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耐高温手套材料介绍(四)石棉
发布者:www.weiyafh.com 发布时间:2012-03-25 阅读:807

石棉,又称石绵,是天然的纤维状的硅酸盐类矿物质的总称;(Asbestos,5.5FeO,1.5MgO,8SiO2,H2O)成分中含有一定数量的水;分裂成絮时呈白色;丝绢光滑,富有弹性。 最常见的有三种:温石棉(白石棉、蛇纹石石棉)、铁石棉(褐石棉)及青石棉(蓝石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、透闪石石棉、直闪石石棉...)。

由于石棉的纤维柔软,具有绝缘、绝热、隔音、耐高温、耐酸碱、耐腐蚀和耐磨等特性,在商业、公共事业和工业设施中有相当多的用途,例如耐火的石棉纺织品、输水管、绝缘板等石棉水泥制品,及各种绝热材料等广泛的应用于建筑、电器、汽车、家庭用品等。

另一方面,极其微小的石棉纤维飞散到空中,被吸入到人体的肺后,经过20到40年的潜伏期,很容易诱发肺癌等肺部疾病。这就是在世界各国受到不同程度关注的石棉公害问题。在欧洲,据预测到2020年因石棉公害引发的肺癌而致死的患者将达到50万人。而在日本,预测到2040年将有10万人因此死亡。人类对石棉的使用已被证明上溯到古埃及,当时,石棉被用来制作法老们的裹尸布。在芬兰,石棉纤维还在旧石器时代的陶器作坊被发现了。希腊历史学家赫罗多托斯(公元前5世纪)曾谈到用来装盛被焚烧尸体骨架的耐火容器。据说夏勒马澳拥有一块用石棉制成的白色台布,他在一次宴请客人的饭后将桌布扔于火中以使客人感到惊奇。

  中国周代已能用石棉纤维制做织物,因沾污后经火烧即洁白如新,故有火浣布或火烷布之称。列子书中就有记载:“火浣之布,浣之必投于火,布则火色垢则布色。出火而振之,皓然疑乎雪”。马可波罗曾说道一种“矿物物质”,被鞑靼人用来制作防火服。

  在法国,拿破仑皇帝曾对石棉很感兴趣,并鼓励在意大利进行实验。最古老的石棉矿是在克里特岛(希腊)、塞浦路斯、希腊、印度和埃及发现的。在18世纪,欧洲共记载了20个石棉矿,最大的是位于德国的赖兴斯坦(Reichenstein)。在美洲大陆,宾夕法尼亚州开采石棉始于17世纪末期。

  1860年以后工业采矿发展起来,这既是受到了意大利和英格兰纺织工业的驱动,又是因为在南非、北美和俄国发现了大型石棉矿藏

  1900年前后,全世界开采的石棉数量大约是每年30万吨。石棉采矿自工业时代开始一直不断发展,1975年约500万吨的石棉被开采出来,此后,吸入石棉粉尘带来的健康风险被广为传播开来,使用石棉的数量逐步下降,到1998年降至300万吨上下。世界上所用的石棉95%左右为温石棉,其纤维可以分裂成极细的元纤维,具有优良的纺丝性能。青石棉和铁石棉占石棉总消耗量的5%以下,主要用于造船。直闪石石棉是类似滑石的一种石棉,常用作“工业滑石”。

