一种玻璃纤维制造技术

本发明专利技术涉及无机非金属材料技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维。本发明专利技术提供的玻璃纤维包括以下组分：SiO2 52～59wt％；Al2O3 13～18wt％；CaO12～19.9wt％；MgO 0.5～9wt％；B2O3 0.1～4wt％；TiO2 0.1～1.2wt％；Fe2O30.1～0.8wt％；Na2O与K2O的总含量0.1～0.8wt％。本发明专利技术通过精确控制玻璃中各组分的配比关系，既保证了玻璃纤维具有良好成型性能，又取消了F2的引入，并降低B2O3的引入，从而大大降低矿物原料成本。实验结果表明，本发明专利技术玻璃纤维的成型温度不超过1210℃，析晶上限温度低于1100℃。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维
本专利技术涉及无机非金属材料
，尤其涉及一种玻璃纤维。
技术介绍
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，它具有高比强度、高比模量、电绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好等诸多优点，是目前树脂基复合材料中应用最广泛的增强基材，使用比例超过了90％。玻璃纤维的主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0％～2％，属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8％～12％,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13％以上，属钠钙硅酸盐玻璃)，其中应用最广泛是无碱玻璃纤维，亦称为E-玻璃纤维。普通E-玻璃纤维中一般添加有6wt％左右的B2O3和0.5wt％左右的F2，这不但增加了原材料成本，而且F2对环境还存在一定的污染，但如果降低玻璃纤维中的硼、氟含量又会导致玻璃纤维的成型性能变差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种玻璃纤维，本专利技术提供的玻璃纤维在较低硼添加量和不添加氟的情况下依然具有良好的成型性能。本专利技术提供了一种玻璃纤维，包括以下组分：优选的，包括54～58wt％的SiO2。优选的，包括13～16wt％的Al2O3。优选的，包括15～19.9wt％的CaO。优选的，包括3～8wt％的MgO。优选的，包括1～3wt％的B2O3。优选的，包括0.4～0.8wt％的TiO2。优选的，包括0.2～0.6wt％的Fe2O3。优选的，所述Na2O与K2O的总含量为0.4～0.8wt％。优选的，还包括总量不超过2wt％的ZrO2和/或ZnO。与现有技术相比，本专利技术提供了一种玻璃纤维。本专利技术提供的玻璃纤维包括以下组分：SiO252～59wt％；Al2O313～18wt％；CaO12～19.9wt％；MgO0.5～9wt％；B2O30.1～4wt％；TiO20.1～1.2wt％；Fe2O30.1～0.8wt％；Na2O与K2O的总含量0.1～0.8wt％。本专利技术通过精确控制玻璃中各组分的配比关系，既保证了玻璃纤维具有良好成型性能，又取消了F2的引入，并降低B2O3的引入，从而大大降低矿物原料成本。本专利技术玻璃纤维配方中还可以根据需要加入总量不超过2wt％的Li2O和/或ZnO，这些元素的引进有助于进一步改善玻璃的熔化效果和玻璃质量。实验结果表明，本专利技术玻璃纤维的成型温度不超过1210℃，析晶上限温度低于1100℃。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种玻璃纤维，包括以下组分：本专利技术提供的玻璃纤维包括SiO2、Al2O3、CaO、MgO、B2O3、TiO2、Fe2O3、Na2O和K2O。其中，二氧化硅(SiO2)是形成玻璃网络的主要氧化物之一，它主要起提高玻璃的机械性能、化学稳定性和热稳定性的作用。本专利技术SiO2含量为52～59wt％，优选为54～58wt％，具体可为52wt％、53.2wt％、55.4wt％、56.6wt％、57.8wt％或59wt％。在本专利技术中，氧化铝(Al2O3)也是形成玻璃网络的主要氧化物之一，它具有降低玻璃析晶倾向、改善玻璃网络结构的作用。本专利技术Al2O3含量为13～18wt％，优选为13～16wt％，具体可为13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％或18wt％。在本专利技术中，氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)都属于玻璃结构网络外体氧化物，具有降低玻璃高温粘度、改善玻璃料性的作用，同时合适的含量和比例还有助于提高玻璃网络结构的稳定性。