本申請是2015年4月21日提交中國專利局、申請?zhí)枮?01510191134.0、發(fā)明名稱為“一種高性能玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復(fù)合材料”的中國專利申請的分案申請。
本發(fā)明涉及一種高性能玻璃纖維組合物，尤其涉及一種能作為先進(jìn)復(fù)合材料增強(qiáng)基材的高性能玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
玻璃纖維屬于無機(jī)纖維材料，用它增強(qiáng)樹脂可制得性能優(yōu)良的復(fù)合材料。高性能玻璃纖維作為先進(jìn)復(fù)合材料的增強(qiáng)基材，最初主要應(yīng)用于航空、航天、兵器等國防軍工領(lǐng)域。隨著科技的進(jìn)步及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高性能玻璃纖維在民用、工業(yè)領(lǐng)域如電機(jī)、風(fēng)力葉片、壓力容器、海上石油管道、體育器材、汽車行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
自從美國歐文斯科寧公司(簡稱oc公司)開發(fā)出s-2玻璃纖維后，各國競相開發(fā)生產(chǎn)各種成分的高性能玻璃纖維，如法國圣戈班公司開發(fā)的r玻璃纖維、美國oc公司開發(fā)的hiper-tex玻璃纖維、中國南京玻璃纖維研究設(shè)計院開發(fā)的高強(qiáng)2#玻璃纖維等。最初的高性能玻璃成分以mgo-al2o3-sio2系統(tǒng)為主體，典型方案如美國oc公司的s-2玻璃，不過它的生產(chǎn)難度過大，成型溫度高達(dá)1571℃左右，液相線溫度達(dá)到1470℃，難于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。oc公司主動放棄了生產(chǎn)s-2玻璃纖維，將其專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給了美國agy公司，后者一直致力于小規(guī)模生產(chǎn)s型玻璃纖維及其改進(jìn)產(chǎn)品。
隨后，為了降低玻璃的熔化溫度及成型溫度使其能更好地滿足規(guī)?；馗G生產(chǎn)的要求，國外各大公司陸續(xù)開發(fā)了以mgo-cao-al2o3-sio2系統(tǒng)為主體的高性能玻璃，典型方案如法國圣戈班公司的r玻璃和美國oc公司的hiper-tex玻璃，這是一種以犧牲部分玻璃性能換取生產(chǎn)規(guī)模的折衷策略，不過由于設(shè)計方案過于保守，尤其是將al2o3含量保持在20％以上，優(yōu)選25％，造成生產(chǎn)難度依然很高，雖然實現(xiàn)了小規(guī)模的池窯化生產(chǎn)，但生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品性價比不高。因此，oc公司也放棄了生產(chǎn)hiper-tex玻璃纖維，將其專利權(quán)轉(zhuǎn)讓給了歐洲3b公司。2007年前后，由于oc公司和圣戈班公司的玻纖業(yè)務(wù)合并成立ocv公司，r玻璃纖維的核心技術(shù)也相應(yīng)轉(zhuǎn)讓給了ocv公司。傳統(tǒng)的r玻璃成型困難，成型溫度達(dá)到1410℃左右，液相線溫度達(dá)到1330℃，這也造成玻璃纖維拉制上的困難，同樣難于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
另外，還有一種改良的r玻璃纖維，這種玻璃纖維具有比傳統(tǒng)e玻璃纖維高得多的強(qiáng)度及模量，熔化和拉制狀態(tài)也優(yōu)于傳統(tǒng)r玻璃纖維，但是該玻璃的析晶風(fēng)險較大，同時由于li2o的引入量過大，不僅降低玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，而且大幅提高了原料成本，也不利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
高強(qiáng)2#玻璃纖維的主要成分也包括sio2、al2o3、mgo，同時還引入了部分li2o、b2o3、ceo2和fe2o3，它也具有較高的強(qiáng)度及模量，且其成型溫度只有1245℃左右，液相線溫度為1320℃，兩者的溫度均比s玻璃纖維低得多，但其成型溫度比液相線溫度低卻不利于玻璃纖維的良好拉制，必須提高拉絲溫度，采用特殊形式的漏嘴，以防止拉絲過程中發(fā)生玻璃失透現(xiàn)象，這造成溫度控制上的困難，也難于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
出于生產(chǎn)方式的限制，即由于不能實現(xiàn)池窯的規(guī)?；a(chǎn)，現(xiàn)階段高性能玻璃纖維的制造成本和售價都非常昂貴，產(chǎn)量因此受到嚴(yán)重制約，其用途僅限于航空、航天，以及國防軍工等領(lǐng)域，不能夠全面滿足諸如大功率風(fēng)力發(fā)電葉片、高壓管道、壓力容器等新型行業(yè)對高性能玻璃纖維的大量需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在解決上面描述的問題。本發(fā)明的目的是提供一種高性能玻璃纖維組合物，該玻璃纖維組合物不僅可以明顯提高玻璃的力學(xué)性能，使其高于傳統(tǒng)r玻璃；而且還可以大幅降低玻璃的粘度和析晶風(fēng)險，獲得更低的液相線溫度、拉絲成型溫度和氣泡數(shù)量，使其顯著低于傳統(tǒng)r玻璃，使該玻璃纖維組合物更適于大規(guī)模池窯生產(chǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種玻璃纖維組合物，所述玻璃纖維組合物含有下述組分，各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.471-0.55。
