加拉絲成型工藝的難度。
[0023]Zr02可以有效提高玻璃的耐酸堿性，在硅酸鹽玻璃中Zr02只有立方體[Zr08]-種 配位。由于Zr4+離子半徑較大，在玻璃結(jié)構(gòu)中屬網(wǎng)絡(luò)外體可以有效填充在玻璃網(wǎng)絡(luò)空隙中， 并且含Zr02的硅酸鹽玻璃在酸堿溶液中水化后水化產(chǎn)物很難以離解成離子，因此Zr02在酸 堿溶液侵蝕下很穩(wěn)定，Zr02在硅酸鹽玻璃中的溶解度小，引入量過(guò)多會(huì)顯著提高玻璃的熔 化溫度增大玻璃液高溫粘度，增加失透性，增加了纖維在生產(chǎn)中的作業(yè)難度。而且引入Zr02 的原料是鋯英粉，價(jià)格較高，本發(fā)明配方中添加〇. 5-2.0%的Zr02更加優(yōu)化的是0.5-1.5%，既 可以保證具有較高的耐化學(xué)腐蝕性、又保證熔化溫度、玻璃成本不高。
[0024] Fe203是一種著色元素，對(duì)玻璃顏色和玻璃的熱傳遞性影響較大，含量過(guò)高會(huì)影響 玻璃的透熱性，為使玻璃具有良好的外觀(guān)，同時(shí)減小產(chǎn)品在生產(chǎn)中的作業(yè)困難，盡可能的降 低玻璃中鐵含量，使用鐵含量低的原料，使用煅燒氧化鋁引入Al2〇3,本發(fā)明中限定Fe2〇3< 0.25%〇
[0025] R2〇(Na20+K20)引入是必須的，含量在0.5-1.2%更加優(yōu)化含量范圍在0.5-0.8%。尺 20 對(duì)降低玻璃粘度和改善析晶傾向作用很大。而且加入的元明粉可以調(diào)節(jié)配合料熔化過(guò)程中 的氧化還原性，保證玻璃的熔制、澄清、均化效果，得到高質(zhì)量的玻璃。同時(shí)R2〇的存在對(duì)有 電助熔的窯爐具有很好的助熔效果，能夠最大程度發(fā)揮電助熔的作用，在一定程度上降低 了熔制、澄清的難度。
[0026] 具體實(shí)施例： 在實(shí)驗(yàn)室用以下配方配制配合料，熔制成玻璃塊，進(jìn)行性能檢測(cè)，為進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn) 行驗(yàn)證，在本公司池窯生產(chǎn)裝置進(jìn)行了此發(fā)明組合物的玻璃成分進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性生產(chǎn)。
[0027] 性能如下表：
通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，Si02含量提高可以有效提高玻璃的應(yīng)變點(diǎn)和軟化點(diǎn)溫 度，即提高玻璃的耐溫性，拓寬產(chǎn)品在高溫耐酸耐堿環(huán)保工程領(lǐng)域、機(jī)動(dòng)車(chē)消音器等領(lǐng)域的 應(yīng)用。本發(fā)明中的玻璃纖維軟化點(diǎn)在920°c以上，相對(duì)普通E玻璃纖維提高70-80°C，應(yīng)變點(diǎn) 提高80°C，耐溫性也相應(yīng)提高。使用這種耐溫性能高的玻璃纖維，可以提高消音器使用的耐 久性，也能減少對(duì)環(huán)境的影響;A1203提高可以有效增加玻璃的模量但是纖維成型溫度增加 太多；CaO、MgO可以降低玻璃的纖維化溫度，適當(dāng)調(diào)節(jié)兩者的比例可以調(diào)整ΛΤ的范圍，利于 拉絲作業(yè)。通過(guò)數(shù)據(jù)可看出，此系列組合物纖維成型溫度，比S-2玻璃纖維低140-180°C，比R 玻璃纖維低約40-81°C，所以此組合物相比S-2、R玻璃纖維更利于規(guī)?；馗G生產(chǎn)。
[0028]本發(fā)明生產(chǎn)的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物按照ASTMD2343標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 得玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度為2700-2800MPa，彈性模量84-86Gpa。
[0029]同時(shí)對(duì)普通E玻璃纖維、國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度玻璃纖維及本發(fā)明中所涉及的玻璃纖維組合 物進(jìn)行了耐侵蝕性的對(duì)比試驗(yàn)，具體結(jié)果如下： 1:玻璃顆粒耐化學(xué)腐蝕性實(shí)驗(yàn):將無(wú)硼無(wú)氟玻璃、S玻璃和本發(fā)明玻璃組合物分別磨 碎、過(guò)篩取70~80目之間的玻璃顆粒。分別進(jìn)行耐化學(xué)性檢測(cè)： 耐堿性檢測(cè):恒溫浸泡在80°C的5%NaOH溶液中96h。
[0030] 耐酸性檢測(cè):恒溫浸泡在96°C的10%H2S〇4溶液中96h。
[0031 ] 耐水性檢測(cè):恒溫浸泡在96°C的海水中96h。
[0032] 取出樣品過(guò)濾，在100°C烘箱中烘干，分別計(jì)算樣品質(zhì)量保留率。
