本发明专利技术涉及增强玻璃丝，其组成包括在以下定义的限值内的以下组分，以重量百分比表示：ＳｉＯ２６２－７２％，Ａｌ２Ｏ３２－１０％，ＣａＯ７－２０％，ＭｇＯ１－７％，Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ１０－１４．５％，Ｌｉ２Ｏ０－２％，ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ０－４％，Ｂ２Ｏ３０－４％，Ｆ２０－２％，Ａｓ２Ｏ３０－０．１５％。这些丝由廉价的玻璃组成，该玻璃提供在由拉伸强度表示的机械性能和纤维化条件之间优异的折衷。本发明专利技术还涉及基于一种或多种有机和／或无机材料和上述玻璃丝的复合材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于增强有机和/或无机材料的低氧化铝含量的玻璃丝本专利技术涉及增强玻璃丝和包含所述玻璃丝的基于有机和/或无机材料的复合材 料。增强玻璃丝(fil de verre de renforcement)领域是玻璃工业的非常特殊领域。这些增强玻璃丝通过这样的工艺获得该工艺在于机械拉制流经设置于拉丝模 (orifices)底部的孔的熔融玻璃线(filet)和将所述细丝(filament)集合以形成玻璃丝， 该拉丝模通常通过电阻加热(chauff6e par effetjoule)。这些丝由特定的玻璃组合物制备，该组合物应该可以获得直径几微米的细丝，并 形成适用于有机和/或无机材料中实现增强功能的连续丝，这以便赋予它们更好的机械性 能。这些增强玻璃丝可原样地或以有组织的集合体形式(如织物)进行使用。这些被增强的材料的机械性能主要通过构成增强丝的玻璃组成进行控制。对此应 用最为人熟知的玻璃是组成SiO2-Al2O3-CaO的“E”型玻璃，其原型在专利US-A-2334981和 US-A-2571074中已描述过，且其具有基本基于二氧化硅、氧化铝、 石灰和硼酸酐的组成。加 入该后一组分(以5至13%的含量存在)以代替二氧化硅，并可以在极其有利的条件下拉 制“E”玻璃丝，特别地具有相对低的工作温度(约1200°C )(玻璃具有等于1000泊的粘度 时的温度)和比工作温度大约低120°C的液相线温度，以及低的反玻璃化速率。在标准ASTM D578-00中定义的E玻璃的组成为如下(以重量百分数计)=SiO2 52-56 % ；Al2O3 12-16 % ；CaO 16-25 % ；B2O3 5-10 % ；MgOO-5 % ；Na2CHK2O 0-2 % ；TiO2 0-0. 8% ；Fe2O3 0. 05-0. 4% ；F2 0-1 %。硼酸酐B2O3以及氟F2，在可玻璃化原材料的混合物中起熔剂作用，其正如已经提 到的，使得在更优条件下实施玻璃的拉制。然而，这些组分具有是挥发的而且产生硼和氟的 排放物的缺点，该排放物必须在排入大气前于去污设备中进行处理。实施这种处理导致在 玻璃丝方面的大量额外费用。此外，这些组分(特别地必须至少占玻璃的5重量％的B2O3) 由其获自的原材料是相对地昂贵。标准ASTM D578-00中规定了其他可不含硼的E玻璃增强丝。这些丝(其更特 别地用于获得用于电子学的织物)具有如下组成(以重量百分数计)=SiO2 52-62% ； Al2O3 12-16% ；CaO 16-25% ；B2O3 0-10% ；MgOO-5% ；Na2CHK2O 0-2% ；TiO2 0-1. 5% ；Fe2O3 0. 05-0. 8% ；F2 0-1%。符合后一标准的大量特种玻璃组合物已被提出，基本上目的为通过减少最昂 贵组分(其为硼和氟)的含量来减低成本(尤其参看US-A-3847626、US-A-4026715、 US-A-4199364、W096/39362、W099/12858、W099/01393、W000/73232、W000/73231、 W001/32576和US2003/0224922)。如此获得的改性E玻璃丝保持玻璃的良好拉制能力、低 污染排放物水平以及与作为增强有机和/或无机材料的用途相适应的性能。本专利技术的目的在于提供具有与E玻璃不同组成的玻璃构成的增强丝，且其特别地 在抗牵弓I性方面具有令人满意的机械性能和有利的成本。虽然不限制于这类型的玻璃丝，本专利技术更具体地涉及“细”玻璃丝，即其具有小于 或等于300特的线性密度根据本专利技术，借助于更低氧化铝含量的玻璃丝可以达到该目的，该玻璃丝的组成 包括在下面所限定的范围内的下列组分，以重量百分数表示SiO262-72% Al2O32-10%CaO7-20%MgO1-7%Na20+K20+Li20 10-14. 5%Li2O0-2%BaO+SrO+ZnO 0-4%B2O30-4%F20-2%As2O30-0. 15%二氧化硅SiO2是构成根据本专利技术的玻璃网络组织的氧化物之一并对其稳定性起 重要作用。在本专利技术范围内，当二氧化硅含量少于62 %时，所得玻璃不是足够粘稠的且在拉 制时极易反玻璃化。当超过72%时，该玻璃变得非常粘稠且难以熔融。优选地，二氧化硅百 分率为64-70. 5%。氧化铝Al2O3也是根据本专利技术的玻璃网络组织的形成剂(formateur)，对稳定性起 重要作用。