其中，所述玻璃纖維組合物由下述組分組成，各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.471-0.55。
其中，sro的含量以重量百分比表示為0.2-1％。
其中，重量百分比的比值c3＝(mgo+sro)/cao的范圍為0.63-0.9。
其中，cao的含量以重量百分比表示為11.8-14.5％。
其中，各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.471-0.55。
其中，各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.471-0.55，重量百分比的比值c3＝(mgo+sro)/cao的范圍為0.63-0.9。
其中，所述玻璃纖維組合物由下述組分組成，各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.471-0.55。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種玻璃纖維，所述玻璃纖維由上述的玻璃纖維組合物制成。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括上述的玻璃纖維。
根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物，通過引入較高含量的li2o，合理配置cao、mgo的重量百分比含量，mgo/(cao+mgo)、li2o/al2o3的摩爾百分比比值范圍，利用li2o與al2o3、li2o與mgo、cao與mgo的組合效果，不僅可以明顯提高玻璃的力學(xué)性能，使其高于傳統(tǒng)r玻璃；而且還可以大幅降低玻璃的粘度和析晶風(fēng)險，獲得更低的液相線溫度、拉絲成型溫度和氣泡數(shù)量，使其顯著低于傳統(tǒng)r玻璃，使該玻璃纖維組合物更適于大規(guī)模池窯生產(chǎn)。此外，本發(fā)明還可以引入適量sro，利用cao、mgo、sro的三元混合堿土效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)上述的有利技術(shù)效果。
具體來說，根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.435-0.55。
該玻璃纖維組合物中各組分的作用及含量說明如下：
sio2是形成玻璃骨架的主要氧化物，并且起穩(wěn)定各組分的作用。在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定sio2的含量范圍為58.5-62.5％，若其含量太低會玻璃的力學(xué)性能；若其含量太高則會使玻璃的粘度過高導(dǎo)致熔化、澄清困難。優(yōu)選地，sio2的含量范圍可以限定為59-62％。
al2o3是一種玻璃網(wǎng)絡(luò)中間體氧化物，存在四配位(四面體)和六配位(八面體)兩種配位狀態(tài)，是有條件的玻璃形成體。在高性能玻璃體系中，氧化鋁的含量一般較高，并且隨著氧化鋁含量的提高，其中鋁氧八面體[alo6]的比例會隨之增高，這會導(dǎo)致玻璃析晶或分相的風(fēng)險不斷變大。發(fā)明人經(jīng)過大量實驗研究發(fā)現(xiàn)，在高性能玻璃體系中，如果擁有足夠的游離氧，且當(dāng)具有較多離子場強(qiáng)大的金屬離子時，在高溫熔制階段，能有效提高氧化鋁的熔化效率，在低溫成型階段，能促進(jìn)更多的al2o3以鋁氧四面體[alo4]的形式進(jìn)入玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，同時受大場強(qiáng)金屬離子積聚效應(yīng)的影響，al2o3對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)作用更加顯著，不僅能提高玻璃的力學(xué)性能，還能降低玻璃的析晶風(fēng)險。而高含量的li2o恰好能滿足上述條件。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，li2o不僅能提供可觀的游離氧，還擁有強(qiáng)大的離子場強(qiáng)，有利于更多的鋁離子形成四面體配位，從而增強(qiáng)玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因此，選擇al2o3和li2o的合適含量及比例至關(guān)重要。
為此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定al2o3的含量范圍為14.5-17％，li2o的含量范圍為>0.5％且≤1％，并且摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22。優(yōu)選地，al2o3的含量范圍為15-16.5％，li2o的含量范圍為>0.6％且≤1％，并且摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.125-0.21。更優(yōu)選地，li2o的含量范圍為>0.75％且≤1％，并且摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.155-0.21。
