一種耐酸性玻璃纖維及由其制備的織物的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種耐酸性玻璃纖維及由其制備的織物，耐酸性玻璃纖維，其原料由如下組分組成：SiO2：59～65%，Al2O3：15～20%，MgO：5～10%，CaO：4～16%，R2O：0.1～1%，F(xiàn)e2O3：0.1～1%，TiO2：1～2.5%，其中，R2O為Na2O、Li2O和K2O任意配比的混合物，所述百分比為質(zhì)量百分比。本發(fā)明所得織物具有強(qiáng)度大、耐高溫性能好、耐腐蝕性強(qiáng)、透氣性好等特點(diǎn)，易于煙氣過(guò)濾；拉絲所用紡織型復(fù)合乳液與膨化紡織型浸潤(rùn)劑易于去除，保證了織物的后處理工藝性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種耐酸性玻璃纖維及由其制備的織物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種耐酸性玻璃纖維及由其制備的織物，屬于高性能玻璃纖維制品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】 [0002]隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)近幾年對(duì)耐蝕材料的需求量在不斷擴(kuò)大，尤其在煤電、水泥、鋼鐵等粉塵與煙氣過(guò)濾領(lǐng)域，其排放的廢氣中含大量硫、氮氧化物等高溫酸性物質(zhì)。目前普遍使用的PPS濾料、PTFE濾料、芳綸等化學(xué)纖維過(guò)濾材料或普通無(wú)堿玻璃纖維覆膜(PTFE)濾料，這些過(guò)濾材料存在的主要問(wèn)題有:1)上述行業(yè)排放的廢氣都為高溫氣體，化學(xué)纖維和普通無(wú)堿纖維在溫度大于250°C的時(shí)候即發(fā)生碳化或粉化現(xiàn)象，使用壽命短，最終達(dá)不到過(guò)濾煙氣的作用，因此許多行業(yè)在過(guò)濾前都需要添加降溫設(shè)備，耗能變大，效率變低；2)由于工業(yè)廢氣中含有硫化物、氮氧化物等酸性氣體，對(duì)普通無(wú)堿纖維的腐蝕性非常厲害，濾袋短期內(nèi)會(huì)發(fā)生穿漏現(xiàn)象從而失去過(guò)濾效果；3)現(xiàn)有濾布用玻璃纖維增強(qiáng)材料織造工藝大都采用單一加捻紗線作為織物經(jīng)緯紗，這種單一紗線加捻后氣流幾乎無(wú)法通過(guò)紗線內(nèi)部濾出，只能從紗線的縫隙孔眼中濾出，對(duì)織物的透氣性要求較高，對(duì)煙氣的排放速率也有要求，降低了過(guò)濾效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是在于提供一種耐酸性玻璃纖維及由其制備的織物。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種耐酸性玻璃纖維，其原料由如下組分組成=SiO2:59~65%，Al2O3:15~20%，MgO:5 ~10%, CaO:4 ~16%, R2O:0.1 ~1%，F(xiàn)e2O3:0.1 ~1%，TiO2:1 ~2.5%，其中，R2O 為Na2O, Li2O和K2O任意配比的混合物，所述百分比為質(zhì)量百分比。
[0006]上述玻璃纖維可用池窯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。
[0007] 申請(qǐng)人:經(jīng)研究發(fā)現(xiàn):組合物中SiO2作為網(wǎng)絡(luò)形成體，在熔體急冷過(guò)程中構(gòu)成玻璃纖維主體，因此，SiO2越高，玻璃纖維的顯微結(jié)構(gòu)越致密，力學(xué)性能越好，但含量過(guò)高，導(dǎo)致玻璃高溫粘度急劇增加，熔化困難和纖維成型溫度顯著上升，本發(fā)明優(yōu)選的含量范圍為60 ~64%。
[0008]Al2O3從玻璃形成的角度，Al3+既能奪取玻璃中的非橋氧以[AlO4]四面體的形式進(jìn)入玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也會(huì)在其它離子的干擾下以[AlO6]八面體的結(jié)構(gòu)成為網(wǎng)絡(luò)外體不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此需要控制Al2O3含量，優(yōu)選的方案為3〈Si02/Al203〈4.2。
