本发明涉及一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱及其制备方法。
背景技术：
：电子级无碱连续玻璃纤维纱，产品要求具有一定的纤维长度、较好的线密度稳定性、高断裂强度以及低碱金属含量，以达到织造和电绝缘性能的要求。无碱连续玻璃纤维纱一般由无碱(e)玻璃拉制而成，随着下游客户织造技术的不断进步，生产无碱连续玻璃纤维纱时要求有更快的拉丝速度和更长的纤维长度。在过去的研究中认为，玻璃成分确定后，玻璃温度-粘度曲线不易变化，热容和导热率也很少变化，但是feo含量的变化对玻璃硬化速度的影响是很显著的，行业里feo/tfe2o3的比值基本都控制在30％～50％，一般认为在此区间，玻璃呈弱还原性，玻璃颜色呈蓝绿色，有较低的硫溶解度，但表面张力较大，硬化速度相对较快，较适用于拉丝速度相对较低的工艺。一旦提高拉丝速度，这种低feo/tfe2o3比值的玻璃在拉制时将会由于过快硬化而发生纤维断裂，无法达到设定的纤维长度，从而极大影响成品率，所以这是制约无碱连续玻璃纤维生产的关键因素。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱及其制备方法。本发明所采取的技术方案是：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱，按质量百分比其化学组成如下：sio252.0～55.0％，al2o313.0～15.0％，cao22.0～25.0％，mgo0.1～1.0％，b2o36.0～7.0％，fe2o30.1～0.4％，tio20.1～0.5％，na2o0.1～0.6％，k2o0.01～0.4％，f0.1～1.0％；玻璃纤维纱中feo占总铁含量的60～80％。一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱配制的原料，按质量份包括：50～70份含sio2和al2o3矿石粉，20～35份含cao的矿石粉，5～20份含b2o3的矿石粉，1～6份助熔剂，0.3～5份澄清剂。含sio2和al2o3的矿石粉为叶蜡石、高岭土、石英砂中的至少一种。叶蜡石为含铝19wt％～21wt％的中铝叶蜡石、含铝10wt％～18wt％的低铝叶蜡石中的至少一种。含cao的矿石粉为方解石、生石灰、硅灰石中的至少一种。含b2o3的矿石粉为硼钙石、硼酸中的至少一种。助熔剂为萤石、纯碱、钠长石中的至少一种。澄清剂为元明粉、碳粉、复合澄清剂中的至少一种。一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的制备方法，按上述的组成称取原料，混合，熔制，拉丝，络纱，得到高feo含量无碱连续玻璃纤维纱。本发明的有益效果是：本发明制备的高feo/tfe2o3比值的无碱连续玻璃纤维纱的玻璃硬化速度较慢，流变性能良好，均匀性好，纱线柔软，机械强度高，电绝缘性能佳，同时相对于低feo/tfe2o3比值无碱连续玻璃纤维纱的制备方法来说，本发明的制备方法能提高拉丝速度，大大增加纱线长度，经济效益良好。具体实施方式一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱，按质量百分比其化学组成如下：sio252.0～55.0％，al2o313.0～15.0％，cao22.0～25.0％，mgo0.1～1.0％，b2o36.0～7.0％，fe2o30.1～0.4％，tio20.1～0.5％，na2o0.1～0.6％，k2o0.01～0.4％，f0.1～1.0％；玻璃纤维纱中feo占总铁含量(即feo/tfe2o3比值)的60～80％。优选的，玻璃纤维纱中feo占总铁含量的65～75％；进一步优选的，玻璃纤维纱中feo占总铁含量的70％。一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱配制的原料，按质量份包括：50～70份含sio2和al2o3矿石粉，20～35份含cao的矿石粉，5～20份含b2o3的矿石粉，1～6份助熔剂，0.3～5份澄清剂。优选的，一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱配制的原料，按质量份包括：52～65份含sio2和al2o3的矿石粉、21～32份含cao的矿石粉、10～18份含b2o3的矿石粉、2～5份助熔剂、0.5～3份澄清剂。进一步优选的，一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱配制的原料，按质量份包括：53～59份含sio2和al2o3的矿石粉、22.5～30份含cao的矿石粉、12～15份含b2o3的矿石粉、2.5～4.5份助熔剂、0.6～1.1份澄清剂。优选的，含sio2和al2o3的矿石粉为叶蜡石、高岭土、石英砂中的至少一种。