cao是一種玻璃網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，只有六配位一種配位狀態(tài)。它既可以調(diào)節(jié)玻璃粘度、控制玻璃析晶，也可以提高玻璃的強(qiáng)度，還能使玻璃料性變短，提高玻璃纖維的成型速度。mgo也是一種玻璃網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，存在四配位(四面體)和六配位(八面體)兩種配位狀態(tài)，其中大部分位于八面體中。mgo也可以調(diào)節(jié)玻璃粘度、控制玻璃析晶，更有利于提高玻璃的模量，以mgo替代部分cao時，玻璃料性變得平緩。
以mgo-cao-al2o3-sio2系統(tǒng)為主體的高性能玻璃析晶后所包含的晶相主要包括透輝石(camgsi2o6)和鈣長石(caal2si2o8)。其中，透輝石的分子式ca2+/mg2+摩爾比為1，要保證透輝石結(jié)晶完整的快速生長需要同時擁有足量的ca2+和mg2+；同理，鈣長石也需要富ca2+的環(huán)境才能快速生長。本發(fā)明中引入摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)來衡量和控制ca2+和mg2+之間的摩爾比關(guān)系，以達(dá)到同時抑制兩種晶相生長的目的。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的高性能玻璃結(jié)構(gòu)中，ca2+離子的數(shù)量往往偏多，mgo/(cao+mgo)的摩爾比值較低，一般低于0.43，甚至低于0.41，這種情況下由于保證兩種晶相完整快速生長的ca2+離子是足夠的，因此只是透輝石和鈣長石兩種晶相的比例發(fā)生了變化，但并不能真正達(dá)到同時抑制兩種晶相生長的效果。
進(jìn)一步研究中，發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，當(dāng)控制摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.435-0.55時，它的玻璃液相線溫度和析晶程度均有顯著的降低。其中，晶相析晶程度的顯著降低表現(xiàn)為x射線衍射峰的強(qiáng)度明顯減弱，同時晶相的sem掃描圖中透輝石的晶粒形態(tài)由柱、棒狀向細(xì)長針狀轉(zhuǎn)變，晶粒尺寸變小且完整度下降。發(fā)明人認(rèn)為，這種情況主要是因為隨著mgo/(cao+mgo)摩爾比值的提高，mg2+離子的相對數(shù)量不斷提高，ca2+離子的數(shù)量逐漸無法保證兩種晶相完整快速生長的需要，透輝石和鈣長石的析晶過程都會受到顯著影響，從而達(dá)到了同時抑制兩種晶相析晶傾向的效果。同時，隨著mgo/(cao+mgo)摩爾比值的提高，由于mgo的分子量小于cao，用相同質(zhì)量的mgo替代cao時，mgo能提供的氧遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于cao，這有利于更多的鋁離子形成四面體配位，增強(qiáng)玻璃體系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步降低玻璃的析晶傾向。但是，mgo/(cao+mgo)摩爾比值也不宜過高，否則鎂離子會大量過剩，這一定程度上會增強(qiáng)新晶相鎂橄欖石(mg2si2o6)的析晶傾向。
為此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定cao的含量范圍為10.5-14.5％，mgo的含量范圍為8-10％，并且摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.435-0.55。優(yōu)選地，cao的含量范圍為11.8-14.5％，c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.44-0.53。
k2o和na2o均能降低玻璃粘度，是良好的助熔劑。在堿金屬氧化物總量不變的情況下，用k2o替代na2o，能降低玻璃的析晶傾向，改善纖維成型性能；還能降低玻璃液的表面張力，改善玻璃熔制性能。因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定na2o的含量范圍為0.05-1％，k2o的含量范圍為0.05-1％，能達(dá)到較好的效果。
fe2o3有利于玻璃的熔制，也能改善玻璃的析晶性能。但由于鐵離子和亞鐵離子具有著色作用，故引入量不宜多。因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定fe2o3的含量范圍為0.05-1％。
tio2不僅可以降低高溫時的玻璃粘度，還具有一定的助熔作用。因此，本發(fā)明的玻璃纖維組合物中加入tio2，且限定tio2的含量范圍0.15-1.5％。
此外，本發(fā)明還可以選擇性地引入適量sro，利用cao、mgo、sro的三元混合堿土效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)上述的有利技術(shù)效果。發(fā)明人通過大量研究認(rèn)為，在合理配比的前提下，cao、mgo和sro三元混合堿土效應(yīng)的技術(shù)效果比cao和mgo二元混合堿土效應(yīng)有顯著提升。這是因為更多不同半徑的堿土金屬離子參與替代，結(jié)構(gòu)更容易形成緊密堆積，從而使玻璃的析晶性能、力學(xué)性能等方面更加優(yōu)秀。同時，考慮到離子的大小匹配性，將sro和mgo聯(lián)合與cao進(jìn)行比例控制是合適的。由于mg2+、ca2+、sr2+的離子半徑依次變大、離子場強(qiáng)依次變小，為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的緊密堆積，三種離子的數(shù)量級配就顯得很重要。值得特別注意的是，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中引入適量sro，通過合理調(diào)節(jié)(mgo+sro)/cao的比值能夠有效控制玻璃的析晶傾向和析晶程度。