[0009]MgO和CaO在玻璃結(jié)構(gòu)中屬于網(wǎng)絡(luò)外體，有降低玻璃高溫粘度的作用。其中MgO由于Mg-O鍵強(qiáng)高，對(duì)提高玻璃的強(qiáng)度和模量有顯著的作用，但影響玻璃的析晶，降低玻璃纖維的耐酸性能；CaO同時(shí)能夠改善玻璃的析晶性能，降低析晶溫度，本發(fā)明優(yōu)選的方案為
0.5〈Mg0/Ca0〈l。
[0010]TiO2屬于網(wǎng)絡(luò)外體，主要提高玻璃纖維的模量和耐酸性，但過(guò)量的引入會(huì)提高析晶溫度。同時(shí)TiO2會(huì)使玻璃著色，增加窯爐成型時(shí)的溫度梯度，本發(fā)明優(yōu)選的方案為1%~
1.5%。
[0011]上述玻纖具有很強(qiáng)的耐高溫性和耐腐蝕性能。
[0012]上述耐酸性玻璃纖維，其原料優(yōu)選由如下組分組成:3〈Si02/Al203〈4.2,0.5〈Mg0/Ca0〈l。SiO2Al2O3指SiO2和Al2O3的質(zhì)量比，MgO/CaO指MgO和CaO的質(zhì)量比，上述比值，不僅進(jìn)一步保證了所得產(chǎn)品的強(qiáng)度，而且提高了產(chǎn)品的耐酸性和耐高溫性能。這樣進(jìn)一步提高了所得產(chǎn)物的耐酸性能。
[0013]上述耐酸性玻璃纖維的單絲直徑優(yōu)選為4~7 μ m。這樣同時(shí)保證了產(chǎn)品的強(qiáng)度和透氣性等性能。
[0014]SiO2:60 ~64%, Al2O3:15 ~20%, MgO:8 ~10%, CaO:4 ~16%, R2O:0.7 ~1%, Fe2O3:
0.3~0.5%，TiO2:1~1.5%，其中，R2O為Na2O, Li2O和K2O任意配比的混合物，所述百分比
為質(zhì)量百分比。
[0015]由上述的耐酸性玻璃纖維所制備的織物，包括經(jīng)紗和緯紗，所述經(jīng)紗由上述的耐酸性玻璃纖維經(jīng)過(guò)紡織型復(fù)配乳液浸潤(rùn)處理后經(jīng)過(guò)并捻合股制成。
[0016]上述緯紗由所述的耐酸性玻璃纖維的單向捻紗線和經(jīng)過(guò)膨化處理的雙向捻紗線合股并捻制成。
[0017]上述膨化處理為用膨化紡織型浸潤(rùn)劑處理，膨化紡織型浸潤(rùn)劑由如下組分組成:雙氰胺甲醛縮聚物1.0~2.8wt%,水溶性環(huán)氧1.2~3.2wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.2~ 2.0wt%, 二辛酯0.4~3.0wt%,陽(yáng)離子浙青乳化劑O~0.lwt%,甘油O~0.8wt%,硅烷偶聯(lián)劑0.1~0.5wt%，冰醋酸0.01~0.2wt%，余量為水。
[0018]膨化紡織型浸潤(rùn)劑優(yōu)選由如下組分組成:固色劑G:1.0~2.8wt%，水溶性環(huán)氧樹(shù)月旨681:1.2~3.2wt%，平平加0.2~2.0wt%, 二辛酯0.4~3.0wt%,陽(yáng)離子浙青乳化劑1631溴型O~0.lwt%,甘油O~0.8wt%,硅烷偶聯(lián)劑0.1~0.5wt%,冰醋酸0.01~0.2wt%,余量為水。這樣使織物的透氣性有了更好的提升。
[0019]紡織型復(fù)配乳液、膨化紡織型浸潤(rùn)劑的使用均為玻璃纖維拉絲時(shí)直接涂覆。這樣不僅方便操作，而且保證了所得產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0020]上述織物組織結(jié)構(gòu)為一上三下斜紋結(jié)構(gòu)。上述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步保證了所得產(chǎn)品的強(qiáng)度和透氣性。
[0021 ] 本發(fā)明未提及的技術(shù)均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0022]本發(fā)明所得織物具有強(qiáng)度大、耐高溫性能好、耐腐蝕性強(qiáng)、透氣性好等特點(diǎn)，易于煙氣過(guò)濾；拉絲所用紡織型復(fù)合乳液與膨化紡織型浸潤(rùn)劑易于去除，保證了織物的后處理工藝性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為實(shí)施例1所得織物的一上三下斜紋組織結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。[0025]實(shí)施例1
[0026]I)玻璃纖維的原料組分如表1所列，采用通用的坩堝或池窯拉制纖維，將玻璃纖維拉制成37.5tex原絲，原絲用紡織型復(fù)配乳液涂覆處理(牌號(hào)TS-1101，中材科技特種纖維事業(yè)部生產(chǎn))，后經(jīng)過(guò)退解和并捻工序制成150tex經(jīng)紗，將制成的經(jīng)紗經(jīng)過(guò)整經(jīng)，穿綜制成經(jīng)紗盤(pán)頭；
