公开了一种制造高强度玻璃纤维用的组合物，该高强度玻璃纤维适合在贵金属衬里的窑炉和耐火材料衬里的玻璃熔炉中制造。本发明专利技术的玻璃组合物包括６２－６８ｗｔ％ＳｉＯ２、２２－２６ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３、８－１５ｗｔ％ＭｇＯ和０．１到３．０ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ。本发明专利技术的一种合适的组合物包括６４－６６．５ｗｔ％ＳｉＯ２、２３－２４．５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３、９－１１ｗｔ％ＭｇＯ和０．３到０．３５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ。另一种合适的组合物包括６６．５ｗｔ％ＳｉＯ２、２３．４ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３、９．８ｗｔ％ＭｇＯ和０．３ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ。又一种合适的组合物为约６６ｗｔ％ＳｉＯ２、约２３ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３、约１０．５ｗｔ％ＭｇＯ和约０．３ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ。还公开了通过本发明专利技术形成的纤维。该纤维具有低于２６５０°Ｆ的纤维化温度、至少２５°Ｆ的ΔＴ。进一步，本发明专利技术的玻璃纤维典型地具有超过７００ＫＰｓｉ的强度，在一个实施方式中，强度超过约７３０ＫＰｓｉ，在又一个实施方式中，强度超过约７５０ＫＰｓｉ。玻璃纤维典型地具有大于１２．８ＭＰｓｉ的模量，在一个实施方式中，大于约１３ＭＰｓｉ，以及在又一个实施方式中，大于约１３．２ＭＰｓｉ。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高性能玻璃纤维用组合物及由其形成的纤维 专利技术的
和工业应用本专利技术总体上涉及在制备连续高强度玻璃纤维中使用的组合物以及由该组合物形成的纤维。
技术介绍
用于制备连续高强度玻璃纤维原丝的常用玻璃组合物是“S-玻璃”。术语S-玻璃定义了一族主要由镁、铝和硅的氧化物组成的玻璃，其具有制备机械强度比E-玻璃纤维高的玻璃纤维的化学组成。S-玻璃族的化学组成制备高强度玻璃纤维并且使这些玻璃能够在高强度的应用中使用，例如防弹装甲。ASTM国际组织将S-玻璃定义为一族主要由镁、铝和硅的氧化物组成的玻璃，其具有符合可应用的材料规格并产生高机械强度(D578-05)的合格的化学组成。德国标准化学会(Deutsches Institut fur Normung) (DIN)将S-玻璃定义为不添加CaO的铝硅酸盐玻璃，并且具有部分质量的MgO，其中MgO约为IOwt % (铝硅酸盐玻璃定义为一种主要由铝的三氧化物，硅的二氧化物和其它氧化物组成的玻璃)(DIN 1259-1)。美国专利第3，402，055描述了一种用于形成S-玻璃族内的高强度玻璃的组合物。 可商购的高强度S-玻璃组合物为S-2玻璃。如在公开的W0/2004/094794(从首页看属于 3M Innovative Properties Company)中记述的，S-2玻璃纤维典型地具有约65% Si02、 25% Al2O3、和 10% MgO 的组成。S-2 玻璃由美国 Aiken South Carolina 的 Advanced Glass Yarns制造。S_2玻璃具有高的抗压强度和抗拉强度以及良好的高温性能。S-2玻璃用于直升飞机桨叶、用于高压容器，例如水下呼吸器气瓶的装甲和卷绕物。R-玻璃为另外一族高强度、高模量玻璃，该玻璃典型地形成航天复合材料应用中使用的纤维。R-玻璃族主要由氧化硅、氧化铝，氧化镁和氧化钙组成，其化学组成制备的玻璃纤维具有一般低于S-玻璃纤维的机械强度。R-玻璃一般含有比S-玻璃更少的二氧化硅和更多的氧化钙(CaO)，其在纤维的形成过程中需要较高的熔化和处理温度。如在公开的TO/2004/094794中所述，R-玻璃纤维典型地具有60% SiO2,25% Al203>9% CaO和6% MgO的组成。表IA-IE列出了一些传统的高强度玻璃组合物的组成。表 I-A权利要求1.一种高强度玻璃纤维，包含 62-68wt% SiO2 ；22-26wt%Al2O3 ；8-15wt%MgO ；禾口 0. l-2wt% Li2O ；所述纤维具有大于12. SMPsi的模量和700KPsi的强度。2.权利要求1的高强度玻璃纤维，还包含总量低于约2wt %的选自下组的化合物，该组由CaO、P2O5, ZnO, ZrO2, SrO、BaO, SO3> F2, B2O3、TiO2 和 Fii2O3 组成。3.权利要求1的高强度玻璃纤维，其中二氧化硅的含量在至67wt%之间。