玻璃棉（英文名：glass wool）是一種采用石英砂、鈣粉、白云石等天然礦石為主要原料，配合一些堿、硼砂等化工原料熔成玻璃，在融化狀態下，借助外力吹制式甩成絮狀細纖維，而形成的人造無機纖維。其特點是容重小、成型好、熱導率低、保溫絕熱、吸聲系數高、耐腐蝕、化學性能穩定。是一種優良的絕熱、吸聲、過濾材料。
第一次世界大戰期間，德國由于進口石棉來源斷絕，便開始大力研制玻璃棉作為替代品。1930年美國發展了蒸氣或空氣噴吹法，使每個初級玻璃流股受到氣流的分裂、牽伸而成為細而短的纖維，此法使得玻璃棉產量大增，但非纖維雜質較多。1936年法國圣戈班發展了圓盤離心法，1949年美國美國歐文斯科寧公司發明了火焰噴吹法，1956年法國圣哥本公司首先發明了離心噴吹法，自此世界各國主要采用火焰噴吹法和離心噴吹法生產玻璃棉，其中85%是用離心法生產。
按化學成分玻璃棉可分為無堿、中堿和高堿玻璃棉。其生產工藝可分為火焰法玻璃棉，離心法噴吹玻璃棉，蒸汽(或壓縮空氣)立吹法玻璃棉，世界各國多數采用離心噴吹法，其次是火焰法。生產工藝主要包括原料配制、玻璃熔化及玻璃棉成型等工序。玻璃棉制品按其形態、結構形式可分為玻璃棉、玻璃棉板、玻璃棉帶、玻璃棉毯、玻璃棉鉆和玻璃棉管殼。玻璃棉在熱力系統、石油化工、建筑、冶金、交通運輸、制冷設備、電力、車船、航空等領域有廣泛應用。
簡史
第一次世界大戰期間，德國由于進口石棉來源斷絕，便開始大力研制玻璃棉作為替代品。
1930年美國發展了蒸氣或空氣噴吹法，使每個初級玻璃流股受到氣流的分裂、牽伸而成為細而短的纖維，此法使得玻璃棉的產量增大，但非纖維雜質較多。
1936年法國圣戈班發展了圓盤離心法。它的工藝是將熔融的玻璃液落到轉速為3500轉/分，帶有溝槽的耐火材料圓盤表面，由離心力的作用成纖維，纖維最大直徑25μm，并會有25%的非纖維雜質。
1949年美國美國歐文斯科寧公司發明了火焰噴吹法，此法最大的優點是質量好，即纖維直徑細。非纖維雜質少，纖維柔軟蓬松，其缺點是單機產量低、單位產品能耗高。
1956年法國圣戈班首先發明了離心噴吹法，并向十幾個國家出售專利。火焰噴吹法和離心噴吹法研究成功并投入工業生產之后，玻璃棉以嶄新的面貌出現于世，工藝和設備均達到了十分完善的程度，其產品應用于各個領域，在節能、降噪、過濾等方面發揮了重要作用。
1957年10月北京建筑材料科學研究總院有限公司第一次在實驗室采用火焰噴吹法試制出玻璃棉，俗稱“超細玻璃棉”。
1964年南京玻璃纖維研究設計院完成第一套火焰噴吹玻璃棉成形機組的設計。
1966年南京玻璃纖維研究設計院與大連玻璃棉廠合作開展離心噴吹玻璃棉探索試驗，為離心噴吹玻璃棉工性試驗提供理論基礎和技術準備。
1979年在實驗室研發的基礎上，南京玻璃二廠建成國內第一套微纖維玻璃棉生產機組和超高效空氣過濾紙生產線，至此中國微纖維玻璃棉及其制品的雛形初現。
1996年南京玻璃纖維研究設計院成功開發微纖維玻璃棉絕熱紙，為當時導熱系數最小的絕熱材料，并且廣泛應用于電加熱的家用電器上。
2013年，玻璃棉成為世界上應用最廣泛的絕熱材料之一。
分類
按化學成分分類
無堿玻璃棉
無堿玻璃棉即指玻璃成分中氧化鈉含量在2%以下的制品，它的化學穩定性和電絕緣性能及強度都很好，可用于外溫度600°C下及對抗蝕性有嚴格要求的場合。
中堿玻璃棉
中堿玻璃棉，即指一般平板玻璃成分中堿金屬氧化物含量在12%左右的制品，可用于外壁溫度450°C以下以及對抗腐蝕性沒有特殊要求的場合。
高堿玻璃棉
