专利名称：玻璃纤维组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能生物降解的玻璃纤维组合物。
现有技术描述了一些据说能生物降解的玻璃纤维组合物。
玻璃纤维组合物的生物降解性是十分重要的，因为各种研究指出一些直径很小的、小于3微米的玻璃纤维是致癌的，而这样小的能生物降解的玻璃纤维无致癌性。
但是，不仅生物降解性极端重要，玻璃纤维或由它制成的产品的机械和热性能，玻璃纤维的电阻及玻璃纤维组合物的加工性能也都很重要。例如，玻璃纤维大量用作绝缘材料。为此，它必须具有足够的耐湿性。
玻璃纤维组合物也必须能用已知生产小直径玻璃纤维的方法，如离心技术，尤其是内离心技术(此技术在美国专利US-PS 4 203 745中叙述)加工成型。
本发明主要是提供一种新型的玻璃纤维组合物，其特征是能生物降解、稳定性好，耐湿并容易加工。
本发明发现，解决问题的方法是提供一种玻璃纤维组合物，它含有相当量的碱性氧化物和氧化硼及任选的氧化铝。
已经证明，这样的玻璃纤维组合物满足了上述所需的那些性能，即生物降解性，耐湿性和良好的加工成型性。
本发明目的是一种能生物降解的玻璃纤维组合物，其特征是它由下列成分按重量百分数组成
SiO245 ～ 60Al2O3＜ 2CaO＋MgO 10 ～ 16Na2O＋K2O 15 ～ 23B2O310 ～ 18P2O50 ～ 4BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
本发明的玻璃纤维组合物可用离心技术加工。所得纤维有良好的耐湿性。十分惊奇的是这种玻璃纤维组合物显示出生物降解性。平均纤维直径最好小于10微米，在2.5～5微米间为最好。
本发明的玻璃纤维组合物最好由下列成分以重量百分数组成SiO245 ～ 60Al2O3＜ 2CaO＋MgO 10 ～ 16Na2O＋K2O ＞ 18B2O3＜ 12P2O50 ～ 4BaO0 ～ 1其它 0 ～ 2。
根据另一优选实施例，本发明的玻璃纤维组合物含有下列重量百分组成
SiO245 ～ 60Al2O3＜ 2CaO＋MgO 10 ～ 16Na2O＋K2O ＜ 18B2O3＞ 12P2O50 ～ 4BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
本发明的玻璃纤维组合物最好是二氧化硅含量为＜57％(重量)，尤其是＜56.5％(重量)。
加入氧化铝可改进耐湿性。因此，本发明的组合物最好至少含0.1％(重量)的氧化铝，尤其是至少含0.5％(重量)，通常是＜1.5％(重量)的氧化铝。
加入五氧化二磷可增加生物降解性。因此，本发明的组合物最好至少含0.1％(重量)P2O5。
根据另一优选实施例，组合物含有＜2％(重量)的氧化镁。
本发明的玻璃纤维组合物的耐湿性，可由称作DGG法的标准方法测定。在DGG法中，把10克粒径在约360和400微米间的细粒玻璃放在100毫升水中，在沸点维持5小时。在快速冷却后，过滤溶液并把滤液蒸发至干。把所得干材料称重就可计算出溶在水中的玻璃量。此量以每克测试玻璃的毫克数表示。
本发明的玻璃纤维组合物的生物降解性是把1克如DGG法所述的玻璃粉放入pH为7.4的生理溶液中来测试，生理溶液的组成如下
NaCl6.78NH4Cl 0.535NaHCO32.268NaH2PO4H2O 0.166(柠檬酸钠)2H2O 0.059甘氨酸 0.450H2SO40.049CaCl20.022动力学试验的条件选择为如Scholze和Conradt中所述。流速为300毫升/天。试验的持续时间是14天。结果表示成14天后溶液中SiO2量的百分数×100。
本发明将在下列参考实例中有更详细的描述。
实例1熔化如下组成(以重量百分数计)的玻璃SiO256.0Al2O31.0CaO 9.0MgO 4.0Na2O18.0K2O 1.0B2O310.5其它 0.5这些玻璃组合物可用离心技术加工。
用上述DGG法测得值为40毫克/克。
上述生物降解性试验得值550。
实例2熔化如下组成(以重量百分数计)的玻璃SiO255.0Al2O31.0CaO 9.0MgO 4.0Na2O 18.0K2O 1.0B2O310.5P2O51.0其它 0.5。这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值40毫克/克。上述生物降解性试验得值600。
实例3熔化下列组成(以重量百分数计)的玻璃SiO 57.5Al2O30.5CaO 8.0MgO 3.5Na2O17.8K2O 0.2B2O312.0其它 0.5。这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值50毫克/克。上述生物降解性试验得值550。
