一种耐碱玻璃纤维组合物的制作方法

文档序号:1910263阅读:365来源:国知局
一种耐碱玻璃纤维组合物的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐碱玻璃纤维组合物,所述的玻璃纤维组合物含有下述组分,各组分的重量百分含量为:SiO2 59.0-63.0%,ZrO2 14.5-16.5%,CaO 4.0-5.5%,R2O=Li2O+Na2O+K2O 14.9-17.0%,Fe2O3 0-1.0%,TiO20-0.5%;其中,所述K2O的重量百分含量为0.1-1.4%,所述Li2O的重量百分含量为0.1-1.0%,比值C1=(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2为0.89~1.05;本发明不仅能保证纤维拥有与赛姆菲尔纤维类似的耐碱性能,还进一步改善了玻璃的粘度和析晶性能,同时降低了生产成本,更适于大规模池窑生产。
【专利说明】-种耐碱玻璃纤维组合物 (-)【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种玻璃纤维组合物,尤其涉及具有优良耐碱性能且适于大规模池塞 生产的玻璃纤维组合物。 (二)【背景技术】
[0002] 二十世纪六走十年代,英国建筑研究院与皮尔金顿公司合作,成功开发了一种耐 碱玻璃纤维,并实现小规模工业化生产,其商业名为赛姆菲尔(cem-fil)纤维。赛姆菲尔纤 维的玻璃成分主要WNa2〇-Zr〇2-Si〇2H元系统为主,为了提高纤维的耐碱性能,该发明中将 Zr〇2含量提得很高(一般超过16. 7 % ),但又缺乏有效的助烙与澄清物质搭配,造成该玻 璃烙化温度高、难W澄清均化,拉丝温度高、生产工艺苛刻,成本昂贵等一系列问题。有鉴于 此,针对该玻璃体系的耐碱玻璃纤维组合物,世界各国纷纷进行改进研究,不过均没有出现 突破性的研究成果。
[0003] 二十世纪走十年代中后期,针对赛姆菲尔纤维的上述缺点,中国建筑材料科学研 究院通过引入大量Ti化改变玻璃的耐碱机制,另避媛径地成功开发了另一种玻璃体系的耐 碱玻璃纤维邸13,其玻璃成分主要W Na2〇-Zr〇2-Ti〇2-Si〇2为主,其耐碱性能只比赛姆菲尔 纤维略差一些,不过拉丝温度大大降低,从而有利于提高耐碱玻璃纤维工业化生产的规模 化水平。目前,国内几大耐碱玻璃纤维生产企业的玻璃成分均W邸13为基础进行改进优 化。但是,ER13耐碱玻璃纤维也存在一些问题,如高含量的Ti化和Zr化主要由金红石和铅 英石引入,玻璃的烙化和澄清难度依然很大;原料中使用大量硝酸钟、金红石,生产成本依 然很高;有别于赛姆菲尔纤维,ER13耐碱玻璃纤维受碱液的侵蚀,随着时间的延长其纤维 强度下降速度较快。 (H)
【发明内容】

[0004] 针对赛姆菲尔纤维和邸13耐碱玻璃纤维的上述缺点,本发明的任务是在保证玻 璃纤维拥有与赛姆菲尔纤维类似的耐碱性能的前提下,改善玻璃烙制效果和纤维成型工 艺,使其烙化温度和拉丝温度显著降低,并进一步降低生产成本,使该耐碱玻璃纤维组合物 更适于大规模池塞生产。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
[0006] -种耐碱玻璃纤维组合物,所述玻璃纤维组合物含有下述组分(或者所述的玻璃 纤维组合物由下述组分组成),各组分的重量百分含量表示如下:
[0007]
【权利要求】
1. 一种耐碱玻璃纤维组合物,其特征在于,所述的玻璃纤维组合物含有下述组分,各组 分的重量百分含量表不如下: SiO2 59.0-63.0% ZrO2 14,5-16.5% CaO 4.0-5.5% R2O=Li2ONa2OK2O 14.9-17.0% Fc2O3 0-1.0% TiO, 0-0.5% 其中,所述K2O的重量百分含量为0. 1-1. 4%,所述Li2O的重量百分含量为0. 1-1. 0%, 同时满足Li20、Na20、K20合计重量百分含量为14. 9-17. 0% ;所述R2O表示Li20、Na20、K20三 者合并的组分; 所述Fe2O3的重量百分含量为0-1. 0 %,其中"0"表示Fe2O3的含量无限接近于0而不 为0 ;所述TiO2的重量百分含量为0-0. 5%,其中"0"表示TiO2的含量无限接近于0而不为 〇 ; 并且,比值 Cl = (Li2CHNa2CHK2O)/ZrO2 为 0· 89 ?L 05。
2. 根据权利要求1所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述的玻璃纤维组合物还含 有HfO2,所述HfO 2的重量百分含量为0. 1?1. 5%。
3. 根据权利要求1或2所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述的玻璃纤维组合物还 含有CeO2,所述CeO 2的重量百分含量为0. 02?0. 2%。
4. 根据权利要求1或2所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述的玻璃纤维组合物还 含有MgO,所述MgO的重量百分含量为0-1. 0 %,其中"0"表示MgO的含量无限接近于0而 不为0。
5. 根据权利要求1或2所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述的玻璃纤维组合物还 含有F2,所述F2的重量百分含量为0-0. 6 %,其中"0"表示F2的含量无限接近于0而不为 0〇