氧化铝含量被限制在10%，这是由于反玻璃化和降低玻璃最终成本。低于2% 的氧化铝含量导致玻璃水解侵蚀显著的增加。优选地，氧化铝含量高于或等于3%，更有利 地高于或等于3.5%。其氧化铝的含量高于或等于4 %，有利地高于或等于5.5%，还更好地 高于或等于6%的玻璃丝是特别优选的。有利地，二氧化硅和氧化铝含量之和高于70. 5%以获得令人满意的抗水解能力。 优选地，二氧化硅和氧化铝含量之和低于或等于75%使得不过高地提高可制玻璃的原料的 溶解温度。CaO含量可调节粘度并控制玻璃的反玻璃化。在本专利技术定义的限值范围中，高于 20%的CaO含量提高了向对优良拉制有害的CaSiO3(硅灰石)反玻璃化速率。低于7%的 含量不可接受地降低了玻璃的抗水解性。优选地，CaO含量高于或等于8%，并且有利地低 于 12%。氧化镁MgO可与CaO协同地使玻璃的液相线温度降低。加入所指出含量的MgO可 引入硅灰石晶体生长和透辉石(CaO · MgO · 2Si02)晶体生长之间的竞争，这具有放慢这两 种类型的晶体生长的作用，并最终赋予玻璃更优异的抗反玻璃化性。此外，MgO有助于获得 高抗水解性。MgO含量介于1至7%之间，优选地3. 5至6. 5%之间。碱金属氧化物Na2CKK2O和Li2O,可引入到根据本专利技术的组合物中以便有助于限制 反玻璃化以及降低玻璃的粘度。但碱金属氧化物含量应该保持低于或等于14. 5%，以便不 降级玻璃的抗水解性，并将该丝的机械性能维持于可接受的水平。碱金属氧化物含量优选 地低于14%，特别地高于10. 5%，更好地高于11%还更有利地高于11. 5%。Li2O的含量一 般低于1 %，有利地低于或等于0. 5%，尤其为零，基本是由于成本的原因。在玻璃组合物中 加入Li2O对于生产由小直径细丝制成的玻璃丝是有利的，因为它可以限制玻璃在位于拉丝 模底部的孔的沉积(“enverrage”)，该沉积破坏纤维化。BaO, SrO和ZnO可以在玻璃组合物中以低于4%，优选地低于2 %的总含量存在， 为了不提高成本。通常该组合物没有BaO、SrO和ZnO 氧化硼B2O3起流化剂作用。其在本专利技术的玻璃组合物中的含量被限制在4%，优 选地，低于或等于2%，以便避免挥发以及污染物排放的问题，和以不明显提高该组合物的 成本。硼可以作为呈含硼玻璃丝(特别地，E玻璃)的废料的形式的原料被加入。一般情 况下，本专利技术的组合物不含B2O3。氟可以以微量地加入，以便改善玻璃的熔融，或者以来自原材料的杂质状态存在， 然而不得超过2%。优选地，氟含量低于1%，因为超过此值可发生污染物的排放以及炉的 耐火材料的腐蚀的风险。一般情况下，本专利技术的组合物不含氟。玻璃组合物还可以包含三氧化二砷As2O3，其量不超过0. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
增强玻璃丝，其组成包括在以下定义的限值内的以下组分，以重量百分比表示： ＳｉＯ↓［２］ ６２－７２％ Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］ ２－１０％ ＣａＯ ７－２０％ ＭｇＯ １－７％ Ｎａ↓［２］Ｏ＋Ｋ↓［２］Ｏ＋Ｌｉ↓［２］Ｏ １０－１４．５％ Ｌｉ↓［２］Ｏ ０－２％ ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ ０－４％ Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－４％ Ｆ↓［２］ ０－２％ Ａｓ↓［２］Ｏ↓［３］ ０－０．１５％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 2007-10-31 0758731增强玻璃丝，其组成包括在以下定义的限值内的以下组分，以重量百分比表示SiO2 62-72％Al2O32-10％CaO 7-20％MgO 1-7％Na2O+K2O+Li2O10-14.5％Li2O 0-2％BaO+SrO+ZnO 0-4％B2O3 0-4％F2 0-2％As2O30-0.15％。2.如权利要求所述的1的玻璃丝，特征在于SiO2含量为64-70.5%。3.如权利要求1和2任一项所述的玻璃丝，特征在于Al2O3含量大于或等于3%，优选 地大于或等于3.5%。4.如权利要求3所述的玻璃丝，特征在于Al2O3含量大于或等于4%，优选地大于或等 于5. 5%和有利地大于或等于6%。5.如在权利要求1-4中任一项所述的玻璃丝，特征在于SiO2和A1203含量的总量大于 70.5%,优选地小于或等于75%。6.如在权利要求1-5中任一项所述的玻璃丝，特征在于CaO含量大于或等于8%，优选 地低于12%。7.如在权利要求1-6中任一项所述的玻璃丝，特征在于MgO含量为3.5-6. 5%。8.如在权利要求1-7中...
【专利技术属性】
技术研发人员：A博塞罗，E皮卡德，J拉兰德，
申请(专利权)人：欧洲圣戈班技术结构公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
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