[0033] 2:對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品和其他纖維進(jìn)行了以上條件的耐化學(xué)腐蝕性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì) 比，本發(fā)明涉及的玻璃纖維組合物耐化學(xué)腐蝕性與無(wú)硼無(wú)氟玻璃纖維相當(dāng)，和S玻璃纖維相 比較:耐堿性提高約17%，耐酸性提高約12%，有利于在耐熱耐腐蝕高強(qiáng)度高模量環(huán)境中推廣 應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于：其組成以Si〇2-Al2〇3-CaO-MgO四元系統(tǒng)為主，四種主量組分在玻璃纖維中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.2-98.5%，在所述的 四元系統(tǒng)中加入 0.5-1.2%R20、0.5-2.0%Zr02、其余為Fe2〇3。2. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于不含 Ll2〇〇3. 如權(quán)利要求1所述的高耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于不含 Ti〇2〇4. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于各成份 按重量份計(jì)包括： 59.0- 62.0%Si02 16.0- 19.0 %AI2O3 8.0- 13.0%CaO 9.0- 11.0%MgO 0.5-1.2%R20 0.5- 2.0%Zr02 Fe2〇3 ^ 0.25%〇5. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于各成份 按重量份計(jì)包括，再進(jìn)一步要求保護(hù)范圍如下： 59.0- 61.0%Si02 16.0- 18.5 %AI2O3 8.0- 13.0%CaO 9.0- 11.0%MgO 0.5-0.8%R20 0.5- 1.5%Zr〇2。6. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征子在于CaO含 量為 8.0-13.0%，。7. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于Si02含量 為59.0-62.0%。8. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于Si02+ Ah〇3> 76.0%，3.1<Si〇2/Al2〇3<3.9。9. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于MgO含量 在9-11%之間。10. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于還包含 按重量計(jì)總量不超過(guò)0.25 %的Fe2〇3。11. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于在類(lèi)似 E玻璃纖維耐火材料池窯窯爐內(nèi)熔制，采用鉑銠合金漏板直接拉絲作業(yè)生產(chǎn)。12. 如權(quán)利要求1所述的耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物，其特征在于玻璃纖 維的拉伸強(qiáng)度為2700-2800MPa，彈性模量84-86Gpa。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種耐化學(xué)腐蝕高強(qiáng)度高模量玻璃纖維組合物。此種玻璃纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異的綜合性能。能夠在高性能復(fù)合材料及在耐熱耐腐性環(huán)境下廣泛應(yīng)用。其特征在于，加入0.5-1.5wt%的ZrO2，無(wú)Li2O無(wú)TiO2無(wú)F2，在保證其高強(qiáng)度高模量的同時(shí)提高了玻璃的耐酸堿性。該玻璃纖維組合物以SiO2-Al2O3-CaO-MgO四元系統(tǒng)為主，主要成分包括，59.0-62.0wt%？SiO2，16.0-19.0wt%？Al2O3；8.0-13.0wt%？CaO，9.0-11.0wt%？MgO，0.5-？1.2wt％R2O以及0.5-1.50wt％ZrO2。該玻璃纖維組合物可以實(shí)現(xiàn)池窯法直接生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】C03C13/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105461231
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510545056
【發(fā)明人】唐志堯, 李永艷
【申請(qǐng)人】泰山玻璃纖維有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日