6. 根据权利要求1或2所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述的玻璃纤维组合物遵 循比值 C2 = (Hf02+Ca0+Mg0+Ce02)/Zr02 为 0· 38 ?0· 48。
7. 根据权利要求1所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述玻璃纤维组合物含有下 述组分,各组分的重量百分含量表示如下:
其中,所述ZrO2的重量百分含量为14. 5-16. 5%,所述HfO2的重量百分含量为 0. 1-1. 5%,同时满足Zr02、HfO2合计重量百分含量为15. 6% -18. 0% ; 所述MgO的重量百分含量为0-1. 0 %,所述CeO2的重量百分含量为0. 02?0. 2 %,同 时满足MgOXeO2合计重量百分含量为0. 1-1. 0%;所述MgO的含量范围中,"0"表示MgO的 含量无限接近于〇而不为〇 ; 所述K2O的重量百分含量为0. 1-1. 4%,所述Li2O的重量百分含量为0. 1-1. 0%,同时 满足Li20、Na20、K2O合计重量百分含量为14. 9-17. 0% ;所述R2O表示Li20、Na20、K2O三者 合并的组分; 所述Fe2O3的重量百分含量为0-1. 0 %,其中"0"表示Fe2O3的含量无限接近于0而不 为0 ;所述TiO2的重量百分含量为0-0. 5%,其中"0"表示TiO2的含量无限接近于0而不为 〇 ; 并且,比值 Cl = (Li2CHNa2CHK2O)/ZrO2 为 0· 89 ?L 05。
8.根据权利要求1所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述玻璃纤维组合物含有下 述组分,各组分的重量百分含量表示如下:
其中,所述ZrO2的重量百分含量为14. 5-16. 5%,所述HfO2的重量百分含量为 0. 1-1. 5%,同时满足Zr02、HfO2合计重量百分含量为15. 6% -18. 0% ; 所述MgO的重量百分含量为0-1. 0 %,所述CeO2的重量百分含量为0. 02-0. 2 %,同时 满足MgOXeO2合计重量百分含量为0. 1-1.0%;所述MgO的含量范围中,"0"表示MgO的含 量无限接近于0而不为0 ; 所述K2O的重量百分含量为0. 1-1. 4%,所述Li2O的重量百分含量为0. 1-1. 0%,同时 满足Li20、Na20、K2O合计重量百分含量为14. 9-17. 0% ;所述R2O表示Li20、Na20、K2O三者 合并的组分; 所述Fe2O3的重量百分含量为0-1. O %,其中"0"表示Fe2O3的含量无限接近于O而不 为0 ;所述TiO2的重量百分含量为0-0. 5%,其中"0"表示TiO2的含量无限接近于0而不为 〇 ; 并且,比值 Cl = (Li20+Na20+K20)/ZrO2 为 0· 89 ?1. 05,比值 C2 = (Hf02+Ca0+Mg0+Ce02)/Zr02 为 0· 38 ?0· 48。
9. 根据权利要求1所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述玻璃纤维组合物由下述 组分组成,各组分的重量百分含量表示如下:
其中,所述ZrO2的直量白分含量为15.0-16. 5%,所述HfO2的直量百分含量为 0. 5-1.0%,同时满足Zr02、HfO2合计重量百分含量为15. 6-17. 5% ; 所述MgO的重量百分含量为0-1. 0 %,所述CeO2的重量百分含量为0. 02-0. 2 %,同时 满足MgOXeO2合计重量百分含量为0. 1-1.0%;所述MgO的含量范围中,"0"表示MgO的含 量无限接近于0而不为0 ; 所述K2O的重量百分含量为0. 4-1. 4%,所述Li2O的重量百分含量为0. 2-1. 0%,同时 满足Li20、Na20、K2O合计重量百分含量为14. 9-16. 5% ;所述R2O表示Li20、Na20、K2O三者 合并的组分; 所述Fe2O3的重量百分含量为0-1. 0 %,其中"0"表示Fe2O3的含量无限接近于0而不 为0 ;所述TiO2的重量百分含量为0-0. 5%,其中"0"表示TiO2的含量无限接近于0而不为 〇 ;所述F2的重量百分含量为0-0. 6%,其中"0"表示F2的含量无限接近于0而不为0 ; 并且,比值 Cl = (Li2CHNa2CHK2O) /ZrO2 为 0· 9 ?1. 0,比值 C2 = (Hf02+Ca0+Mg0+Ce02) / ZrO2 为 0· 40 ?0· 45。
10. 根据权利要求1所述的玻璃纤维组合物,其特征在于,所述玻璃纤维组合物由如下 重量百分含量的组分组成:61. 5% SiO2 ; 15. 5% ZrO2 ;0· 7% HfO2 ;0· 6% Al2O3 ;5· 5% CaO ; 0. 2 % MgO ; I. 0 % K2O ; 14. 0 % Na2O ;0. 3 % Li2O ;0. 2 % Fe2O3 ;0. 2 % TiO2 ;0. 3 % F2 ;0. 03 % Ce02〇
【文档编号】C03C13/02GK104261686SQ201410453224
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】章林, 邢文忠, 曹国荣, 顾桂江 申请人:巨石集团有限公司
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