O为1.36。
[0148] 在实施例一中测定的六个参数的数值分别是： 成型温度 1298 °c 液相巍温度 1206V AT 值 92 C
[0149] 析晶峰温度 1033sc 弹性模量 96,0GPa 单丝强度 4290MPa 气然数量 3个
[0150] 实施例二 Si02 58.6% Al2(_>, 16.9% CaO 6.8% MgO 9.6% Y20；, 3.9% La.O, 0,3%
[0151] Na20 0 23% K2〇 1.05% Li20 0.50% Fe2〇3 0.44% Ti02 0.63% SrO 0.8%
[0152] 并且，重量百分比的比值C1=K20/R20为0.59,重量百分比的比值C2=(Mg0+Sr0)/ CaO为1.53〇
[0153] 在实施例二中测定的六个参数的数值分别是： 成型温度 1300 ^ 液相线温度 1205°C ΔΤ 值 95 X：
[0154] 析晶峰温度 l〇34'C 弹性模量 96.8GPa 单丝强度 4305MPa 气泡数量 4个
[0155] 实施例三 Si02 58.6% Al；,C>, 16.9% CaO 7.2% MgO 9.9% Υ20. 3.9%
[0156] L.a203 0.3% Na20 0 18% K20 1.30% Li20 0.50% Fe:A 0.44% Ti02 0.53%
[0157] 并且，重量百分比的比值Cl = K20/R20为0.67，重量百分比的比值C2 = (MgO+SrO) / CaO为1.38。
[0158] 在实施例三中测定的六个参数的数值分别是： 成型温度 1297°C
[0159] 液相线温度 1205€ △T 值 92 X： 析晶峰温度 1033X：
[0160] 弹性模量 96 5GPa 单丝强度 4330MPa 气泡数量 2个
[0161] 实施例四 Si02 59.2% AI2〇3 16.9% CaO 7.6% MgO 9.8% Y2〇i 2.9%
[0162] Na：P 0.21% K20 1.03% L.i20 0.40% Fe203 0.44% Ti02 0.41% SrO 0.8%
[0163] 并且，重量百分比的比值C1=K20/R20为0.63,重量百分比的比值C2=(Mg0+Sr0)/ CaO为1.29。
[0164] 在实施例三中测定的六个参数的数值分别是： 成型温度 1293 Γ 液相线温度 1199°C: ΔΤ 值 94 C
[0165] 析晶峰温度 l〇3rC 弹性模量 95.3GPa 单丝强度 4295MPa 气泡数量 3个
[0166] 下面进一步通过列表的方式，给出本发明玻璃纤维组合物的上述实施例以及其他 实施例与S玻璃、传统R玻璃和改良R玻璃的性能参数的对比。其中，玻璃纤维组合物的含量 以重量百分比表示。需要说明的是，实施例组分总含量略微小于100%，可以理解为残余量 是微量杂质或不能分析出的少量组分。
[0167] 表1A
[0168]
[0169]表1B
[0170]
[0171] 由上述表中的具体数值可知，与S玻璃和传统R玻璃相比，本发明的玻璃纤维组合 物拥有以下优势：（一)具有高得多的弹性模量；（二)具有低得多的液相线温度，这有利于降 低玻璃的析晶风险、提高纤维的拉丝效率;具有较高的析晶峰温度，这表明玻璃在析晶过程 中晶核的形成和长大需要更多的能量，也就是说同等条件下本发明玻璃的析晶速率更小； (三)气泡数量大幅减少，这表明玻璃的澄清效果得到了显著改善。
[0172] 与改良R玻璃相比，本发明的玻璃纤维组合物拥有以下优势：（一)具有高得多的弹 性模量；（二)具有较高的析晶峰温度，这表明玻璃在析晶过程中晶核的形成和长大需要更 多的能量，也就是说同等条件下本发明玻璃的析晶速率更小；（三)具有高得多的单丝强度； (四）气泡数量大幅减少，这表明玻璃的澄清效果得到了显著改善。
[0173] S玻璃和传统R玻璃均无法实现池窑化生产，改良R玻璃通过牺牲部分性能的方式 来降低液相线温度和成型温度，以降低生产难度实现池窑化生产。与之不同的是，本发明组 合物不仅拥有足够低的液相线温度和更小的析晶速率，可以进行池窑化生产，同时还实现 了玻璃模量的大幅提升，打破了 S级和R级玻璃纤维的模量水平无法与生产规模同步提升的 技术瓶颈。
[0174] 由此可知，与目前主流的高模量玻璃相比，本发明的玻璃纤维组合物在弹性模量、 机械强度、析晶性能和玻璃澄清方面取得了突破性的进展，同等条件下玻璃的弹性模量和 机械强度大幅提升、析晶风险显著下降、气泡数量明显减少，整体技术方案特别适合用于池 窑化生产低气泡率的高模量高强度玻璃纤维。
[0175] 由根据本发明的玻璃纤维组合物可制成具有上述优良性能的玻璃纤维。
[0176] 根据本发明的玻璃纤维组合物与一种或多种有机和/或无机材料结合可制备得到 性能优良的复合材料，例如，玻纤增强基材。
[0177] 最后应说明的是:在本文中，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖非 排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素， 而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固 有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个…"限定的要素，并不排除在包括所 述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0178] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例 对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施 例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者 替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1. 一种高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物含有下述组分，各组 分的含量W重量百分比表示如下：2. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，重量百分比的比值Cl = K2O/化0的范围为大于0.44。3. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，重量百分比的比值C2 = (MgO+SrO)/CaO的范围为大于0.9。