【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化工新材料生产的，尤其涉及一种玻璃纤维及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着5g技术的发展，人们开发出了安装在陶瓷芯片载体上的集成电路。此类电路包括玻璃纤维填充层压板，其上附着有集成电路芯片。
2、5g通信的特点是高频率、高速率、低延迟、高清晰，这就要求电路板具有低的介电常数。另外，5g电子设备通信功率大，设备发热量高，所以电路板的热膨胀系数与芯片的热膨胀系数不能相差太太，以防止两者在制作过程中发生分离。并且，5g电子设备尺寸小，加工精密度高，所以电路板必须具有高的弹性模量。
3、为了满足上述要求，5g电子设备集成电路的电路板中所使用的玻璃纤维的热膨胀系数(cte)应小于约3.5ppm/℃，介电常数应小于6(1ghz)，杨氏弹性模量应大于90gpa。此外，玻璃纤维生产时的成型温度(玻璃粘度为103泊时的温度)应小于1400℃，且液相温度(析晶上限温度)应不低于成型温度50℃以下。
4、目前，业内常用电路板的玻璃纤维有e-glass、l-glass和s-glass，它们通常具有以下特性：
5、 参数 e-glass l-glass s-glass ct
6、上述玻璃纤维中的每一种都未能在某些重要方面满足所有要求。例如，e玻璃的成型温度和液相线温度较低，但cte和介电常数不可接受。l玻璃的介电常数较低，但cte不可接受。s玻璃纤维的热膨胀系数、弹性模量和介电常数均满足要求，但是成型温度和液化温度很高，生产难度大。
7、因此，开发热膨胀系数(cte)小于3.5ppm/℃，介电常数小于6(1ghz)，杨氏弹性模量大于90gpa，玻璃纤维生产时的成型温度小于1400℃，且液相线温度低于成型温度50℃以下的玻璃纤维成了迫切的需要。
8、但是，要获得同时满足玻璃纤维的物理性能和成型性能的组成是很困难的。比如虽然提高组成中sio2、al2o3的含量可以降低热膨胀系数，但是成型温度增加的太高，提高mgo、tio2的含量可以降低成型温度，但是作业窗口(成型温度与析晶温度之差)小于50℃，玻璃在拉丝作业过程中非常容易析晶，造成拉丝作业无法正常进行。为了解决析晶问题，一般都在配方中添加一定量的b2o3，如专利cn202110010612.9，但是b2o3易造成环境污染。
9、因此，开发不易析晶、不含b2o3，同时各物理性能和成型性能满足要求的低热膨胀系数、高弹性模量的玻璃纤维配方就成了急切需要解决的难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种玻璃纤维及其制备方法和应用。所述玻璃纤维具有较低的成型温度和良好的拉丝作业窗口温差。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种玻璃纤维，由sio2、al2o3、mgo、cao、sro、zno、nio和tio2反应制备得到。
4、本专利技术优选的，所述mgo、cao、sro、zno、nio的摩尔比为1:1:1:1:1。
5、本专利技术优选的，所述mgo、cao、sro、zno、nio之和为12mol％～13mol％。
6、本专利技术优选的，所述sio2、al2o3、mgo的摩尔比为(67～68)：(14～15)：(2.4～2.6)；更优选的，所述sio2、al2o3、mgo的摩尔比为(67.3～68)：(14.5～15)：(2.4～2.6)。
7、在本专利技术的一些具体实施例中，所述sio2、al2o3、mgo的摩尔比优选为67.3：15：2.5或68：15：2.4或67：15：2.6或68：14.5：2.5或67.5：14.5：2.6或68：15：2.5或68：14：2.56或68：14.5：2.6或67.8：14.8：2.5或67.3：14.8：2.6。
8、本专利技术优选的，所述sio2与tio2的摩尔比为(67～68)：(3.5～4)；更优选的，所述sio2与tio2的摩尔比为(67.3～68)：(3.5～4)。
9、在本专利技术的一些具体实施例中，所述sio2与tio2的摩尔比优选为67.3：4或68：4或67：4或67.5：4或68：3.5或67.8：3.9或67.3：3.9。在本专利技术的一些具体实施例中，优选的，所述sio2和mgo的摩尔比为(67～68)：2.4或(67～68)：2.5或(67～68)：2.6，且所述mgo、cao、sro、zno、nio的摩尔比为1:1:1:1:1。
10、本专利技术所述的玻璃纤维的成型温度优选为1365℃～1383℃。
11、这是因为本专利技术在所述玻璃纤维的反应原料中，同时引入了五种二价金属氧化物(mgo、cao、sro、zno、nio)，在mgo、cao、sro、zno、nio与sio2、al2o3、tio2的协同反应下，玻璃液的高温粘度显著降低，进而降低了玻璃纤维的成型温度。
12、但是，上述五种氧化物mgo、cao、sro、zno、nio的比例不当也会导致玻璃纤维在拉丝作业中的作业窗口温差小于50℃，产生析晶现象，严重时会导致拉丝作业无法正常进行。
13、在本专利技术的玻璃纤维反应原料中无需额外添加b2o3，也可以控制拉丝作业窗口温差。
14、本专利技术优选的，控制mgo:cao:sro:zno:nio＝1:1:1:1:1，使得玻璃纤维的制备过程中，既可以降低成型温度又可以降低析晶温度，从而保证拉丝作业中的作业窗口温差不小于50℃。
15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，由SiO2、Al2O3、MgO、CaO、SrO、ZnO、NiO和TiO2反应制备得到。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，所述MgO、CaO、SrO、ZnO、NiO的摩尔比为1:1:1:1:1。
3.根据权利要求2所述的玻璃纤维，其特征在于，所述MgO、CaO、SrO、ZnO、NiO的含量之和为12mol％～13mol％。
4.根据权利要求2所述的玻璃纤维，其特征在于，所述SiO2、Al2O3、MgO的摩尔比为(67～68)：(14～15)：(2.4～2.6)；
5.根据权利要求4所述的玻璃纤维，其特征在于，所述SiO2、Al2O3、MgO的摩尔比为(67.3～68)：(14.5～15)：(2.4～2.6)；
6.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，所述玻璃纤维还包括含量不大于1mol％的杂质。
7.权利要求1～6任一项所述的玻璃纤维的制备方法，其特征在于，将原料混合后通过池窑法制备得到玻璃纤维；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的
9.权利要求1～6任一项所述的玻璃纤维或权利要求7～8任一项所述的制备方法制备得到的玻璃纤维在印刷电路板、信息技术零部件中的应用。
10.一种复合材料，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的玻璃纤维或权利要求7～8任一项所述的制备方法制备得到的玻璃纤维。
...【技术特征摘要】
1.一种玻璃纤维，其特征在于，由sio2、al2o3、mgo、cao、sro、zno、nio和tio2反应制备得到。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，所述mgo、cao、sro、zno、nio的摩尔比为1:1:1:1:1。
3.根据权利要求2所述的玻璃纤维，其特征在于，所述mgo、cao、sro、zno、nio的含量之和为12mol％～13mol％。
4.根据权利要求2所述的玻璃纤维，其特征在于，所述sio2、al2o3、mgo的摩尔比为(67～68)：(14～15)：(2.4～2.6)；
5.根据权利要求4所述的玻璃纤维，其特征在于，所述sio2、al2o3、mgo的摩尔比为(67.3～68)...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊振华，谢卫东，魏国兵，刘伟廷，曾庆文，韩利雄，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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