刘嘉麒院士认为材料是人类社会进步的重要标志,是科学与技术的综合体现;科学技术要发展,社会文明要进步,都离不开物质材料作基础。中国有丰富的玄武岩资源,特别是东北和东南沿海地区分布更为广泛,为发展玄武岩材料工业提供了有力的物质基础。把广泛分布的玄武岩利用起来,会大大减少石油、煤炭及其他矿产资源的消耗,从长远来看,这是一件非常有意义的事业。河北贝特玄武岩科技有限公司扛起环保绿色大旗,引领 21 世纪新型绿色材料应用风潮。记者非常有幸采访到程晓凤总经理,请大家跟随我们一起了解贝特,理解环保,展望未来。
首家批量生产玄武岩鳞片
河北贝特玄武岩科技有限公司(以下简称“贝特公司”)坐落于河北省巨鹿县经济开发区,于今年新兴成立,是一家以生产销售玄武岩鳞片及其纳米化应用产品为主的高新技术企业。据程总介绍,玄武岩鳞片最早是由乌克兰的专家开发,在前苏联的船舶重防腐涂料等已获得成功应用。国内只有少数几个企业可以做出玄武岩鳞片,而我司是国内首家实现批量生产的企业。玄武岩鳞片的项目总投资 5.1060 亿元,占地 60 亩,产品年产 500 吨。目前,该项目在开发区孵化园 1 号厂房进行项目孵化。厂房内部各功能车间已建成,生产设备安装完成,公司采用先进、成熟、可靠的工艺流程,已经开始投产。下文中程总将从新型绿色材料的性能,形态及应用等做出详尽的介绍。希望此次新材料的分享可以倡导大家关注新材料的应用。
21 世纪新型绿色材料——玄武岩鳞片
玄武岩鳞片是以自然界分布广泛的玄武岩石为原料,采用独特的工艺方法而生产的一种高科技新型材料,耐磨、耐高温、耐极寒、耐强酸碱和海水,抗辐射, 透波并吸波, 具有介电性、 绝缘性,强相容性和强附着力等多种性能。用其与其它材料合成的新型材料,具有比原材料更加优良的物理、机械和化学性能。近年来,发达国家都争先研发玄武岩鳞片(BSC)等玄武岩复合材料,由于其性能优异,性价比好,可广泛运用于航空航天、军工、车船制造、工程塑料、建筑等领域,被誉为 21 世纪最具潜力的绿色新材料。
玄武岩麟片原片
玄武岩麟片400目细粉
鳞片是指金属及某些无机化合物经物理或化学方法处理后,成为一定粒径和厚度的薄片。而鳞片防腐涂料是以各种金属或非金属鳞片骨料和各种高性能耐腐蚀树脂及相应助剂组成的厚浆型重防腐涂料。由于鳞片涂料是多层片状结构,可以形成平行叠加的错层厚膜,产生特殊的“迷宫”效应,不仅把涂层分割成许多小空间而降低涂层的收缩应力和膨胀系数,而且迫使介质迂回渗入,从而延缓了腐蚀介质扩散和侵入基体的途径和时间,因而具有极佳的抗渗透性、 抗冲击性、耐磨性和耐腐蚀性,延长了涂层的使用寿命。近年来,鳞片涂料越来越受到国内外业内的关注, 成为发展迅速、应用广泛的重防腐涂料。目前,鳞片涂料主要包括玻璃鳞片涂料、云母氧化铁鳞片涂料、云母鳞片涂料、石墨鳞片涂料、不锈钢鳞片涂料和玄武岩鳞片涂料等,其中玄武岩鳞片涂料由于自身优异的物理化学性能,使其在石油、化工、船舶、桥梁、建筑大坝等防腐领域有着广泛应用,特别是优异的耐高低温稳定性、介电性和耐化学品性,可满足国防军工的需要。
玄武岩鳞片性能及形态
玄武岩鳞片具有一系列优异的化学、物理性能,有极其广泛的应用发展前景。它的耐久性、高效、高质、低成本等特点,能代替金属、水泥、木质材料, 利用它与其它材料生成的新型材料,具有比原材料更加优良的物理、机械和化学性能。