高堿玻璃棉，即指一般玻璃成分中氧化鈉含量在14.8%以上的制品，不能用于對耐酸有特殊要求之處，其最高使用溫度為300°C。
按照纖維直徑分類
玻璃短棉
玻璃短棉，又叫普通玻璃棉，它是由熔融狀態的玻璃液，流經多孔漏板后，形成一排液流，再用過熱蒸汽或壓縮空氣噴吹而成的為玻璃纖維，并沉積于積棉室。外觀類似棉絮，故稱短棉。 其纖維長度為50~150mm，纖維直徑12μm，外觀潔白。
超細玻璃棉
超細玻璃棉是熔融狀態的玻璃液從多孔漏板流出來后，經橡膠輥[gǔn]拉制成一次纖維，再經高溫、高速燃氣噴吹而成二次玻璃纖維，并沉積于積棉室。普通超細玻璃棉的纖維直徑通常比玻璃短棉細的多，通常在4μm以下，外觀潔白。此外超細玻璃棉還具有輕質、低導熱、耐腐蝕、絕緣、隔音和隔熱等優異性能，在航空等領域被廣泛應用。
超細璃棉分為以下三種。
(1)普通超細玻璃棉簡稱超細。其成分含有一定的堿，所以又稱有堿超細玻璃棉，不能用于對耐酸有特殊要求之處。
(2)無堿超細玻璃棉，其成分含堿量極小(總含堿量小于0.7%），高溫最高使用溫度600℃。
(3)高超細玻璃棉是以無堿超細玻璃棉經酸處理與水洗后制成。由于去除了玻璃中易熔部分，剩下96%以上的SiO?，因而具有耐高溫耐腐的特點，最高使用溫度為1000°C。
中級纖維玻璃棉
中級纖維玻璃棉，即將廢玻璃熔化后，利用滾筒先拉制成連續纖維，最后再切斷成具有一定長度的玻璃纖維，稱為中級纖維玻璃棉。
生產工藝
火焰噴吹法
概述
火焰噴吹法玻璃棉生產技術裝備簡單，投資少，棉纖維直徑細(最細直徑0.1pm)，手感好，但該方法產量低、能耗大、成本高。這種生產方法不適用生產傳統的保溫隔熱用的玻璃棉制品，20世紀90年代初已被先進的低能耗離心噴吹法所取代。但對特殊用途的各種微纖維玻璃棉，火焰噴吹法仍然是唯一的生產方法。生產工藝主要包括原料配制、玻璃熔化及玻璃棉成型等工序。
工藝流程
1.原材料選擇：多數情況下玻璃棉的制造以碎玻璃、玻璃塊、玻璃球為原料，有的可以用中堿球或是無堿球作為原材料。
2.玻璃融化：在選擇完原材料后便是對原材料進行清洗，清洗完成后將原材料送入熔爐中進行熔化。
3.玻璃拉絲：熔化完成后的玻璃液在經過熔化爐底部多孔漏板流出后，會由一對膠輥拉成直徑0.2~0.5mm的一次纖維或稱一次絲。
4.噴棉：一次絲形成后會在膠輥的牽引下，將一次絲排列整齊后送到燃燒室噴出的火中，這種高溫高速火焰會將一次絲再次進行熔化，隨后在玻璃棉成形同時噴入霧化的水溶性沒藥樹黏結劑。
5.玻璃棉成型：融化成功后會形成棉纖維，后將形成的棉纖維送入集棉室并沉積到網帶之中牽伸成玻璃棉，定型成為玻璃棉的板、管、氈制品。
離心法噴吹法
離心噴吹玻璃棉工藝基本原理是，熔融玻璃液經漏板形成的高溫玻璃液流股并流入高速旋轉的離心器內，離心器的側壁有萬余個小孔，在離心力的作用下玻璃液通過離心器側壁小孔形成輻射狀萬余條細的玻璃液流股，在環形高溫高速火焰噴吹作用下細流股被牽伸成棉纖維即稱離心噴吹玻璃棉。成形的棉纖維施加樹脂型黏結劑，經鋪氈、固化、切裁成各種規格尺寸的玻璃棉制品。離心噴吹工藝能耗低、效率高、渣球含量少、技術經濟效果好，當今世界各國的玻璃棉生產廣家，絕大多數均采用離心立吹法。
蒸汽(或壓縮空氣)立吹法
蒸汽立吹法制造玻璃棉的生產過程是連續的，并且其所用的機構及設備組成了一條機械化的傳送生產線，從熔化玻璃開始至最后制得成品為止，其間生產過的全部工序都在該條生產線上完成。
性能參數
性能要求
玻璃棉一般具有容重小、耐熱性能好、保溫絕熱、吸聲系數高等性能特點。
耐熱性