  石棉纤维可以织成纱、线、绳、布、盘根等,作为传动、保温、隔热、绝缘等部件的材料或衬料,在建筑上主要用来制成石棉板,石棉纸防火板,保温管和窑垫以及保温、防热、绝缘、隔音等材料。石棉纤维可与水泥混合制成石棉水泥瓦、板、屋顶板、石棉管等石棉水泥制品。石棉和沥青掺合可以制成石棉沥青制品,如石棉沥青板、布(油毡)、纸、砖以及液态的石棉漆、嵌填水泥路面及膨胀裂缝用的油灰等,作为高级建筑物的防水、保温、绝缘、耐酸碱的材料和交通工程的材料。国防上石棉与酚醛、聚丙烯等塑料粘合,可以制成火箭抗烧蚀材料、飞机机翼、油箱、火箭尾部喷咀管以及鱼雷高速发射器,船舶、汽车以及飞机、坦克、舰舶中的隔音、隔热材料,石棉与各种橡胶混合压模后,还可做成液体火箭发动机连接件的密封材料。石棉与酚醛树脂层压板,可做导弹头部的防热材料。兰石棉还可作防化学、防原子辐射的衬板、隔板或者过滤器及耐酸盘根、橡胶板等。

纺织

  纤维长度较长、含水量较多的石棉纤维经机械处理后,可直接在纺织机械上加工,制成纯石棉制品。或在石棉纤维中混入一部分棉纤维或其他有机纤维,制成混纺石棉制品。由于大多石棉纤维的长度较短,比较脆硬,容易折断,用机械加工容易污染空气。为了改进纺纱工艺和防止污染,近年来采用湿法纺纱,首先制成石棉薄膜带,经加拈制成纱线,然后再加工成为各种石棉制品。石棉纱线经制绳机械加工可制成各种绳索。也可织成石棉布缝制石棉服、石棉靴、石棉手套等劳动保护用品

建筑

  

石棉水泥管

  石棉水泥制品,常见的如石棉水泥管,石棉水泥瓦和石棉水泥板和各种石棉复合板等。这类制品的石棉用量占石棉总消耗量的75%以上,随着涂料工业的发展,各种彩色石棉瓦、彩色石棉板等将为建筑行业提供更优质的材料。石棉板用于建筑物的隔热、隔音墙板等。 生产石棉水泥制品一般选用硬结构的针状棉,级别要求不甚高,4~5级棉即可满足使用要求。

  石棉水泥制品所用石棉主要为温石棉,有时也掺加适量青石棉和铁石棉,所用水泥主要是硅酸盐水泥,若用磨细石英砂代替40%左右的硅酸盐水泥时,则制品需经蒸压养护。石棉与水泥的重量比的范围为10∶90~20∶80。

  石棉水泥制品的生产方法有圆网抄取法、马尼亚尼成型法、挤出法、 注射法以及干法等。

  ①圆网抄取法(Hatschek process)是较多采用的方法。其工艺是石棉水泥料浆加水稀释成为一定浓度的悬浮液后,经圆网筒过滤脱水并转移到一无端毛布上形成薄料层,然后通过真空脱水和加压密实,使薄料层粘集成为具有一定厚度的料坯,以供加工成各种制品,如波形瓦、平板和管等。

  ②马尼亚尼成型法(Magnani process)是将较浓的石棉水泥料浆或石棉水泥悬浮液直接流入成型机的毛布上,进行真空脱水和加压密实,制成石棉水泥波形瓦或压力管。马尼亚尼成型法、挤出法、注射法或干法制造石棉水泥制品,其石棉利用率均不如圆网抄取法高。

  石棉水泥制品具有较高的抗弯和抗拉强度,可制成薄壁制品;还具有耐蚀、不透水、抗冻性与耐热性好以及易于机械加工等许多优点。其主要缺点是抗冲击强度较低。

  石棉纤维在沥青中可以提高沥青的软化温度及降低其在低温下的脆性。石棉沥青制品有薄型石棉沥青板、石棉沥青布(石棉油毡)、石棉沥青纸、石棉沥青砖、液态的石棉漆和软性嵌填水泥路面及膨胀用的油灰等,作为建筑物的防水、保温、防潮、嵌填、绝缘、耐碱等材料。

工业

  ①石棉保温隔热制品:

  