本专利技术所述CaO含量为12～19.9wt％，优选为15～19.9wt％，具体可为19.4wt％、19.5wt％、19.8wt％或19.9wt％；本专利技术所述MgO含量为0.5～9wt％，优选为3～8wt％，具体可为1wt％、2.2wt％、4wt％、5.8wt％、7.3wt％或9wt％。在本专利技术中，氧化硼(B2O3)也是形成玻璃网络的主要氧化物之一，它主要是降低玻璃析晶倾向、改善玻璃网络结构的作用，降低玻璃熔制温度，改善玻璃电气性能。本专利技术B2O3含量为0.1～4wt％，优选为1～3wt％，具体可为0.1wt％、0.5wt％、1.6wt％、2.4wt％、3.2wt％或4wt％。在本专利技术中，二氧化钛(TiO2)的添加有助于改善玻璃高温流动性和析晶倾向，提高玻璃纤维拉伸模量和耐腐蚀性能。本专利技术TiO2的含量为0.1～1.2wt％，优选为0.4～0.8wt％，具体可为0.7wt％。在本专利技术中，氧化铁(Fe2O3)有利于池窑热量传递。本专利技术氧化铁含量为0.1～0.8wt％，优选为0.2～0.6wt％，具体可为0.55wt％。在本专利技术中，Na2O和K2O添加到本专利技术玻璃组合物中，它们有助于降低玻璃粘度，改善玻璃析晶倾向。本专利技术中Na2O与K2O的总含量为0.1～0.8％，优选为0.4～0.8％，具体可为0.75wt％。按照本专利技术，作为优选方案，在不影响玻璃纤维成型性能的前提下，本专利技术玻璃纤维组合物还可以含有总量不超过2wt％的ZrO2和/或ZnO，它们的加入可以进一步改善玻璃的熔化效果和玻璃质量。在本专利技术提供的一个实施例中，ZrO2含量优选为0.1～1.5wt％，具体可为0.5wt％；ZnO含量优选为0.05～1.5wt％，具体可为0.1wt％或0.5wt％。本专利技术对所述玻璃纤维的制备方法没有特别的限制，优选为池窑法生产，具体可以按照下述方法制备：将各种原料混合均匀后投入池窑，经熔化、澄清、均化后，得到玻璃液；将所述玻璃液经冷却、流出和拉丝处理后得到玻璃纤维。本专利技术首先将各种原料在混料罐中混合，混合均匀后，将其输送至池窑料仓；然后池窑料仓将混合料投入池窑，进行熔化、澄清和均化，得到玻璃液；所述熔化的温度优选为1250～1450℃；将所述玻璃液冷却，经铂金漏板流出，在拉丝机的牵引下，拉丝成直径为玻璃丝；其中，优选冷却至1250～1300℃；所述玻璃丝直径优选为3～25μm；将所述玻璃丝经过喷雾冷却、浸润剂涂覆得到玻璃纤维。本专利技术通过精确控制玻璃中各组分的配比关系，既保证了玻璃纤维具有良好成型性能，又取消了F2的引入，并降低B2O3的引入，从而大大降低矿物原料成本。本专利技术玻璃纤维配方中还可以根据需要加入总量不超过2wt％的Li2O和/或ZnO，这些元素的引进有助于进一步改善玻璃的熔化效果和玻璃质量。实验结果表明，本专利技术玻璃纤维的成型温度不超过1210℃，析晶上限温度低于1100℃。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的玻璃纤维进行详细说明，本专利技术的保护范围不受以下实施例的限制。实施例1～6按照表1所示玻璃纤维成分选择玻璃原料，并计算各原料用量：表1实施例玻璃纤维配方表组成实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5SiO25253.255.456.657.8Al2O31314151617B2O343.22.41.60.5CaO19.519.819.419.819.9MgO97.35.842.2TiO20.70.70.70.70.7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃纤维，包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维，包括以下组分：2.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，包括54～58wt％的SiO2。3.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，包括13～16wt％的Al2O3。4.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，包括15～19.9wt％的CaO。5.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，包括3～8wt％的MgO。6.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张聪，李红宾，庾波，周斌，张海波，杨国云，陈德全，宫白江，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50