由于玻璃棉是由互相交錯的玻璃纖維構成的多孔結構材料，其導熱系數相對較低，一般約為0.037~0.039W/(mK)之間，普通玻璃棉一般可忍受300攝氏度以下溫度，如果是無堿超細玻璃棉則可忍耐600攝氏度以下溫度。
吸聲系數
玻璃棉能夠吸聲的原因不是由于表面粗糙，而是因為內部的玻璃纖維相互交錯、結構蓬松，超細玻璃棉內部具有大量內外連通的微小孔隙和孔洞，當聲波入射到離心玻璃棉上時，聲波就能順著孔隙進入到材料的內部，這樣就引起了空隙中空氣分子振動。由于空氣的粘滯阻力，空氣分子與孔隙壁間的摩擦力，聲能被轉化成熱能從而損耗，如超細玻璃棉的密度為20kg/立方米，其吸聲系數NRC大于等于0.75。
示例參數
相關產品
玻璃棉板
玻璃棉板是破璃棉中加入適量的熱固性樹脂膠黏劑加工形成的具有一定剛度的板狀絕熱材料。其適用于對環境要求較高的場所，如高檔公寓、會所辦公室等。
玻璃棉卷氈
玻璃棉卷氈是以破璃纖維為主要原料，經滾壓制成的厚度在20mm以上柔性的氈狀材料。其中不含膠黏劑的稱為原棉氈，原棉氈使用溫度可高達400℃，但機械強度較差。而在玻璃棉氈的一面或兩面鋪有金屬網的稱為金屬網棉氈。也可貼牛皮紙、玻璃布、塑料薄膜或金屬箔經縫紉或不縫紉，稱為貼面棉氈或貼面縫氈。玻璃棉卷氈主要適用于包扎各種形狀的暖通空調風管。
玻璃棉管殼
玻璃棉管殼是以玻璃棉、玻璃棉氈為主要原料，加入少量熱固性膠黏劑，經卷管、壓制定形制成的管狀或半管狀制品。為提高強度、便于施工，其表面常被粘貼上牛皮紙、玻璃布、塑料薄膜或金屬箔。玻璃棉管殼常在建筑上用作供暖管線的絕熱、保溫。
應用領域
電力熱力系統
由于玻璃棉的保溫性能相對來說優于硅酸鋁制品，能在400℃及以下的熱力設備與管道上作保溫層，因此其在電力工程、熱力供熱工程上有著廣泛的應用。
建筑
隨著人們生活水平的提高，對住宅、工作環境保持適宜溫度的要求愈來愈廣泛，因此房屋采暖、空調也逐漸增加，建筑物的使用能耗將大幅度上升。為降低建筑物的使用能耗，應合理使用輕質高效絕熱材料，而玻璃棉不但能夠大大減輕建筑自重，還可以節約大量燃料，因此，玻璃棉在建筑節能工程中應大力推廣使用。玻璃棉主要用作于建筑構件、雙層墻壁及樓板中空隙處的填料，借以保溫隔音。
制冷
由于玻璃棉制品在低溫環境中仍具有較低的導熱系數，并且無毒，化學穩定性好，其逐漸在制冷行業應用，如冷庫冷藏車的隔熱板、制冷行業的各類制冷管道 、隔熱管套等。
汽車
汽車發動機在運轉時會產生大量的熱能，對駕駛室和車廂內環境影響很大，玻璃棉的作用是改善車內工作環境，減少熱的輻射和傳遞 。在汽車發動機倉罩、轎車前圍隔熱吸聲板 、工程機械車駕駛室隔熱吸聲板等方面，均有玻璃棉的應用。
發展趨勢
技術發展
節能
當今世界有效的利用能源、節能降耗是擺脫能源危機的有效途徑之一，建筑保溫及各類熱工設備的保溫絕熱，已成為節能的重要措施。玻璃棉及其制品由于擁有不燃、不霉、不蛀、不變形、輕質等一系列優點，是一種高效的節能材料。
建筑保溫
建筑絕熱保溫材料是建筑節能的物質基礎。性能優良的建筑絕熱保溫材料和良好的保溫技術，在建筑和工業保溫中往往可起到事半功倍的效果，而玻璃棉則是具有優異的保溫和裝飾效果，在未來建筑保溫方面有著良好的應用。
環保
隨著對環境保護意識的增強，噪聲污染對人們的健康和日常生活的危害日益為人們所重視，建筑的吸聲功能在諸多建筑功能中的地位逐漸提高。對于一般建筑物來說，吸聲材料無需單獨使用，其吸聲功能是與保溫絕熱及裝飾等其他新型建材相結合來實現的。因此在改善建筑物的吸聲功能方面，具有良好吸聲性能的玻璃棉起著其他材料所無法替代的作用。
市場環境
