專利名稱：：一種玻璃纖維配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種連續(xù)玻璃纖維的生產(chǎn)配方，尤其涉及一種具有優(yōu)良耐酸侵蝕性能的玻璃纖維配方，該纖維適用于酸性環(huán)境中。
背景技術(shù)：
：用于制造連續(xù)玻璃纖維原絲最常用的玻璃組合物為"E玻璃"。E玻璃的液相線溫度為105(TC或者更低，E玻璃是堿金屬氧化物含量小于1%的鋁、硼、硅酸鹽玻璃。因含有較高的硼含量，結(jié)構(gòu)骨架松散，不夠完整，耐酸侵蝕性能較差，由其制備的玻璃鋼在酸性環(huán)境下十分容易被酸侵蝕而與樹(shù)脂基體剝離，迅速失去強(qiáng)度。針對(duì)這一缺點(diǎn)，許多企業(yè)科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量研究。如專利申請(qǐng)?zhí)?00710069773.5的專利所述玻璃成分生產(chǎn)的玻璃纖維與E玻璃相比大大提高了玻璃的耐酸侵蝕性能。但由于其完全不含有硼和氟等助熔、降低表面張力的成分，其高溫下粘度很大，在目前的工藝技術(shù)條件難以澄清、拉絲成型時(shí)很容易出現(xiàn)結(jié)石、條紋等缺陷導(dǎo)致所生產(chǎn)的纖維質(zhì)量差，并且產(chǎn)品成本高，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用。本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)E玻璃和現(xiàn)有耐酸侵蝕玻璃的這些特點(diǎn)，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)尋找玻璃成分中影響玻璃耐酸性能的因素，調(diào)整配方尋找最好的成分搭配比例，在提高耐酸侵蝕性的同時(shí)，保證了其良好的作業(yè)性能。
發(fā)明內(nèi)容為解決傳統(tǒng)E玻璃耐酸性能差的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種耐酸性極其優(yōu)越、作業(yè)較穩(wěn)定的玻璃配方。本發(fā)明的玻璃組合物的纖維性能包括纖維化溫度、液相線溫度和AT。纖維化溫度定義為粘度為1000泊的溫度；降低纖維化溫度，增長(zhǎng)作業(yè)附件使用壽命，易于生產(chǎn)，大大降低生產(chǎn)成本。液相線溫度定義為玻璃液態(tài)與之基體晶體相之間平衡的最高溫度，低于該溫度時(shí)易于形成晶體，使纖維成型中斷。另一纖維化性能是AT，定義為纖維化溫度和液相線溫度之差，較大的AT有利于纖維成型，降低了對(duì)工藝設(shè)施的控制要求，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明部分為一種玻璃組合物，該玻璃組合物適合制造耐酸侵蝕的連續(xù)玻璃纖維。該玻璃組合物適合在現(xiàn)有的E玻璃大型池窯中生產(chǎn)，使用目前E玻璃普遍采用的葉臘石、生灰石、硼鈣石、石英粉、螢石、氧化鎂以及純堿等為主要原料，采用直接熔化法廉價(jià)地制成玻璃纖維。本發(fā)明的組合物按重量百分比計(jì)各成份包括，Si0256.5%，Al20313.5%，B2030.8%，CaO23.0%，MgO2.0%，F(xiàn)0.4%，R20(K20+Na20)0.8%，將Si02取56.5%左右，A1203取13.5%左右，為保證玻璃良好的熔化性能和較低的纖維化溫度B203取0.8%取0.4%，并且引入1.25%的1102，1102可以降低玻璃在高溫時(shí)的粘度起到一定的助熔作用，并且也可提高玻璃的耐酸性；為提高玻璃的耐酸性，引入1.2X的ZnO，ZnO是玻璃形成中間體，在玻璃形成過(guò)程中，以Zn04形式進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，能提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性及耐酸侵蝕性；R20取0.8%保證玻璃纖維的電絕緣性能。本發(fā)明的配方，保留了0.8%的8203，0.4%的？，因此保證了玻璃較低的熔化溫度和粘度。除此之外，與E玻璃相比，由于B203、F大大降低，所以其在窯內(nèi)的揮發(fā)大大減少，減輕了環(huán)境污染。本發(fā)明的耐酸玻璃配方，其特征在于該玻璃配方在10%的硫酸溶液中、設(shè)定酸液溫度為99。C的條件下分別浸煮4h、24h、48h、96h，重量殘留率用K值表示，K(96h)>90%，而傳統(tǒng)E玻璃在同樣條件下的重量殘留率，K(96h)值約為60%。本發(fā)明中，玻璃組成如上限定的理由如下Si02、A1203和B203同是形成玻璃骨架的成分，因此Si02限定為56.5%時(shí)，既能提供足夠的骨架結(jié)構(gòu)又不至于大大提高熔化難度。A120313.5%時(shí)能有效阻止玻璃分相，很好地穩(wěn)定玻璃骨架結(jié)構(gòu)，又不至于大大提高玻璃粘度，保證作業(yè)性能。B2030.8%時(shí)不僅保證了玻璃優(yōu)良的耐酸侵蝕性，還有效降低了玻璃的熔化溫度及玻璃粘度。Ca0、Mg0會(huì)降低玻璃液的粘度，利于玻璃熔化，但是Ca0、Mg0和量大于25X時(shí)玻璃會(huì)出現(xiàn)析晶分相現(xiàn)象使纖維化困難，特別是MgO含量大于5X時(shí)，析晶分相現(xiàn)象會(huì)加重。