力脱硫工程、 智网电力装备工程、煤石矿井的开采防腐和安全工程、风电工程、车辆低碳工程、建筑节能和装饰装修工 程等大批量、规模化渗进了我们的材料。

12、在全球复合材料行业中，无论国外还是国内，以玻璃纤维为增强 的玻璃钢复合材料在性价比、强重比方面仍然是用量最大最重要的新材料。这几年玻纤和树脂原材料创新， 玻璃钢复合材料进入了最高端的风电材料，5兆瓦60多米玻璃钢叶片采用了高强高模量高耐疲劳的高性能 玻纤和树脂，通过抽真空成型工艺成型制造如此长的叶片是最有力的市场例证，充分反映我们材料和制品 的市场生命力和前途。4.2德国第七届玻璃钢国际会议的主要内容第七届玻璃钢无极限国际会议于2011年3月23-24日在德国菲尔斯腾费尔德布鲁克县举行。在很多 设备工程中玻璃钢材料已被证明是性能优良的多功能建筑材料。时间证明玻璃钢用来生产管道、容器和加 工设备

13、，能够满足非同一般的和独特的要求，而且可以扩展其潜在的最终用途。工厂的设计师、工程师、 最终用户和工厂操作人员是第七次机会来了解和使用这种“无限”材料的新应用。玻璃钢部件日常使用的实 践经验和报告是会议的主要焦点。除了选材工艺、材料特性和要求、加工和设计外，会议内容还包括认证 和标准化。4.3玻璃钢行业发展趋势前景分析我国的玻璃钢工业起步于1 9 5 8年，“八五”以来获得了长足的发展。近几年，随着市场经济的逐步 完善，我国玻璃钢行业呈现出跳跃式增长之势，年增长率为国民经济增长率的34倍。2 0 0 0年，玻 璃钢总产量达历史最高水平，产量超过日本，居世界第二位。同时，在国内一些大型企业和部分

14、乡镇企业 整体实力增强、产品技术含量不断提高的基础上，一些合资企业起点高，技术先进，拉动了我国玻璃钢行 业的整体提升。16在倡导环保、节能的当今世界，与其它工业门类相比，玻璃钢工业具有旺盛的增长 活力。在美国、欧洲等发达国家，作为玻璃钢产品的主要材料玻璃纤维工业的增长率一直高于这些国家的 GDP增长率。我国大陆及台湾省的玻璃钢工业，近年来已呈现出快速发展的势头。我国玻璃钢工业目前 已形成一门独立的工业体系，在国民经济中发挥着越来越重要的作用，出口也呈增长势头。玻璃钢/复合材 料技术当今的发展的2大趋势：一是大力开拓玻璃钢/复合材料的应用范围，二是不断提高先进性能。因此 材料的技术进步十分重要，

15、玻璃钢/复合材料的再利用问题已形起各方重视，这也是发展过程中的重要课题。 玻璃钢行业在全世界的发展现在已经是最热的趋势。不过在我国玻璃钢产品的发展还有很大的空间去开 拓，由于我国的玻璃钢行业起步较晚。所以有些市场还没有完全打开。有些市场目前还处于空旷阶段。玻 璃钢行业将坚持自主创新，以技术促进行业可持续向高层次发展。17参考文献1李瑞英，玻璃纤维增强塑料在建筑领域的应用J.上海建材.第二期.20102赵鸿文.我国玻纤，玻璃钢产业及市场走势J.热固性树脂第16卷第五期.2001.93薛忠民.中国复合材料/玻璃钢工业50年J.玻璃钢/复合材料.第五期.20094陈博.玻璃钢行业2006年运行分析与

16、2007年行业展望J.综述Fiber glass.20075陈博.世纪之交的中国玻璃钢工业J.玻璃钢/复合材料.2001.36 陈博.2008年我国玻璃钢与复合材料行业技术进步综述J.二一建筑材料。第一卷第三期.2009.67李彦春.我国玻璃钢/复合材料发展动向J.玻璃钢/复合材料论坛第十二集.2008.108李彦春.玻璃钢行业废弃物回收利用现状与展望J.玻璃钢/复合材料论坛第十二集.2008.109蒋汉生，金义洪，FRP在建筑领域的应用J玻璃钢复合材料.1999年第三期10李彦春.我国玻璃钢门窗的发展现状及趋势J.中国不饱和聚酯树脂行业协会第九届年会论文集11常世锋，王涛，玻璃钢的特点及在建筑上的应用J，河南建材，200912丁斌.