优选的，叶蜡石为含铝19wt％～21wt％的中铝叶蜡石、含铝10wt％～18wt％的低铝叶蜡石中的至少一种。优选的，含cao的矿石粉为方解石、生石灰、硅灰石中的至少一种。优选的，含b2o3的矿石粉为硼钙石、硼酸中的至少一种。优选的，助熔剂为萤石、纯碱、钠长石中的至少一种。优选的，澄清剂为元明粉、碳粉、复合澄清剂中的至少一种。进一步的，复合澄清剂为铈基复合澄清剂。一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的制备方法，按上述的组成称取原料，混合，熔制，拉丝，络纱，得到高feo含量无碱连续玻璃纤维纱。进一步的，一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的制备方法，包括以下步骤：1)将原料通过配料系统称量，放入气力混合发送罐中，在混合发送罐中用压缩空气脉冲20～40次，即成为均匀的配合料，每次配料量为500kg～2000kg；配合料用压缩空气输送到窑头料仓，再用螺旋给料机投入窑炉中，在1300～1800℃的温度下，配合料熔化形成玻璃液，玻璃液通过主通路，再流入作业通路，通路温度为1200～1400℃；2)玻璃液进入铂合金漏板，漏板底部有800～1600只漏嘴，玻璃液通过漏嘴、冷却片、喷雾水、涂油器、集束轮，排线器，最后卷绕在拉丝机的原丝筒上，即为原丝；3)原丝再经过称重，放置2h～32h调理，然后加上15捻/m～45捻/m的捻度，卷绕在纱管上，即为无碱连续玻璃纤维纱成品。以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不仅限于此。实施例1：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表1所示的成分组成的。表1实施例1的原料组成原料质量份中铝叶蜡石58硼钙石15方解石25萤石2.5元明粉0.7碳粉0.4实施例2：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表2所示的成分组成的。表2实施例2的原料组成原料质量份低铝叶蜡石48高岭土11硼钙石15方解石25萤石2.5元明粉0.7碳粉0.4实施例3：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表3所示的成分组成的。表3实施例3的原料组成原料质量份中铝叶蜡石30低铝叶蜡石24高岭土5硼钙石14方解石19生石灰3.5萤石2.5元明粉0.7碳粉0.4实施例4：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表4所示的成分组成的。表4实施例4的原料组成实施例5：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表5所示的成分组成的。表5实施例5的原料组成原料质量份低铝叶蜡石40高岭土12石英砂6.5硼钙石8硼酸4方解石28萤石2.5纯碱0.2元明粉0.7碳粉0.4实施例6：一种高feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表6所示的成分组成的。表6实施例6的原料组成对比例1：一种低feo含量无碱连续玻璃纤维纱的原料是由表7所示的成分组成的。表7对比例1的原料组成原料质量份中铝叶蜡石58硼钙石14方解石25萤石2.5纯碱0.4元明粉0.4无碱连续玻璃纤维纱的制备方法为：将全部原料通过配料系统准确称量，放入气力混合发送罐中，在混合发送罐中用压缩空气脉冲20～40次，即成为均匀的配合料，每次配料量为500kg～2000kg。配合料用压缩空气输送到窑头料仓，再用螺旋给料机投入窑炉中，在1300～1800℃的空间温度下，配合料熔化形成玻璃液，玻璃液通过主通路，再流入作业通路，通路温度为1200～1400℃；玻璃液进入铂合金漏板，漏板底部有800～1600只漏嘴，玻璃液通过漏嘴、冷却片、喷雾水、涂油器、集束轮，排线器，最后卷绕在拉丝机的原丝筒上，即为原丝；原丝再经过称重，放置2h～32h调理，然后加上15捻/m～45捻/m的捻度，卷绕在纱管上，即为无碱连续玻璃纤维纱成品。实施例1～4，对比例1的产品性能如表8所示。表8无碱连续玻璃纤维纱的性能从表8可以看出，用本发明的高feo/tfe2o3比值技术制备的无碱连续玻璃纤维纱与对比例中低feo/tfe2o3比值技术制备的无碱连续玻璃纤维纱相比较，本发明的无碱连续玻璃纤维纱a1纱长度、满筒率都具有明显的优势；碱金属含量可以控制在较低水平，电绝缘性能更高；由于提高了feo/tfe2o3比值，使表面张力较稳定，硬化速度变慢，在较高的剪切速度下玻璃液也不会断裂，从而能提高生产效率，满足更高层次的生产要求，同时玻璃均匀性更加优良，各项性能均满足gb/t18371标准要求。当前第1页12