因此CaO限定為23%，MgO限定為2.0%?；?0、1(20有助熔劑作用，這些成分總計(jì)超過(guò)1.0%時(shí)，玻璃的耐酸、耐水性能變差，并且影響產(chǎn)品的絕緣性能。因此將Na20+K20限定為0.8%。本發(fā)明中，除上述成分外，不可避免地由礦石引入，至多1.5X的Ti(^、SrO、F^03、P205、Zr02、Cr203等成分。以下根據(jù)實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，表1中玻璃組成是基于本發(fā)明權(quán)利要求2的成分。按表1所示的玻璃組成配制成批料，裝入鉑金坩堝內(nèi)，置于電爐內(nèi)，在14201480°C的條件下熔制成玻璃，保溫2小時(shí)，冷卻后取出。測(cè)試玻璃的耐酸性能1、將鉑金坩堝內(nèi)的玻璃取出，研磨。使用樣品篩選取65目70目的樣品，并用電子天平稱取2.Og左右，記為M。。2、10%硫酸溶液的配制方法為了盡量確保實(shí)驗(yàn)的平行性，要一次性配足所有實(shí)驗(yàn)所需的酸液。下面以配制10000ml酸液為例。取用10000ml廣口瓶，裝入去離子水，放在水池中，打開(kāi)水管，保證廣口瓶時(shí)刻都能得到冷卻。通過(guò)計(jì)算可得98%濃硫酸的需要量是580ml。用量筒量取濃硫酸緩慢注入廣口瓶中，注入速度以瓶壁不燙手為準(zhǔn)。待溶液冷完全卻后，再使用攪拌機(jī)持續(xù)攪拌16小時(shí)。3、水浴加熱設(shè)定恒溫水浴溫度99°C。將稱取的樣品倒入塑料燒杯中，再向燒杯中注入150200ml酸液，再用橡膠管和塑料薄膜密封，將燒杯放入水浴鍋中，分別在4h、24h、48h、96h后取樣。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意不能讓水位低于燒杯的三分之二。4、樣品洗滌將燒杯取出，趁熱將酸液倒出，動(dòng)作要慢，防止玻璃樣品流失。用洗瓶沖洗塑料燒杯。將玻璃轉(zhuǎn)移到指定的玻璃燒杯中，再用大量去離子水沖洗三次以上。5、抽濾樣品此步驟需要使用真空泵、抽濾瓶和砂漏斗共同完成。砂漏斗質(zhì)量記為M^連接抽濾瓶和真空泵，再將洗凈烘干的砂漏斗安裝在抽濾瓶上，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，用洗瓶沖洗燒杯底部，將玻璃粉末轉(zhuǎn)移至漏斗。轉(zhuǎn)移完全后再用去離子水沖洗漏斗壁和底部，確保玻璃是平鋪在漏斗底部的。6、烘干稱量將烘箱調(diào)至IO(TC，放入砂漏斗干燥三小時(shí)以上，恒重后取出，冷卻至室溫。稱重記為Mp7.計(jì)算K=(M2-M》/M0X100%表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以重量份計(jì)按照68份的石英粉、688份的葉臘石、240份生石灰、19份硼鈣石、10份螢石、22份的氧化鎂、17份氧化鋅、10份鈦白粉及8份純堿混合而得的實(shí)施案例的玻璃成分如表1所示。該玻璃耐酸性能優(yōu)越，K(96h)值為90X以上，較E玻璃有著明顯的優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明的玻璃纖維具有非常優(yōu)越的耐酸性能，制作成復(fù)合材料，能夠在一定的酸性環(huán)境中長(zhǎng)久地保持其強(qiáng)度。而且其能夠在目前E玻璃纖維的生產(chǎn)工藝條件下很好的澄清、均化，能夠穩(wěn)定作業(yè)，具有較低廉的成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)。權(quán)利要求一種耐酸侵蝕的玻璃纖維配方，其特征在于使用石英粉、葉臘石、生石灰、硼鈣石、螢石、氧化鋅、鈦白粉、氧化鎂及純堿，以重量份計(jì)按照68份的石英粉、688份的葉臘石、240份生石灰、19份硼鈣石、10份螢石、22份的氧化鎂、17份氧化鋅、10份鈦白粉及8份純堿混合后熔融拉制而成。2.權(quán)利要求1所述的玻璃纖維配方按重量百分比計(jì)各成份包括，Si0256.5%，A120313.5%，B2030.8%，CaO23.0%，MgO2.0%，ZnO1.2%，F(xiàn)0.4%，R20(K20+Na20)0.8%，Ti02l.25%3.如權(quán)利要求2所述的玻璃纖維配方所制得的纖維增強(qiáng)制品。全文摘要一種玻璃纖維配方，涉及一種玻璃纖維的生產(chǎn)配方，尤其是具有優(yōu)良的耐酸侵蝕性能的玻璃纖維配方，其特征在于成份包括，SiO2，Al2O3，B2O3，F(xiàn)，CaO，MgO，K2O，Na2O，ZnO，TiO2。本發(fā)明配方與目前廣泛應(yīng)用的E玻璃配方相比由于引入了ZnO、TiO2并且B2O3含量降低，所以玻璃纖維的耐酸性能得到大幅度提高，電學(xué)性能、力學(xué)性能和作業(yè)性能也有所改善，適于目前E玻璃池窯生產(chǎn)工藝條件下大規(guī)模生產(chǎn)。文檔編號(hào)C03C13/02GK101700961SQ200910016848公開(kāi)日2010年5月5日申請(qǐng)日期2009年7月17日優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日發(fā)明者劉穎,吳欽霞,張國(guó),張鐵柱,邵勝利申請(qǐng)人:泰山玻璃纖維有限公司