一种新型玻璃纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种新型玻璃纤维，涉及新材料技术领域，所述玻璃纤维以SiO2、Al2O3、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、ZrO2、TiO2、Fe2O3、Na2O、K2O和Li2O等组分，制造工艺包括原料混合熔融、酸沥滤、水清洗、热处理、后表面处理等，经过上述工艺制备的玻璃纤维，二氧化硅含量高，外观平整，颜色均匀一致，能很好的适用于各种后加工制造工艺，耐高温性能优异，可以长期适用于1100℃以下，具有良好的烧蚀性能、更好的耐高温性、耐化学腐蚀性和弹性模量，可广泛应用于制造精密仪表热防护件、烧蚀材料、绝热保温材料等领域。

A new type of glass fiber

The invention discloses a novel glass fiber, which relates to the technical field of new materials, the glass fiber SiO2, Al2O3, CaO as the main raw material, on the basis of the introduction of MgO, ZrO2, TiO2, Fe2O3, Na2O, K2O and Li2O components manufacturing process comprises mixing raw material melting, acid leaching, water washing, after heat treatment, surface treatment, the preparation process of glass fiber, high silica content, the appearance of smooth, uniform color, is well suited for various post processing and manufacturing technology, excellent high-temperature resistance, long for 1100 DEG C, with good ablation performance, better heat resistance, chemical corrosion resistance and elastic modulus, can be widely used in the manufacture of precision instrument parts, thermal protection and insulation materials of ablative materials etc..