玄武岩鳞片是通过融化玄武岩矿石而得到的一中鳞片状的物质 , 是无污染的纯生态产品。它是一种填充料,是制造耐磨、耐蚀、耐化学腐蚀的表面涂层。制造加强型复合材料、加强型塑料、摩擦材料(刹车块、齿合盘)等,是 21世纪独一无二的新型材料,也称浇铸品。油漆涂层中加油加强型玄武岩鳞片,其耐磨性和化学稳定性增加许多倍。塑料中加油加强玄武岩鳞片起强度增加 2-3倍。玄武岩鳞片与无机化合剂配合在一起,可以制造出不能燃烧的耐热涂层,其使用温度高达 1000 摄氏度。
国内顶尖机构专业性能检测
1. 基本物性检测
程总介绍在 2016 年贝特委托国内腐蚀专业顶尖的北京科技大学国家材料环境腐蚀平台进行玄武岩鳞片基本物性测试,得出一下结论:玄武岩鳞片为透明、灰绿色片状,尺寸分布在25μm ~ 3mm 范围内,厚约为 3μm。它是由灰黑色的火山岩浆玻璃体经高温熔融、澄清均化、成型筛选等特殊加工而成的。玄武岩鳞片能改善聚合物材料的防腐性能并提高耐磨性,因为单层平均厚度为 500μm 的涂层有 150 ~ 200层鳞片,形成层状曲折结构,相对一般的耐腐蚀层穿透率降低为原来的1/10 ~ 1/15,显示出优异的抗介质渗透性能,并提高其机械性能、热变形温度、介电性能,减少热膨胀和收缩,其工作温度范围为 -200 ~ 1000℃。
高倍显微镜下玄武岩鳞片形貌
2.吸波性能测试
我司委托大连理工大学进行了添加玄武岩鳞片涂料吸波性能测试得出如下结论:
1) 玄武岩鳞片的加入,吸波峰值由原来的 12.3GHz 处的 -25dB 增加到8.6GHz 处的 -35dB,超过 -10dB 的频宽由原来的 3.8GHz 增加到 5.3GHz。、
2) 玄武岩鳞片的加入可有效改善原有铁硅铝的吸波性能,吸波峰值得到极大提高;
3) 同时,使其有效吸波频段向低频移动,可有效解决低频吸波性能低的问题;
(1)通过 SEM 微观分析可知,样品为典型的鳞片状材料,样品尺寸分布可在几微米到数百微米范围内可控分布;厚度约为 1-10 微米范围可控。
(2)通过 EDS 能谱分析可知,样品的成分类似,主要由 Si,Al,Fe,Ca,Ba,Na,Mg,K,Zn 和氧等复杂元素组成,符合玄武岩鳞片的成分特征;
(3)初步测试得出,玄武岩鳞片是一种优良的吸波涂层添加剂,能有效解决低频吸波性能;
世界领先新型材料应用领域广泛
1)汽车制造业
用作汽车消音器、隔热板、隔热垫、屏蔽护板的隔热吸音材料,加强型材料可用来制造刹车块和齿合盘、结构塑料,还可用作不可燃的复合材料、汽车外胎的帘子布,短切纤维可用来制造加强塑料及其它材料。还可用作制造燃油箱、LPG 气瓶和压缩天然气气瓶的材料。还可以用作汽车底部的防蚀、防撞、耐磨涂层。
2)船舶工业
用作防止海水腐蚀的复合材料、船上装置和设备的隔热隔音材料、船体隔热板和舱壁隔热材料、结构材料。在小型造船业领域,主要用作船体、船上部结构的结构材料。还用作船体、船上部结构的防蚀油漆层。
3)航空工业和火箭制造业
用作隔热吸音布、发动机和机身的隔热吸音防潮蒙皮布、结构复合材料和高温材料。
程总对记者说,玄武岩鳞片是国内首创、世界领先的新型材料,玄武岩鳞片的问世填补了国内外新材料行业的空白。玄武岩鳞片材料性能优异、性价比高,广泛应用于国防军工高技术领域、航天航空领域、建筑领域、复合材料领域、石油化工领域、热震领域、节能环保领域、防护领域和电绝缘、介电材料领域等。与同领域其他产品相比,玄武岩鳞片在成本、性能、价格、质量等方面,具有显著优势。我司作为首家批量生产的企业将引领玄武岩鳞片行业的快速发展,并为国民经济相关领域的技术创新和产品升级换代作出重大贡献。
后记:
如果要以一种颜色来定义一个企业,那么河北贝特玄武岩科技有限公司一定是绿色的。玄武岩鳞片性能优异,性价比高,作为新型绿色材料的带头人,未来我们将切实感受到他为我们的生活,社会及文明带来的变化。