专利名称：一种无氟无硼无碱玻璃纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无碱玻璃纤维的生产配方，具体涉及一种有害气体排放少、环境友好型的无氟无硼无碱玻璃纤维及其制备方法。
背景技术：
目前，传统的无碱玻璃纤维配方均含有约1%左右的F2和6 8%的氧化硼；在熔制无碱玻璃时由于F2与SiO2结合极易挥发，大约有50%以上的氟化物会在熔化过程中随烟气等挥发掉，含氟废气处理需要耗费大量的人力物力，废气处理给玻璃纤维行业造成沉重的经济负担，而且若处理不当排入大气会造成严重后果，危害民众的身体健康。同时硼化合物也是一种易挥发的昂贵的成分，若处理不当其挥发物排入大气同样会对植物和人体造成伤害，并且制备成本高，制得的产品玻璃纤维性能低。申请号为200910231248.8的专利公开了一种无氟低硼无碱玻璃纤维配方及制备方法，该配方中虽然完全去除了含氟原料，但是仍然含有易挥发性成分硼，同样会造成大气污染，并且制得的产品玻璃纤维性能低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无氟无硼无碱玻璃纤维配方，是在传统E玻璃纤维配方的基础上，通过调整硅、铝、钙、镁的搭配比例，设计了新的环保玻璃纤维配方，该配方完全去除危害环境的含氟化合物和含硼化合物，从而达到有害气体排放少，制备成本低，产品性能闻的目的。为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是:提供一种无氟无硼无碱玻璃纤维，其特征在于，由以下重量份的原料经熔制拉丝制得: 泡砂石30 35份、高岭土 10 13份、叶腊石10 20份、石灰20 25份、白云石5 10份及含锂尾矿8 20份；
所使用原料中完全不含氟和硼；
所述无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及其含量为:
SiO2 58 60%、CaO 22 25%、MgO 2 3.5%、Al2O3 13 15.0%、Fe2O3 0.3 0.45%、R2O
0.2 0.8% 及 L i20 0.Γθ.4% ;其中，R2O 为 Na2O 和 K2O0由于完全去掉助熔能力很强的含氟和含硼原料，玻璃的熔化澄清变得较困难，经过研究人员不断地研究探索，选用工业含锂尾矿作为原料，大大改善了本发明玻璃的熔化和澄清；工业含锂尾矿是工业上提炼金属锂后的副产品，在该尾矿中，锂的含量以氧化锂计小于5% ；
上述无氟无硼无碱玻璃纤维的制备方法为:将泡砂石、高岭土、叶腊石、石灰、白云石和含锂尾矿按配比进行计量后加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至钼铑合金漏板，再经拉丝机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。
综上所述:本发明提供的无氟无硼无碱玻璃纤维配方与目前传统应用的E玻璃纤维相比完全去除了最具危害性的含氟原料，并完全去掉了易挥发性成分含硼原料，并优选了一种工业含锂尾矿作为主要原料之一，降低了熔制温度，大幅度减少了废气排放，可以在纯氧燃烧和电助熔结构的池窑上直接大规模生产；并且本发明通过添加有益于熔化和澄清的工业含锂尾矿，使该玻璃纤维与E玻璃纤维具有相似的成型性能，生产出的玻璃纤维产品性能均高于现有的E玻璃纤维产品性能。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进行详细的描述，但它们不是对本发明的进一步限制。实施例1
称取31kg泡砂石、IOkg高岭土、18kg叶腊石、20kg石灰、6kg白云石和8kg含锂尾矿加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至钼铑合金漏板，再经拉丝 机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。所制得的无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及含量为=SiO2 58%、CaO 23%、MgO 3.3%、Al2O3H.2%、Fe2O3 0.3%、R2O 0.6% 及 L i20 0.15% ;其中，R2O 为 Na2O 和 K2O0实施例2
称取32.5kg泡砂石、9.5kg高岭土、13kg叶腊石、23kg石灰、5kg白云石和IOkg含锂尾矿加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至钼铑合金漏板，再经拉丝机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。所制得的无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及含量为:Si02 59.5%, CaO 24%、MgO
2.1%、Al2O3 13.1%、Fe2O3 0.45%、R2O 0.3% 及 L i20 0.2% ;其中，R2O 为 Na2O 和 K2O。实施例3
称取31.5kg泡砂石、IOkg高岭土、13.5kg叶腊石、22kg石灰、5kg白云石和Ilkg含锂尾矿加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至钼铑合金漏板，再经拉丝机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。所制得的无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及含量为=SiO2 58.5%, CaO 23.4%, MgO
2.2%、Al2O3 14.5%、Fe2O3 0.35%、R2O 0.3% 及 L i20 0.25% ;其中，R2O 为 Na2O 和 K2O0下表为本发明实施例制备的无氟无硼无碱玻璃纤维与传统的E玻璃纤维的成分及性能比较:
表I
权利要求
1.一种无氟无硼无碱玻璃纤维，其特征在于，由以下重量份的原料经熔制拉丝制得: 泡砂石30 35份、高岭土 10 13份、叶腊石10 20份、石灰20 25份、白云石5 10份及含锂尾矿8 20份；所述含锂尾矿中锂的含量以氧化锂计小于5%。
2.根据权利要求1所述的无氟无硼无碱玻璃纤维，其特征在于:所使用原料中完全不含氟和硼。
3.根据权利要求1所述的无氟无硼无碱玻璃纤维，其特征在于:所述无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及其含量为: SiO2 58 60%、CaO 22 25%、MgO 2 3.5%、Al2O3 13 15.0%、Fe2O3 0.3 0.45%、R2O0.2 0.8% 及 L i20 0.Γθ.4% ;其中，R2O 为 Na2O 和 K2O0
4.一种无氟无硼无碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于:将泡砂石、高岭土、叶腊石、石灰、白云石和含锂尾矿按配比进行计量后加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至钼铑合金漏板，再经拉丝机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。
全文摘要
本发明公开了一种无氟无硼无碱玻璃纤维，其特征在于，由以下重量份的原料经熔制拉丝制得泡砂石30~35份、高岭土10~13份、叶腊石10~20份、石灰20~25份、白云石5~10份及含锂尾矿8~20份；所述含锂尾矿中氧化锂的含量小于5%；所使用原料中完全不含氟和硼；所述无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及其含量为SiO258~60%、CaO22~25%、MgO2~3.5%、Al2O313~15.0%、Fe2O30.3~0.45%、R2O0.2~0.8%及Li2O0.1~0.4%；其中，R2O为Na2O和K2O。该玻璃纤维配方与目前传统应用的E玻璃纤维相比完全去除了最具危害性的含氟原料，并完全去掉了易挥发性成分含硼原料，并优选了一种工业含锂尾矿作为主要原料之一，降低了熔制温度，大幅度减少了废气排放，可以在纯氧燃烧和电助熔结构的池窑上直接大规模生产。
文档编号C03C13/00GK103145341SQ20131009310
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月22日 优先权日2013年3月22日
发明者刘钢, 刘术明, 何斌, 陈锐, 朱铭 申请人:内江华原电子材料有限公司