本发明专利技术涉及增强玻璃丝，其组合物含有在以重量百分数表示下述限定范围内的下述组分：ＳｉＯ↓［２］５０－６５％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１２－２０％、ＣａＯ１２－１７％、ＭｇＯ６－１２％、ＣａＯ／ＭｇＯ≤２，优选地≥１．３、Ｌｉ↓［２］Ｏ０．１－０．８％，优选地≤０．６％、ＢａＯ＋ＳｒＯ０－３％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０－３％、ＴｉＯ↓［２］０－３％、Ｎａ↓［２］Ｏ＋Ｋ↓［２］Ｏ＜２％、Ｆ↓［２］０－１％、Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］＜１％。这些丝是由在用比杨氏模量表示的机械性能与其熔化和纤维化条件之间有极佳折衷的玻璃构成的。
Glass fiber for enhancing organic and / or inorganic materials
The present invention relates to a reinforced glass fiber, comprising the following percentage by weight in the range defined group: SiO: 2 5065%, Al: 2 O: 3 1220%, CaO1217%, MgO612%, CaO / MgO less than 2, preferably more than 1.3 Li, down 2 O0.1 0.8%, preferably less than 0.6%, BaOSrO03%, B: 2 O: 3 03%, TiO: 2, Na: 2 03% OK: 2 O < 2%, F: 2 01%, Fe: 2 O: 3 < 1%. The filaments are made of glass with a good compromise between the mechanical properties of the young modulus and its melting and fibrotic conditions.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强有机和/或无机材料的玻璃丝本专利技术涉及"增强"玻璃丝(或纤维)，即能增强有机和/或无机材料并可 用作纺织纱的玻璃丝(或纤维)，这些丝可以采用这种方法得到，该方法在于 机械拉制一l^人位于通过焦耳效应加热拉丝模底部的孔流出的熔化玻璃细丝。更具体地，本专利技术目的在于得到玻璃丝具有高的比杨氏模量，还具有特别有利的Si02-Al203-CaO-MgO类的四组成。该增强玻璃丝领域是玻璃工业的非常特别的领域。这些丝是从特定玻璃 组合物生产的，按照前面指出的方法，所使用的玻璃应能拉制成直径几微米的 细丝形式，还应能形成可起到增强作用的连续丝。在某些应用，特别是航空应用中，寻求获得适合在动力学条^牛下使用的 大尺寸部件，因此它们能抗很高的机械应力。这些部件最经常地是有机和减无 机材料基的和增强物(例如呈玻璃丝形式)基的， 一般而言，该增强物是该体 积的50%以上。通过该增强物机械性能的改进，特别地是比杨氏模量的改进，可以改进 这样一些部i牛的机械性能与产率。在用玻璃制成的增强丝的情况下，原则上通过构成它们的玻璃组成调节 增强物的性能。人们非常熟知的用于增强有机和/或无机材料的玻璃丝是由玻璃 E或R构成的。通常，玻璃丝E或者原样或者以例如织物的组织集合形式用于构成增强 物。玻璃E可以被纤维化的这些条件是非常有利的:相应于玻璃粘度接3S于1000 泊的 鹏的加工 鹏是相对低的，约120(TC，液相线^g比加ia鹏低约120 。C，并且其反玻璃化速度也是低的。运用于电子和航空领域的标准ASTM D 578-98中所确定的玻璃E的组成 如下(以重量百分娄夂计)52-56%Si02、 12-16%A1203、 16-25%CaO、 5-10%B2O3、 0-5o/oMgO、 0-2o/0Na2O+K2O、 0-0.8%TiO2、 0.05-0.4%Fe2O3、 0-l%F2。但是，i央状玻璃E的比杨氏模量相对低些，约33MPa/kg/m3。根据标准ASTM D 578-98，描述了任选地无硼玻璃E的其它增强丝。这 些丝具有下述组成(以重量百分数计)52~62%Si02、 12-16%A1203、 16-25%CaO、 0-10%B2O3、 0-5o/oMgO、 0-2%Na2O+K2O、 0-1.5o/oTiO2、 0.05-0.8%Fep3、 0-l%F2O无硼玻璃E的纤维化斜牛不如有硼玻璃E的纤维化^f牛好，但是它们依 然在经济上是可接受的。其比杨氏模量依然与玻璃E的性能7jC平相当。由US 4 199 364还知道无硼、无氟的经济玻璃，这种玻璃的机械性能， 特别是抗拉强度与玻璃E是可相比的。士央状玻璃R为人们所熟知是因为它们具有良好的机械性能，特别是比杨 氏模量，约33.5 MPa/kg/m3。另一方面，熔化和纤维化条件比，E类玻璃受 有更多的约束，因此其最后成本更高。FR-A-1 435 073给出了玻璃R的组成。