【技术实现步骤摘要】
一种新型玻璃纤维
本专利技术涉及新材料
，具体涉及一种新型玻璃纤维。
技术介绍
随着经济不断发展，工业冶炼、焊接等行业对于玻璃纤维的需求激增，目前部分使用无碱玻璃纤维，寿命极短，且隔热性不好，长时间处于高温环境下材料变脆，极易破损，从而危害人身安全，其耐酸碱性、刚性、抗老化、耐高温性能都有待于提高。玻璃纤维属于无机非金属材料，其具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等诸多优点，因此成为增强复合材料中应用量最大的一类基体材料。随着无机非金属材料的广泛应用，工业上对玻璃纤维的要求也不断提高。作为增强材料，玻璃纤维力学性能需要更加优异，以满足汽车、高压容器、大型风电叶片等领域的苛刻要求；同时为了批量应用，玻璃纤维还要保持合理的生产难度和生产成本。因此，提高玻璃纤维的力学性能和成型性能成为了研究的热点。在此之前，国内外许多企业及科研机构均进行过不同类型的玻璃配方设计或调整试验。例如专利“高性能玻璃组合物、高性能玻璃纤维及其制品”(CN101300199A)所介绍的玻璃组分配方，其强度和弹性模量虽得到明显提高，但是拉丝作业温度却同时提高，如此一来不但增加了生产成本，还增加了生产难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：本专利技术采用的技术方案如下：一种新型玻璃纤维，以Si02、Al203、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、Zr02、Ti02、Fe203、Na20、K20和Li20等组分，其中Si02、Al203、CaO三种主要组分在玻璃纤维中所占质量份数为93.4％～96.8％。优选的，所述原料按重量份组成为：Si0252.6～55.4％、Al20316.3～17.2％、CaO23.8～24.8％、MgO0.2～0.6％、ZrO20.9～2.8％、TiO0.3～0.5％、Fe2030.2～0.3％、Na200.5～0.8％、K2O0.2～0.0.5％、Li2O0.1～0.5％。优选的，所述原料按重量份组成为：SiO254.5％、Al2O316.95％、CaO24.7％、MgO0.4％、ZrO21.95％、Ti00.4％、Fe2030.15％、Na200.75％、K200.35％、Li200.3％。优选的，其制造工艺包括以下步骤：(1)原料混合熔融：将所有的原料混合均匀，加热熔融拉丝，得到玻璃纤维；(2)酸沥滤：将玻璃纤维放入酸溶液中，用耐酸泵对酸溶液进行搅拌并辅助以鼓泡搅拌，用来加强离子交换，同时利用蒸汽加热，将反应温度控制在80～90℃之间，经过1～2小时浸泡后取出，用水冲洗；(3)水清洗：酸溶液浸泡完成后，用温水喷淋其表面用以冲洗余酸，再浸泡入清水中，使用热水泵辅助，在10℃～50℃温度下用水冲洗，同时使用PH试纸测试玻璃纤维表面的含酸状态，当PH值大于5时水洗完成；(4)热定型：接着在连续式热处理炉内进行热定型处理；(5)后表面处理：表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品高性能玻璃纤维。优选的，所述制造工艺中的酸溶液浸泡处理选择浓度为2.3～3.6mol/L的盐酸。优选的，所述制造工艺中的热定型温度为700℃～850℃，处理时间为0.5小时～1.0小时。优选的，所述玻璃纤维中完全不含B；作为其他天然矿物的杂质不可避免带入的F含量不超过0.005％。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术生产的高性能玻璃纤维外观平整，颜色均匀一致，能很好的适用于各种后加工制造工艺。耐高温性能优异，可以长期适用于1100℃以下，具有良好的烧蚀性能、更好的耐高温性、耐化学腐蚀性和弹性模量，广泛应用于制造精密仪表热防护件、烧蚀材料、绝热保温材料等领域。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。一种新型玻璃纤维，以Si02、Al2O3、Ca0原料为主，在此基础上引入MgO、Zr02、Ti02、Fe203、Na20、K20和Li20等组分，其中Si02、Al203、CaO三种主要组分在玻璃纤维中所占质量份数为93.4％～96.8％。优选的，所述原料按重量份组成为：Si0252.6～55.4％、Al20316.3～17.2％、CaO23.8～24.8％、MgO0.2～0.6％、ZrO20.9～2.8％、TiO0.3～0.5％、Fe2O30.2～0.3％、Na2O0.5～0.8％、K2O0.2～0.0.5％、Li2O0.1～0.5％。优选的，所述原料按重量份组成为：SiO254.5％、Al2O316.95％、CaO24.7％、MgO0.4％、ZrO21.95％、TiO0.4％、Fe2O30.15％、Na2O0.75％、K2O0.35％、Li2O0.3％。优选的，其制造工艺包括以下步骤：(1)原料混合熔融：将所有的原料混合均匀，加热熔融拉丝，得到玻璃纤维；(2)酸沥滤：将玻璃纤维放入酸溶液中，用耐酸泵对酸溶液进行搅拌并辅助以鼓泡搅拌，用来加强离子交换，同时利用蒸汽加热，将反应温度控制在80～90℃之间，经过1～2小时浸泡后取出，用水冲洗；(3)水清洗：酸溶液浸泡完成后，用温水喷淋其表面用以冲洗余酸，再浸泡入清水中，使用热水泵辅助，在10℃～50℃温度下用水冲洗，同时使用PH试纸测试玻璃纤维表面的含酸状态，当PH值大于5时水洗完成；(4)热定型：接着在连续式热处理炉内进行热定型处理；(5)后表面处理：表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品高性能玻璃纤维。优选的，所述制造工艺中的酸溶液浸泡处理选择浓度为2.3～3.6mol/L的盐酸。优选的，所述制造工艺中的热定型温度为700℃～850℃，处理时间为0.5小时～1.0小时。优选的，所述玻璃纤维中完全不含B；作为其他天然矿物的杂质不可避免带入的F含量不超过0.005％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型玻璃纤维，其特征在于，以SiO2、Al2O3、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、ZrO2、TiO2、Fe2O3、Na2O、K2O和Li2O组分，其中SiO2、Al2O3、CaO三种主要组分在玻璃纤维中所占质量份数为93.4％～96.8％。

【技术特征摘要】
1.一种新型玻璃纤维，其特征在于，以SiO2、Al2O3、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、ZrO2、TiO2、Fe2O3、Na2O、K2O和Li2O组分，其中SiO2、Al2O3、CaO三种主要组分在玻璃纤维中所占质量份数为93.4％～96.8％。2.根据权利要求1所述的一种高性能玻璃纤维，其特征在于，所述原料按重量份计为：SiO252.6～55.4％、Al2O316.3～17.2％、CaO23.8～24.8％、MgO0.2～0.6％、ZrO20.9～2.8％、TiO0.3～0.5％、Fe2O30.2～0.3％、Na2O0.5～0.8％、K2O0.2～0.0.5％、Li2O0.1～0.5％。3.根据权利要求2所述的一种高性能玻璃纤维，其特征在于，所还原料按重量份计为：SiO254.5％、Al20316.95％、CaO24.7％、MgO0.4％、ZrO21.95％、TiO0.4％、Fe2O30.15％、Na2O0.75％、K2O0.35％、Li2O0.3％。4.根据权利要求1所述的一种高性能玻璃纤维，其特征在于，其制造工艺包括以下步骤：(1)原...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖翰松，袁波，李洪达，
申请(专利权)人：内江市旭日环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51