石棉保温板

锅炉外壁和导管上常用石棉制作保温层,能提高锅炉的热效率,降低热能损耗。对蒸汽设备隔热,可降低车间温度,对于石油精炼等易燃、易爆部门亦可减少事故。冷藏设备采用石棉隔热,可以提高冷藏效果。用于车、船等交通工具的锅炉室隔热,将不致提高车厢或船舱的温度。为了充分利用短纤维石棉和低质量石棉以降低成本,把石棉和其它材料配合制成以下保温材料用于有关设备中。如碳酸镁石棉粉、硅藻土石棉泥、碳酸钙石棉粉、陶土石棉粉等都是比较廉价的石棉保温材料。近年来,国内又开发出了一种比较高级的石棉保温材料-泡沫石棉,该产品导热系数低、保温性能好、节能效果显著,而且装卸方便。

  ②石棉橡胶制品:主要用于各种设备的密封、衬垫。主要品种包括:油浸石棉盘根、油浸石棉石墨盘根、其它石棉盘根、石棉橡胶板,耐油板等。生产量最大的是普通石棉橡胶板(高、中、低压)及耐油板,一般用温石棉制造,根据牌号不同选择不同级别。

  ③石棉制动制品:是任何传动机械和交通工具所不可缺少的,因为石棉有较高的机械强度和耐热性,有良好的摩擦性能。

  ·制动产品:有制动带、制动片或叫刹车带、刹车片。国产刹车带现有三种类型:一是石棉编制刹车带,分树脂和油浸两种,多用于矿山机械和拖拉机;二是橡胶石棉布刹车带;三是石棉纤维橡胶刹车带,多用于轻型机械的制动。国产刹车片主要用石棉为增强材料,以酚醛树脂为粘合剂,以填料为摩擦性能调节剂,经膜塑而制成的三元复合材料,主要用于载重汽车的制动刹车。另外,还有人工合成的火车闸瓦,钻机闸瓦等。

  ·传动制品:主要用于各种机动车辆和工程机械的动力传动。主要品种为各种规格的离合器片、阻尼片等。石棉离合器的主要成分与刹车片相近。石棉制动材料对石棉的要求不很高,只要石棉纤维充分松解,5、6级石棉已能满足制品性能要求。

  ④石棉电工材料:

  

石棉电工材料

利用石棉纤维与酚醛树脂塑合而制成各种电工绝缘材料。在电工上做高压器材的底板,高压开关把手,电话耳机柄及其军用器材以及配电盘、配电板、仪表板等。在造纸机上,用精选的石棉制成厚度为0.2mm以下的绝缘石棉纸,是用在电机线圈的一种绝缘材料。 温石棉用于制造电工绝缘材料时,必须充分注意纤维中所含铁的存在形式。这种铁若是以磁铁矿细粒分散在纤维中,则其制品的绝缘性显著降低,甚至不能做电工制品。因此,必须经过特殊处理除去此类杂质,方可用于制造电绝缘制品。涞源石棉矿属碳酸盐岩型石棉矿床,含铁量少,绝缘性能极佳,最适宜制造石棉电工材料。

市场

全球市场

  世界石棉消费在下降,特别是西欧。1975年,世界石棉产量曾达到509万吨,到1999年仅为193万吨,2002年有所回升,也只有213万吨。西欧国家已部分或全部禁止石棉产品。世界的另一部分地区,廉价耐用的石棉产品需求旺盛,特别是对石棉水泥(A/C)产品,如建筑用石棉水泥板、输水用石棉水泥管等。

  美国石棉消费逐年减少,所需石棉主要来自加拿大,美国石棉消费2003年下降到6000吨。消费领域主要有商业楼宇屋顶面材料、涂覆复合材料、摩擦材料、密封垫圈材料、绝缘材料。

国内

  中国石棉的消费以水泥制品的消费量为最大,约占总消费量的70%~80%;其次是摩擦材料占8%~12%;密封材料约占6%~8%;纺织制品及其他用途约占9%。

  中国的石棉出口量少,2003年出口为3472吨,主要出口到朝鲜(1234吨)、泰国(1539吨)、马来西亚(513吨)、日本(48吨),金额为155.62万美元。