其组成如下(以重量百分数计) 50-65%SiO2、 20-30%Al2O3、 2-10%CaO、 5-20%MgO、 15-25%CaOMgO 、 Si02/Al203=2-2.8、 MgO/SiO2<0.3。还曾进行提高玻璃丝机械强度的其它试验，但一般而言不利于其纤维化能力，因jtks种加工变得更困难或被迫5jda现有纤维化设备。因此需要拥有这样一些增强玻璃丝，它们的成本还尽可能接近于玻璃E的成本，而机械性能水平与玻璃R的相当。本专利技术的目的是J^共这样一些增强玻璃丝，它们具有玻璃R的机械性能， 特别是比杨氏模量水平，改进的熔化和拉制性能接近于玻璃E。借助其组合物含有下述组分的玻璃丝而达到这个目的，该组分在下面以 重量百分数表示所确定的范围内50-65%A120312-20%CaO12-17%MgO6-12%CaO/MgO《2，雌地礼3Ll200.1-0.8%,雌地《0.6%BaOSiO0-3%B2030-3%TO20-3%N^O + Kp<2% F2 0-1% Fe203 <1%。二氧化硅是构成本专利技术玻璃网络的其中一种氧化物，并且对其稳定 性起着十分重要的作用。在本专利技术的范围内，二氧化硅的比率低于50%时，玻 璃粘度变得非常低，纤维化时反玻璃化的风险性会增加。超过65%时，这种玻 璃变得非常粘稠，还难以熔化。，地，二氧化硅的比率是58~63%。氧化铝A1203也构成本专利技术玻璃网络的形成物，并且与二氧化硅结合时对 于该模量起着十分重要的作用。在本专利技术所确定的范围内，该氧化物的百分数 斷氐到12%以下会弓胞比杨氏模量降低，并有助于提高反玻璃化的最^il度， 而该氧化物的百分数强烈增加至'JM 20%会弓胞反玻璃化风险与增加粘度。优 选地，所选择组合物的氧化铝含量是13-18%。有利地，二氧化硅与氧化铝的 含量之和高于70%，更好地高于75%,这样肖,得到有意义的比杨氏模量值。石灰CaO育^)多调节粘度与控制玻璃的反玻璃化。CaO含量tt^地是ISIS0/^氧化镁MgO，与CaO完全一样，起到流化剂的作用，并且对该比杨氏模 量也有有利的影响。MgO含量是6-12y。， ，:1:也7-9%。CaO/MgO重量比对控制这种反玻璃化显得十分重要。本专利技术人已确定， CaO/MgO比低于或等于2， im地高于1.3能够有利于玻璃在多相中结晶(钙 长石CaO.Al203.Si02，慰军石CaO.Mg0.2Si02，甚至f美橄榄石2MgO.Si02或 顽辉石:MgOSi02)，这些相参与竞争，提高它对该液相的依赖性。这种竞争的 效果在于限制结晶相的最大结晶速度，因此减少了该玻璃的反玻璃化危险性， 并且有可能以良好状态进行拉制。在这种玻璃组合物中可以有其它的碱土金属氧化物，例如BaO和SrO、 这些氧化物的总含量保掛氐于3%， 4趟地低于1%，以便不增加该玻璃的密度， 这样效果在于降低比杨氏模量。 一般而言，该组合物基本无BaO和SrO。氧化锂Lip，与MgO完^-样，起到流化齐啲作用，还f詢多增加比杨氏 模量。超过0.8%时，Li20会引起加工温度明显降低，因此成型范围(加工温 度与液相线温度之差)明显减小，这样不再能够在令人满意的状态下使玻璃纤 维化。此外，U20是很贵的，因为它基本上是由两种原料提供的， 一种是合成原料，昂贵的，为碳酸锂，而另一种是天然原料，为锂辉石，它只是含有7-8%Ll20，因此它应该大量加至何玻璃化混合物中。另外，氧化锂极易挥发，因 此熔化时损失达到约50%。由于所有这些理由，本专利技术玻璃组合物中的Ll20 含量是0.1-0.8%，,地限制到0.6%，还更好地限制到0.5%。i^地，A1203、 MgO和Li20的含量之和高于或等于23%,这样能够得 至lj完全令人满意的比杨氏模量(高于36 MPa/kg/m3)，同时具有良好的纤维化 餅。氧化硼BA起到流化剂的作用。它在本专利技术玻璃组合物中的含量限制到 3%， 地2%，以避免污染吻的挥发与放出问题。二氧化钛起到流化剂的作用，并且有助于提高比杨氏模量。它可能作为 杂质存在(它在该组合物中的含量这时是0-0.5%)或可能有意添加。在后一禾中 情况下，需要使用往该可玻璃化混合物中带来尽可能最少杂质的非普通原料， 这样本文档来自技高网...
【技术保护点】
增强玻璃丝，其组合物含有在以重量百分数表示下述限定范围内的下述组分： ＳｉＯ↓［２］ ５０－６５％ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ １２－２０％ ＣａＯ １２－１７％ ＭｇＯ ６－１２％ ＣａＯ／ＭｇＯ ≤２，优选地≥１．３ Ｌｉ↓［２］Ｏ ０．１－０．８％，优选地≤０．６％ ＢａＯ＋ＳｒＯ ０－３％ Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－３％ ＴｉＯ↓［２］ ０－３％ Ｎａ↓［２］Ｏ＋Ｋ↓［２］Ｏ ＜２％ Ｆ↓［２］ ０－１％ Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］ ＜１％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E勒康特，A伯塞里奥，
申请(专利权)人：法国圣戈班韦特罗特斯有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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