一种玻璃纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种玻璃纤维，包括如下质量份数的组分：SiO

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维
本专利技术涉及一种玻璃纤维，属于无机非金属材料

技术介绍
玻璃纤维属于无机非金属材料，它具有机械强度高、电绝缘性好、耐热性强、物理化学性质稳定等诸多优点，被广泛应用在各个领域，是目前应用量最大的无机纤维增强材料。在玻璃纤维的应用过程中，随着复合材料制品尺寸的不断增加，人们对玻璃纤维的力学性能尤其是弹性模量提出越来越高的要求，因此，需要寻求适合具有更高强度、质轻的玻璃纤维。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种玻璃纤维。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种玻璃纤维的制备方法，包括如下质量份数的组分：SiO2：40～60份、Al2O3：15～25份、CaO：6.5～10.5份、MgO：4.5～9份、B2O3：2.5～6份、TiO2：2～4.5份、硫酸钙晶须：1.5～4份、Fe2O3：0.8～2.5份、Si3N4：0.5～2份，其中，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为70.3～75.4％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为2～4.2％。优选地，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：49～60份、Al2O3：20～25份、CaO：7～9.5份、MgO：5.5～8份、B2O3：3.5～5份、TiO2：2.5～4份、硫酸钙晶须：2.5～4份、Fe2O3：1.2～2份、Si3N4：1～1.5份，其中，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为71.8～74.5％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为2.9～3.8％。其中，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：58份、Al2O3：23份、CaO：8.5份、MgO：7份、B2O3：4.5份、TiO2：3.5份、硫酸钙晶须：3.5份、Fe2O3：1.6份、Si3N4：1.2份，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为73.1％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为3.2％。本专利技术还提供了一种玻璃纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)按照上述质量份数将SiO2、Al2O3、CaO、MgO、B2O3、TiO2、Fe2O3、Si3N4加入到熔窑中，混合均匀后，对熔窑进行加热使得温度上升至900～1050℃先加热1.5～2.5h，降低温度至500～550℃保持0.5～1h，再加入硫酸钙晶须混合后，再升温度至1050～1150℃加热2.5～3.5h，继续升温至1250～1450℃加入10～15h；(2)熔融状态的液体经速度为4～5.5m/min的拉丝机进行拉丝，经过40～55℃的水中冷却成型，然后浸泡在25～30℃的清水；(3)将清洗后的玻璃纤维在密闭的高温烘焙炉中进行热处理，先将升温至40～45℃烘焙10～15h，继续升温至90～100℃烘焙20～25h，继续升温至200～210℃烘焙15～20h，再继续升温至350～360℃烘焙15～20h，然后降温至30～50℃；(4)烘焙后的玻璃纤维的表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品。其中，所述步骤(1)中对熔窑进行加热使得温度上升至1050℃先加热1.5h，降低温度至550℃保持1h再加入硫酸钙晶须混合后，再升高温度至1150℃加热3.5h，继续加热至1450℃至14h。其中，所述步骤(3)先将温度上升至45℃烘焙12h，继续升高温度至100℃烘焙18h，继续升高温度至200℃烘焙18h，再继续升高温度至355℃烘焙18h，然后降温至40℃。其中，所述步骤(3)中的升温的速度为3～5℃/min，降温的速度为4.5～5.5℃/min。本专利技术的有益效果：本专利技术的玻璃纤维的拉伸强度值、弹性模量值较高，具有较好的抗拉强度、抗断裂强度，较高的机械强度；本专利技术的原料中添加硫酸钙晶须大大减小玻璃纤维的脆性，有效增加的玻璃纤维的韧性，提高玻璃纤维的抗拉强度、抗断裂强度；本专利技术的原料通过分阶段加热、加料熔融拉丝并未拉丝后分阶段烘焙，得到玻璃纤维的澄清、平整、颜色均匀，成品质量优异；本专利技术的玻璃纤维制备工艺简单，制备的玻璃纤维可广泛应用各个领域。具体实施方式为了对本专利技术作出更加清楚完整地说明，下面用具体实施例说明本专利技术，但并不是对专利技术的限制。实施例1一种玻璃纤维，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：40份、Al2O3：15份、CaO：6.5份、MgO：4.5份、B2O3：2.5份、TiO2：2份、硫酸钙晶须：1.5份、Fe2O3：0.8份、Si3N4：0.5份，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为75.0％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为2.0％。制备过程：(1)按照上述质量份数将SiO2、Al2O3、CaO、MgO、B2O3、TiO2、Fe2O3、Si3N4加入到熔窑中，混合均匀后，对熔窑进行加热使得温度上升至1050℃先加热1.5h，降低温度至550℃保持1h再加入硫酸钙晶须混合后，再升高温度至1150℃加热3.5h，继续加热至1450℃至14h；(2)熔融状态的液体经速度为4～5.5m/min的拉丝机进行拉丝，经过40～55℃的水中冷却成型，然后浸泡在25～30℃的清水；(3)将清洗后的玻璃纤维在密闭的高温烘焙炉中进行热处理，以速度为3～5℃/min升温，先将温度上升至45℃烘焙12h，继续升高温度至100℃烘焙18h，继续升高温度至200℃烘焙18h，再继续升高温度至355℃烘焙18h，然后再以速度为4.5～5.5℃/min降温至40℃；(4)烘焙后的玻璃纤维的表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品。实施例2一种玻璃纤维，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：45份、Al2O3：20份、CaO：7份、MgO：5.5份、B2O3：3.5份、TiO2：2.5份、硫酸钙晶须：3.5份、Fe2O3：1份、Si3N4：0.8份，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为73.2％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为3.9％。本实施例的制备过程与实例1的制备过程相同。实施例3一种玻璃纤维，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：49份、Al2O3：15份、CaO：7份、MgO：5.5份、B2O3：3.5份、TiO2：2.5份、硫酸钙晶须：3.5份、Fe2O3：1份、Si3N4：0.8份，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为72.9％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为4.0％。本实施例的制备过程与实例1的制备过程相同。实施例4一种玻璃纤维，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：49份、Al2O3：20份、CaO：7份、MgO：5.5份、B2O3：3.5份、TiO2：2.5份、硫酸钙晶须：3.5份、Fe2O3：1.2份、Si3N4：1份，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为73.2％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为3.9％。本实施例的制备过程与实例1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃纤维，其特征在于，包括如下质量份数的组分：SiO