  中国以前主要是进口部分长纤维石棉,以弥补国内长纤维石棉的不足。1991年后,俄罗斯普通石棉大量涌入,进口量急剧上升,仅2003年,除了进口长纤维石棉1366吨,金额96多万美元外,同期还进口一般石棉142111吨,金额达2431万美元。

价格

  石棉国际市场价格原来一直由英国工业矿物月刊按月发表,以英国工业矿物2001年5月刊登的价格和2004年3月英国MineralPriceWatch所登载加拿大温石棉价格相比,可以看出石棉价格保持持久稳定。

  由于西方国家使用石棉有减少的趋势,以及石棉环保等问题,石棉原矿市场在未来一定时间内,交易数量会受到一定限制,价格也会在MineralPriceWatch的基础上,小有波动,但石棉制品价格仍将非常坚挺。

  中国进口的石棉主要来自俄罗斯,而且主要是普通石棉,价格水平一直维持在每吨171美元左右,2004年,国际市场石棉价格没有变化,但俄罗斯凭借其中国石棉进口主要来源国的地位,每吨价格提高了5美元,达到176美元。

  石棉销售的分级:根据英国工业矿物,是参照加拿大标准制定,从温石棉第三组到第七组分别定价,南非温石棉为五、六、七组,南非青石棉按长、中、短纤维交货。

危害

石棉污染

  世界上所用的石棉95%左右为温石棉,其纤维可以分裂成极细的元纤维,工业上每消耗1吨石棉约有10克石棉纤维释放到环境中。1千克石棉约含100万根元纤维。元纤维的直径一般为0.5微米,长度在5微米以下,在大气和水中能悬浮数周、数月之久,持续地造成污染。研究表明,与石棉相关的疾病在多种工业职业中是普遍存在的。如石棉开采、加工和使用石棉或含石棉材料的各行各业中(建筑、船只和汽车修理、冶金、纺织、机械和电力工程、化学、农业等)。

  美国环保局已经对一些石棉制品进行限制使用,如1972年颁布的有关禁止喷涂含石棉纤维的耐火涂料的条例。

  德国1980-2003年期间,石棉相关职业病造成了1.2万人死亡。法国每年因石棉致死达2000人。美国在1990-1999年期间报告了近20000个石棉沉着病例。

  1998年,世界卫生组织重申纤蛇纹石石棉的致癌效应,特别是导致间皮瘤的风险,继续呼吁使用替代品。世界卫生组织还声明,没许多国家选择了全面禁止使多数欧盟成员国(所有成员国到2005年必须禁止一切石棉的使用)和越来越多的其他国家(冰岛、挪威、瑞士、新西兰、捷克共和国、智利、秘鲁、韩国)。其他一些国家正在审视

  目前各国均无室内空气石棉浓度的质量标准,一般可以参考最高容许浓度

  中国:温石棉在车间空气中的阈限值为2个纤维/立方。

致癌性

  

石棉致癌性

  石棉本身并无毒害,它的最大危害来自于它的纤维,这是一种非常细小,肉眼几乎看不见的纤维,当这些细小的纤维被吸入人体内,就会附着并沉积在肺部,造成肺部疾病,石棉已被国际癌症研究中心肯定为致癌物

  暴露于(长期吸入)一定量的石棉纤维或元纤维可引发下列疾病:

  ·肺癌、胃肠癌

  ·间皮癌-胸膜或腹膜癌

  ·石棉沉着病-因肺内组织纤维化而令肺部结疤(石棉肺)

  ·与石棉有关的疾病症状,往往会有很长的潜伏期,可能在暴露于石棉大约10至40年才出现(肺癌一般15~20年、间皮瘤20~40年)。

 
 

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