[0027]2)用同樣成分玻璃纖維拉制成37.5tex原絲，原絲用同樣配比紡織型復(fù)配乳液涂覆處理，原絲經(jīng)過(guò)退解制成75tex單向捻紗線；用同樣成分玻璃纖維拉制成31.5tex原絲，原絲用膨化紡織型浸潤(rùn)劑涂覆處理，經(jīng)過(guò)退解和并捻工序制成126tex紗線，再經(jīng)過(guò)膨化處理；將上述75tex單向捻紗線和126tex膨化紗線合股并捻成緯紗，所用膨化紡織型浸潤(rùn)劑如表2所示；
[0028]3)用劍桿織機(jī)，按一上三下斜紋工藝織造成面重550g/m2的耐酸玻玻璃纖維織物，所得織物結(jié)構(gòu)為一上三下斜紋組織結(jié)構(gòu)。
[0029]表1
【權(quán)利要求】
1.一種耐酸性玻璃纖維，其特征在于:其原料由如下組分組成=SiO2:59~65%，Al2O3:15 ~20%, MgO:5 ~10%, CaO:4 ~16%, R2O:0.1 ~1%，F(xiàn)e2O3:0.1 ~1%，TiO2:1 ~2.5%，其中，R2O為Na20、Li2O和K2O任意配比的混合物，所述百分比為質(zhì)量百分比。
2.如權(quán)利要求1所述的耐酸性玻璃纖維，其特征在于:3<Si02/Al203<4.2,0.5〈Mg0/Ca0〈l。
3.如權(quán)利要求1或2所述的耐酸性玻璃纖維，其特征在于:耐酸性玻璃纖維的單絲直徑為4~7 μ m。
4.如權(quán)利要求1或2所述的耐酸性玻璃纖維，其特征在于:其原料由如下組分組成:SiO2:60 ~64%, Al2O3:15 ~20%, MgO:8 ~10%, CaO:4 ~16%, R2O:0.7 ~1%，F(xiàn)e2O3:0.3 ~0.5%，TiO2:1~1.5%，其中，R2O為Na2O, Li2O和K2O任意配比的混合物，所述百分比為質(zhì)量百分比。
5.由權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的耐酸性玻璃纖維所制備的織物，包括經(jīng)紗和緯紗，其特征在于:所述經(jīng)紗由權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的耐酸性玻璃纖維經(jīng)過(guò)紡織型復(fù)配乳液浸潤(rùn)處理后并捻合股制成。
6.如權(quán)利要求5所述的織物，其特征在于:所述緯紗由權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的耐酸性玻璃纖維的單向捻紗線和經(jīng)過(guò)膨化處理的雙向捻紗線合股并捻制成。
7.如權(quán)利要求6所述的織物，其特征在于:膨化處理為用膨化紡織型浸潤(rùn)劑處理，膨化紡織型浸潤(rùn)劑由如下組分組成:雙氰胺甲醛縮聚物1.0~2.8wt%,水溶性環(huán)氧1.2~3.2wt%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.2~2.0wt%, 二辛酯0.4~3.0wt%,陽(yáng)離子浙青乳化劑O~0.lwt%，甘油O~0.8wt%，硅烷偶聯(lián)劑0.1~0.5wt%，冰醋酸0.01~0.2wt%，余量為水。.
8.如權(quán)利要求7所述的織物，其特征在于:膨化紡織型浸潤(rùn)劑由如下組分組成:固色劑G: 1.0~2.8wt%,水溶性環(huán)氧樹(shù)脂681:1.2~3.2wt%,平平加0.2~2.0wt%, 二辛酯0.4~3.0wt%,陽(yáng)離子浙青乳化劑1631溴型O~0.lwt%,甘油O~0.8wt%,硅烷偶聯(lián)劑0.1~0.5wt%，冰醋酸0.01~0.2wt%，余量為水。
9.如權(quán)利要求8所述的織物，其特征在于:紡織型復(fù)配乳液、膨化紡織型浸潤(rùn)劑的使用均為玻璃纖維拉絲時(shí)直接涂覆。
10.如權(quán)利要求5-9任意一項(xiàng)所述的織物，其特征在于:織物組織結(jié)構(gòu)為一上三下斜紋結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】C03C13/02GK103466951SQ201310374834
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】劉勁松, 祖群, 宋偉, 黃松林, 韓進(jìn)華, 張焱, 于水, 吳中華 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司