世界
面對著全球能源的日益緊張，世界各國特別是歐美發達國家對節能技術給予了充分的重視。近些年來，各國在建筑設計和施工 、新型建筑材料的開發和應用、建筑節能法規的制定和實施 、建筑節能認證和管理等方面做了很多的工作。根據研究，全球玻璃棉的主要應用在住宅保溫領域，其中西歐國家及北美的住宅市場的回暖及住宅標準的提高是增長的主要因素。而在亞太地區玻璃棉這樣的保溫材料的應用大部分局限于工業及商業建筑領域，住宅市場的大門受技術推廣及國民的經濟水平的限制仍未真正打開。隨著各個國家對住宅節能的標準的制定及相關行業領袖企業的技術引入，住宅市場蘊藏著巨大的市場機會。
中國
根據《中國絕熱節能材料行業“十三五”發展規劃》，中國絕熱節能材料主要有幾大應用領域，包括建筑圍護結構的隔熱保溫和工業冷熱設備、窯爐、管道，以及交通工具隔熱保溫。玻璃棉及制品作為第三代絕熱吸聲新興材料，其研制和生產受到國家多項產業政策鼓勵、支持和引導。
相關標準
世界
中國
相關品牌
世界
歐文斯科寧
美國歐文斯科寧公司致力于保溫材料、屋面系統和玻璃纖維復合材料的開發、生產和銷售，其總部設在美國俄亥俄州的美國托萊多市，2020年銷售額達71億美元，在33個國家擁有員工約18000名，已連續66年入選“《財富》500強”。其主導產品有歐文斯科寧ECOTOUCH宜可玻璃棉等。
圣戈班集團
圣戈班以成為輕型與可持續建筑領域的全球標桿企業為愿景，基于持續的創新努力而誕生，可提供卓越的可持續性和性能。2022年圣戈班集團位于《財富》全球500強第252位，連續9年被評為全球100最具創新力企業，集團的業務遍及全球76個國家，其產品有：ISOVER 無甲醛暖通玻璃棉板，ISOVER無甲醛玻璃棉氈，ISOVER 暖通玻璃棉板等。
中國
華美節能
華美節能科技集團有限公司總部坐落于京津冀、環渤海經濟圈中心地帶，是集研發、生產和銷售于一體的企業集團，由8個公司組成，擁有9個產業園區，在河北、四川、廣東、江西、廣西建有生產基地，專業化生產橡塑絕熱保溫材料、離心玻璃棉、擠塑聚苯乙烯保溫板（XPS）等絕熱節能產品。其產品有：美樂斯·逸家無甲醛、無丙烯酸環保玻璃棉，華美通用玻璃棉，華美憎水型玻璃棉等。
國美
河北國美新型建材有限公司，是以生產離心玻璃棉、硅酸鋁等系列保溫產品的專業企業，是一個集研發、生產和銷售于一體的大型企業。公司位于河北省廊坊市大城縣，現有5個廠區，固定職工600余人，其中管理人員90余人，中高級職稱技術人員60余人。其主導產品有：玻璃棉管，彩色玻璃棉，白色無甲醛玻璃棉等。
玻璃棉的危害
玻璃棉的直徑極小，被視為微米級材料，材料比較脆弱，施工和安裝過程中容易折斷并且產生細微的纖維粉塵散落從而污染現場環境，且影響人們的呼吸，在其散落到人體的皮膚表面時還會引起刺癢的癥狀。其扎在皮膚上也會使皮膚刺癢，有少數人出現皮膚過敏，長年與玻璃纖維接觸的工人容易發生接觸性皮炎，可患結膜炎和角膜炎，嚴重者可見角膜混濁和局部膿腫。如果超細玻璃絲棉粉塵顆粒進入肺里，會使肺部產生硬化現象。長期在這種環境中工作的人患石棉沉著病的幾率較大，其主要病理的改變是肺間質纖維化和胸膜纖維化。
參考資料 >
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歐文斯科寧.歐文斯科寧官網.2023-10-30
玻璃棉制品. 河北國美新型建材有限公司 官網.2023-10-30
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