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维，其特征在于，包括如下质量份数的组分：SiO2：40～60份、Al2O3：15～25份、CaO：6.5～10.5份、MgO：4.5～9份、B2O3：2.5～6份、TiO2：2～4.5份、硫酸钙晶须：1.5～4份、Fe2O3：0.8～2.5份、Si3N4：0.5～2份，其中，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为70.3～75.4％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为2～4.2％。


2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维，其特征在于，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：49～60份、Al2O3：20～25份、CaO：7～9.5份、MgO：5.5～8份、B2O3：3.5～5份、TiO2：2.5～4份、硫酸钙晶须：2.5～4份、Fe2O3：1.2～2份、Si3N4：1～1.5份，其中，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为71.8～74.5％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为2.9～3.8％。


3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维，其特征在于，该玻璃纤维包括如下质量份数的组分：SiO2：58份、Al2O3：23份、CaO：8.5份、MgO：7份、B2O3：4.5份、TiO2：3.5份、硫酸钙晶须：3.5份、Fe2O3：1.6份、Si3N4：1.2份，所述SiO2与Al2O3的质量之和占总质量的质量分数为73.1％，所述硫酸钙晶须占总质量的质量分数为3.2％。


4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维，其特征在于，所述玻璃纤维的具体制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述质量份数将SiO2、Al2O3、CaO...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，蒋金忠，李高岭，
申请(专利权)人：徐州关高研磨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32