一种玻璃纤维加工方法技术

本发明专利技术公开了一种玻璃纤维加工方法，包括利用自蔓延粉末反应产生的热量将玻璃纤维原料进行预热，得到玻璃液；在加热下将所述玻璃液制备成玻璃纤维。本发明专利技术在玻璃纤维原料熔融过程中，在预热阶段创造性的使用了自蔓延反应的放热加热方法，不使用电力，节约资源，绿色高效，同时自蔓延反应的热量充足，完全可以满足预热阶段的温度要求。本发明专利技术为玻璃纤维的加工制造提供了一种新的途径，能够为玻璃纤维的工业化生产提供新的思路，具有广阔的市场前景，经济效益显著。此外，本发明专利技术的玻璃纤维原料可以为废弃旧玻璃，实现了对废弃物的回收处理；并且利用二氧化碳清洗法，减少了对水资源的使用，从另一方面达到了节能减排的效果。从另一方面达到了节能减排的效果。从另一方面达到了节能减排的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃纤维加工方法


[0001]本专利技术涉及一种玻璃纤维的生产制造领域，特别是涉及一种玻璃纤维的加工方法。

技术介绍

[0002]玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高。其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20
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1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。主要可以用于制造无捻粗纱、无捻粗纱织物、玻璃纤维毡片、磨碎纤维和玻璃纤维织物等等。其作为强化塑料的补强材料应用时，最大的特征是抗拉强度大。抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9g/d，湿润状态5.4～5.8g/d。耐热性好，温度达300℃时对强度没影响。有优良的电绝缘性，是高级的电绝缘材料，也用于绝热材料和防火屏蔽材料。一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。在某些生产制造领域已经在逐步替代碳纤维，成为更加廉价和实用的材料。
[0003]玻璃纤维的制备通常包括将熔融玻璃液喷出后拉制成纤维。将原料熔融成玻璃液往往需要消耗大量的电能。有必要降低过程中的电能消耗。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术利用自蔓延粉末反应产生的热量将玻璃纤维原料进行预热，得到玻璃液后转移至熔融坩埚进行拉制操作，可以显著降低熔融过程所需的电能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种玻璃纤维的加工方法，包括，
[0006]利用自蔓延粉末反应产生的热量将玻璃纤维原料进行预热，得到玻璃液；
[0007]在加热下将所述玻璃液制备成玻璃纤维。
[0008]进一步地，所述自蔓延粉末的组分为15～20wt.％的铝粉，68～70wt.％的脱水石膏，8～10wt.％的氧化钙，0～3wt.％的氧化硅，0～3wt.％的氧化铝粉末。
[0009]进一步地，所述自蔓延粉末的颗粒度为50～125目。不在此范围内配方要么容易发生膨胀爆炸引起安全事故，要么热量不足以维持玻璃预热。将对应的颗粒度为50～125目的铝粉、脱水石膏、氧化钙、氧化硅和氧化铝混合即可。
[0010]进一步地，所述自蔓延粉末与所述玻璃纤维原料的质量比为1:3～1:4。
[0011]进一步地，所述玻璃纤维原料包括废旧玻璃；
[0012]所述废旧玻璃包括有色废旧玻璃和无色废旧玻璃；
[0013]其中，有色废旧玻璃在利用自蔓延粉末反应产生的热量熔融时还需进行脱色处理。脱色处理使用本领域常规方法，熔融时添加卤化物和复合澄清剂进行退色。
[0014]进一步地，所述废旧玻璃的尺寸为10～35mm。
[0015]在本专利技术的可选实施方式中，首先对废旧玻璃进行尺寸筛选，再对尺寸不符合的
进行破碎。废旧玻璃的破碎包括使玻璃从高空自由落体进入玻璃破碎机的顶部进料斗中，在破碎机中与玻璃破碎架发生撞击，从而发生破碎。所述玻璃破碎架为“工”字型，并且设为多层结构，优选为3层相互交叉排布，玻璃破碎架上镶嵌有高硬度金刚石制成的破碎钉，玻璃破碎成玻璃碎片后落入下方送料通道中。利用四级电机带动的减速机，控制玻璃碎片的下落速度，保证玻璃碎片不会进一步发生破碎，然后通过筛网，所述筛网也分为两层，上部一层孔径控制在40～45mm左右，下部筛网孔径控制在10～15mm左右，保证过滤后的玻璃碎片尺寸在10～35mm之间。
[0016]进一步地，所述废旧玻璃在使用前使用固态和液态二氧化碳进行清洗。
[0017]在本专利技术的可选实施方式中，通过在涡轮式清洗机中，利用旋转的方式对废旧玻璃进行清洗。均匀下料，控制旋转速度在20