4.权利要求3的高强度玻璃纤维，其中二氧化硅的含量在66wt<%至67wt%之间。5.权利要求1的高强度玻璃纤维，其中二氧化硅的含量约为66wt%。6.权利要求1的高强度纤维，其中玻璃配合料还包含0-3wt%的碱金属氧化物。7.权利要求1的高强度玻璃纤维，其中该组合物包含 66. 5wt% SiO2 ；23. 4wt% Al2O3 ； 9. 8wt% MgO ；禾口 0. 3wt% Li2O08.高强度玻璃纤维，包含 64-66. 5wt% SiO2 ；23-24.5wt% Al2O3 ；9-1Iwt % MgO ；禾口0. 3-0. 35wt% Li2O ；纤维具有大于约13MPsi的模量和约750KPsi的强度。9.权利要求8的高强度玻璃纤维，还包含总量低于约2wt %的选自下组的化合物，该组由CaO、P2O5, ZnO, ZrO2, SrO、BaO, SO3> F2, B2O3^ TiO2 和 I^e2O3 组成。10.权利要求8的高强度玻璃纤维，其中模量为约13.2MPsi。11.权利要求8的高强度玻璃纤维，其中该组合物包含 约 66. 5wt% SiO2 ；约 23. 4wt% Al2O3 ； 约 9. 8wt% MgO ；禾口约 0. 3wt% Li20。12.权利要求8的高强度玻璃纤维，其中该组合物基本上由下述成分组成 66. 5wt% SiO2 ；23. 4wt% Al2O3 ； 9. 8wt% MgO ；禾口 0. 3wt% Li2O013.权利要求8的高强度玻璃纤维，其中该组合物包含约 66wt% SiO2 ； 约 23wt% Al2O3 ； 约 10. 5wt% MgO ；禾口约 0. 3wt% Li20。14.权利要求8的高强度玻璃纤维，其中该组合物基本上由下述成分组成 66. 05wt% SiO2 ；23. 05wt% Al2O3 ； 10. 55wt% MgO ；和 0. 35wt% Li2O015.一种高强度玻璃纤维，包含 66. 5wt% SiO2 ；23. 4wt% Al2O3 ； 9. 8wt% MgO ；禾口 0. 3wt% Li2O016.权利要求15的高强度玻璃纤维，其中该纤维具有大于12.SMPsi的模量。17.权利要求15的高强度玻璃纤维，其中该纤维具有大于750KPsi的强度。18.权利要求15的高强度玻璃纤维，其中该纤维具有大于700KPsi的强度。19.权利要求15的高强度玻璃纤维，其中该纤维具有大于约13MPsi的模量。20.权利要求15的高强度玻璃纤维，其中该纤维具有大于约13.2MPsi的模量。全文摘要公开了一种制造高强度玻璃纤维用的组合物，该高强度玻璃纤维适合在贵金属衬里的窑炉和耐火材料衬里的玻璃熔炉中制造。本专利技术的玻璃组合物包括62-68wt％SiO2、22-26wt％Al2O3、8-15wt％MgO和0.1到3.0wt％Li2O。本专利技术的一种合适的组合物包括64-66.5wt％SiO2、23-24.5wt％Al2O3、9-11wt％MgO和0.3到0.35wt％Li2O。另一种合适的组合物包括66.5wt％SiO2、23.4wt％Al2O3、9.8wt％MgO和0.3wt％Li2O。又一种合适的组合物为约66wt％SiO2、约23wt％Al2O3、约10.5wt％MgO和约0.3wt％Li2O。还公开了通过本专利技术形成的纤维。该纤维具有低于2650°F的纤维化温度、至少25°F的ΔT。进一步，本专利技术的玻璃纤维典型地具有超过700KPsi的强度，在一个实施方式中，强度超过约730KPsi，在又一个实施方式中，强度超过约750KPsi。玻璃纤维典型地具有大于12.8MPsi的模量，在一个实施方式中，大于约13MPsi，以及在又一个实施方式中，大于约13.2MPsi。文档编号C03C13/00GK102317224SQ200980156441 公开日2012年1月11日 申请日期2009年12月21日 优先权日2008年12月24日专利技术者D·霍夫曼, P·麦金尼斯 申请人:Ocv智识资本有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高强度玻璃纤维，包含：６２－６８ｗｔ％ＳｉＯ２；２２－２６ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３；８－１５ｗｔ％ＭｇＯ；和０．１－２ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ；所述纤维具有大于１２．８ＭＰｓｉ的模量和７００ＫＰｓｉ的强度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·麦金尼斯，
申请(专利权)人：OCV智识资本有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US
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