4. 根据权利要求1或2所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，Li2〇的含量W重量百 分比表示为0.1-1 %。5. 根据权利要求1或2所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，Υ2〇3的含量W重量百 分比表不为0.05-6%。6. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，La2化的含量W重量百分 比表示为0.05-2%。7. 根据权利要求1或2所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，SrO的含量W重量百 分比表示为小于2.5%。8. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，CaO的含量W重量百分 比表示为4-11 %。9. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，MgO的含量W重量百分 比表示为6-12%。10. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，重量百分比的比值C1 =1(2〇/化0的范围为大于等于0.5。11. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，重量百分比的比值C2 = (MgO+S;rO)/CaO的范围为大于等于1。12. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物 含有下述组分，各组分的含量W重量百分比表示如下：并且，重量百分比的比值C1=K20/R20的范围为大于0.44。13. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物 含有下述组分，各组分的含量W重量百分比表示如下：并且，重量百分比的比值C1=K20/R20的范围为大于0.44,重量百分比的比值C2=(MgO+ SrOVCaO的范围为大于0.9。14. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物 含有下述组分，各组分的含量W重量百分比表示如下：并且，重量百分比的比值C1=K20/R20的范围为大于0.44,重量百分比的比值C2=(MgO+ SrOVCaO的范围为大于0.9。15.根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物 含有下述组分，各组分的含量W重量百分比表示如下：并且，重量百分比的比值C1=K20/R20的范围为大于0.44,重量百分比的比值C2=(MgO+ SrOVCaO的范围为大于0.9。16. 根据权利要求1或14所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，SrO的含量W重量 百分比表示为0.1-2%。17. 根据权利要求1或14所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，Si〇2+Al2〇3的含量 W重量百分比表示为小于80%。18. 根据权利要求1或6所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，Υ2〇3的含量W重量 百分比表示为0.5-5%。19. 根据权利要求1或14所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，Gcb化的含量W重 量百分比表示为0.05-1 %。20. 根据权利要求1或14所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，Y2〇3+La2化+Gcb化 的含量W重量百分比表示为1-6%。21. 根据权利要求1或14所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，重量百分比的比 值 C2 = (MgO+SrO)/CaO的范围为1.1-1.7。22. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物 含有下述组分，各组分的含量W重量百分比表示如下：并且，重量百分比的比值C1=K20/R20的范围为大于等于0.5,重量百分比的比值C2 = (MgO+SrOVCaO的范围为大于等于1。23. 根据权利要求1所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述玻璃纤维组合物 含有下述组分，各组分的含量W重量百分比表示如下：并且，重量百分比的比值C1=K20/R20的范围为大于等于0.5,重量百分比的比值C2 = (MgO+SrO)/CaO 的范围为 1.1-1.7。24. 根据权利要求1或14所述的高性能玻璃纤维组合物，其特征在于，所述高性能玻璃 纤维组合物还含有Ce化，其含量W重量百分比表示为0-1%。25. -种玻璃纤维，其特征在于，所述玻璃纤维由如权利要求1-24中任一项所述的玻璃 纤维组合物制成。26. -种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括如权利要求25所述的玻璃纤维。
【专利摘要】本发明提供一种高性能玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料。其中，玻璃纤维组合物各组分的含量以重量百分比表示如下：SiO2为52-64％，Al2O3为12-24％，Y2O3+La2O3+Gd2O3为0.05-8％，Li2O+Na2O+K2O为小于2.5％，K2O为大于1％，CaO+MgO+SrO为10-24％，CaO为2-14％，MgO为小于13％，TiO2为小于2％，Fe2O3为小于1.5％。该组合物能大幅提高玻璃的机械强度和弹性模量，还能显著降低玻璃的液相线温度和成型温度，同等条件下大幅降低玻璃的析晶速率、表面张力和气泡率，特别适合用于池窑化生产低气泡率的高强度高模量玻璃纤维。
【IPC分类】C03C3/095, C03C13/00, C03C13/02
【公开号】CN105693100
【申请号】CN201610145901
【发明人】章林, 曹国荣, 张毓强, 邢文忠, 洪秀成
【申请人】巨石集团有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月15日