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25转/min左右，清洗剂主要采用二氧化碳，通过在清洗机槽中加入液态二氧化碳和干冰颗粒，利用二氧化碳本身对污垢的溶解能力以及液体二氧化碳良好的渗透能力，将玻璃上的油性污渍溶解并冲洗出来，再加上清洗机中的机械作用和化学添加剂的溶解作用，更有利于进一步清洁。
[0018]通过控制两侧电极将经过预热后得到的固液玻璃混合物进一步熔融，为满足后续拉丝过程的要求，需要通过热电偶比较精准的控制坩埚内的温度，按照白色玻璃和有色玻璃的不同熔点，需要控制不同的加热温度。
[0019]进一步地，所述加热温度为1000～1200℃。
[0020]进一步地，所述将所述玻璃液制备成玻璃纤维具体包括，
[0021]将玻璃液进行拉丝、排线绕丝、合纱和烘干得到玻璃纤维。
[0022]在本专利技术的可选实施方式中，将玻璃液进行拉丝时，拉丝机转速控制在1000
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1100转/min，对应的玻璃纤维直径可以达到0.02
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0.03mm左右。产生的玻璃纤维通过涂满浸润剂的石墨轮进行排线绕丝，将浸润过的玻璃纤维缠绕在拉丝机套筒上，进行拉丝。保证坩埚出丝根数比例占坩埚小孔总数的95％以上，所述石墨轮转速为60
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90转/min。
[0023]将拉丝机排线绕丝后的玻璃纤维用合纱机进行合纱，每台合纱机可以同时对应六台到七台拉丝机。调控合纱机的程序，控制合纱机转速，保证合纱过程中玻璃纤维的张力一致，不发生断裂。并且随着纱锭的直径变大，合纱的线速度由初始的250cm/转增加到最后的820cm/转左右，最终得到直径在25cm左右的纱锭，同时保证纱锭平整、根数准确、无多余毛头。
[0024]在烘干机中对合纱后的纱锭进行干燥，烘干温度控制在100～120℃，烘干时间为8～9h，保证玻璃纤维的强度、湿度达到标准要求。
[0025]相对于现有技术，本专利技术具有以下的有益效果：
[0026]1.本专利技术为玻璃纤维的加工制造提供了一种新的途径，能够为玻璃纤维的工业化生产提供新的思路，具有广阔的市场前景，经济效益显著。
[0027]2.本专利技术制造玻璃纤维的原材料为废弃旧玻璃，实现了对废弃物的回收处理，节约资源的同时可以极大的降低生产成本。
[0028]3.玻璃清洗使用了二氧化碳清洗法，减少了对水资源的使用，同时二氧化碳可以从其他工业副产品获得，把原来要直接排放的二氧化碳气体再利用，从另一方面达到了节能减排的效果。既利用了二氧化碳的溶解、清洁作用，同时还不会产生副产物，最终变成气体挥发，有利于剩余废弃物的回收。
[0029]4.玻璃熔融过程中，在预热阶段利用了自蔓延反应的放热加热方法，不使用电力，节约资源，绿色高效，同时自蔓延反应的热量充足，高温保持时间较长，完全可以满足预热阶段的温度要求。另外可以根据玻璃的质量持续或间断性的添加自蔓延粉末，避免了现有技术一旦开始生产就不能停止加热的缺点
附图说明
[0030]图1示出了本专利技术实施例中一种玻璃纤维的加工方法的流程图；
[0031]图2示出了本专利技术实施例中玻璃纤维原料进行预热的示意图；
[0032]图中：
[0033]1、玻璃纤维原料；2、内层坩埚；3、出口孔；4、放热反应仓；5、自蔓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维加工方法，其特征在于，包括，利用自蔓延粉末反应产生的热量将玻璃纤维原料进行预热，得到玻璃液；在加热下将所述玻璃液制备成玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的玻璃纤维加工方法，其特征在于，所述自蔓延粉末的组分为15～20wt.％的铝粉，68～70wt.％的脱水石膏，8～10wt.％的氧化钙，0～3wt.％的氧化硅，0～3wt.％的氧化铝粉末。3.根据权利要求2所述的玻璃纤维加工方法，其特征在于，所述自蔓延粉末的颗粒度为50～125目。4.根据权利要求1所述的玻璃纤维加工方法，其特征在于，所述自蔓延粉末与所述玻璃纤维原料的质量比为1:3～1:4。5.根据权利要求1所述的玻璃纤维加工方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国栋，周怡成，李孟钊，黄龙，汪昌顺，王麒瑜，李成林，梅青松，杨兵，薛龙建，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：