实例4熔化如下组成(以重量百分数计)的玻璃SiO256.5Al2O30.5CaO 8.0MgO 3.5Na2O 17.8K2O0.2B2O312.0P2O51.0其它0.5。这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值50毫克/克。上述生物降解性试验得值600。
实例5熔化如下组成(以重量百分数计)的玻璃SiO257.5Al2O30.5CaO 8.1MgO 3.6Na2O17.25K2O 0.35B2O312.4其它 0.3。这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值30毫克/克。上述生物降解性试验得值600。
实例6熔化如下组成(以重量百分数计)的玻璃SiO257.5Al2O30.5CaO 8.3MgO 1.8Na2O 18.6K2O0.4B2O311.5BaO 1.0其它0.4这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值30毫克/克。上述生物降解性试验得值600。
实例7熔化下列组成(以重量百分数计)的玻璃SiO257.5Al2O30.5CaO 8.3MgO 1.8Na2O17.1K2O 0.4B2O313.0BaO 1.0其它 0.4。这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值30毫克/克。上述生物降解性试验得值600。
实例8熔化下列组成(以重量百分数计)的玻璃SiO257.5Al2O30.5CaO 8.4MgO 1.7Na2O 17.0K2O 0.5B2O314.0其它 0.4。这些玻璃组合物可用离心技术加工。用上述DGG法测得数值30毫克/克。上述生物降解性试验得值600。
权利要求
1.一种可生物降解的玻璃纤维组合物，以下列组成(按重量百分数计)为特征SiO245 ～ 60Al2O3＜ 2CaO＋MgO10 ～ 16Na2O＋K2O 15 ～ 23B2O310 ～ 18P2O50 ～ 4BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
2.权利要求1的玻璃纤维组合物，以下列组成(按重量百分数计)为特征SiO245 ～ 60Al2O3＜ 2CaO＋MgO 10 ～ 16Na2O＋K2O ＞ 18B2O3＜ 12P2O50 ～ 4BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
3.权利要求1的玻璃纤维组合物，以下列组成(按重量百分数计)为特征SiO245 ～ 60Al2O3＜ 2CaO＋MgO10 ～ 16Na2O＋K2O＜ 18B2O3＞ 12P2O50 ～ 4BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
4.权利要求1的玻璃纤维组合物，以下列组成(按重量百分数计)为特征SiO247 ～ 57Al2O3＜ 2CaO＋MgO12 ～ 15Na2O＋K2O 16 ～ 20B2O310 ～ 16P2O50 ～ 2BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
5.权利要求1的玻璃纤维组合物，以下列组成(按重量百分数计)为特征SiO252 ～ 60Al2O30 ～ 1.5CaO＋MgO11 ～ 12.5Na2O＋K2O 16 ～ 18.5B2O310 ～ 14P2O50 ～ 1BaO 0 ～ 1其它 0 ～ 2。
6.权利要求1到5的任一玻璃纤维组合物，其特征在于二氧化硅的含量＜57％(重量)。
7.权利要求1到6的任何玻璃纤维组合物，其特征在于二氧化硅的含量＜56.5％(重量)。
8.权利要求1到7的任何玻璃纤维组合物，其特征在于氧化铝的含量至少为0.1％(重量)。
9.权利要求1到8的任何玻璃纤维组合物，其特征在于氧化铝的含量至少为0.5％(重量)。
10.权利要求1到9的任何玻璃纤维组合物，其特征在于氧化磷的含量至少为0.1％(重量)。
11.权利要求1到10的任一玻璃纤维组合物，其特征在于氧化硼的含量＞12％(重量)。
12.权利要求1到11的任一玻璃纤维组合物，其特征在于氧化镁的含量＜2％(重量)。
全文摘要
一种能生物降解的玻璃纤维组合物，其特征在于下列成分(以重量百分数计)SiO
文档编号C03C3/097GK1128983SQ95190488
公开日1996年8月14日 申请日期1995年5月24日 优先权日1994年5月28日
发明者A·迪梅林戈, J·巴蒂盖利, H·富尔塔克 申请人:伊索福圣戈班公司