從玻璃析晶的原理來看，玻璃的析晶過程其實是晶核形成并不斷長大的過程，也就是玻璃中各類原子移動重組的過程。本發(fā)明中所設(shè)計的三元堿土體系更易實現(xiàn)玻璃結(jié)構(gòu)的緊密堆積，同時由于sr2+的離子半徑大，不僅自身很難移動，而且同等條件下還可以有效阻礙mg2+和ca2+離子的移動重組，從而達(dá)到抑制析晶傾向和降低析晶速率的目的。因此，本發(fā)明的玻璃纖維組合物可以獲得更加優(yōu)秀的玻璃析晶性能。
在本發(fā)明中，綜合考慮cao、mgo和sro的三元混合堿土效應(yīng)以及選擇合適的sro含量，以能夠?qū)崿F(xiàn)更低的液相線溫度和析晶程度、更高的力學(xué)性能。不過由于氧化鍶的分子量較大，引入過多會造成玻璃的密度提高，對玻璃纖維的比強(qiáng)度和比模量有一定的負(fù)面影響。因此，本發(fā)明限定sro的含量范圍為0-2％。優(yōu)選地，sro的含量范圍為0.2-1.5％，并且重量百分比的比值c3＝(mgo+sro)/cao范圍為0.58-0.9。
此外，根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物中還允許含有少量的氟，不過鑒于氟對環(huán)境的負(fù)面影響較大，一般不主動添加。
本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，選擇各組分含量的上述范圍的有益效果在后面會通過實施例給出具體實驗數(shù)據(jù)來說明。
下面是根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物中所包括的各組分的優(yōu)選取值范圍示例。
優(yōu)選示例一
根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.125-0.21，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.44-0.53。
優(yōu)選示例二
根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.155-0.21，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.44-0.53。
優(yōu)選示例三
根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量以重量百分比表示如下：
并且，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.435-0.55，重量百分比的比值c3＝(mgo+sro)/cao的范圍為0.58-0.9。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
本發(fā)明的基本思想是，玻璃纖維組合物的各組分含量以重量百分比表示為：sio2為58.5-62.5％，al2o3為14.5-17％，cao為10.5-14.5％，mgo為8-10％，li2o為>0.5％且≤1％，na2o為0.05-1％，k2o為0.05-1％，fe2o3為0.05-1％，tio2為0.15-1.5％，sro為0-2％，摩爾百分比的比值c1＝li2o/al2o3的范圍為0.105-0.22，摩爾百分比的比值c2＝mgo/(cao+mgo)的范圍為0.435-0.55。根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物中的各組分采用上述含量不僅可以明顯提高玻璃的力學(xué)性能，使其高于傳統(tǒng)r玻璃；而且還可以大幅降低玻璃的粘度和析晶風(fēng)險，獲得更低的液相線溫度、拉絲成型溫度，使其顯著低于傳統(tǒng)r玻璃，使該玻璃纖維組合物更適于大規(guī)模池窯生產(chǎn)。
選取本發(fā)明的玻璃纖維組合物中sio2、al2o3、cao、mgo、li2o、na2o、k2o、fe2o3、tio2、sro的具體含量值作為實施例，與傳統(tǒng)e玻璃與傳統(tǒng)r玻璃的性能參數(shù)進(jìn)行對比。在進(jìn)行性能對比時，選用六個性能參數(shù)：
(1)成型溫度，對應(yīng)于玻璃熔體在粘度為103泊時的溫度。
(2)液相線溫度，對應(yīng)于玻璃熔體冷卻時晶核開始形成的溫度，即玻璃析晶的上限溫度。
(3)△t值，成型溫度與液相線溫度之差，表示可能拉絲成型的溫度范圍。
(4)拉伸強(qiáng)度，表征玻璃纖維直至斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力，按astm2343測試。
(5)楊氏模量，是沿縱向的彈性模量，表征玻璃抵抗彈性變形的能力，按astm2343測試。
(6)氣泡數(shù)量，其中測定氣泡數(shù)量的大致方法為：利用專用的模具將每個實施例配合料壓制成一樣形狀的樣品，放置于高溫顯微鏡的樣品平臺，然后按程序升溫至設(shè)定空間溫度1500℃，不保溫，玻璃樣品隨爐冷卻至常溫；然后，通過偏光顯微鏡從微觀角度觀察各個玻璃樣品的氣泡數(shù)量。其中，氣泡數(shù)量按顯微鏡成像范圍為準(zhǔn)。
上述六個參數(shù)及其測定方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，因此采用上述參數(shù)能夠有力地說明本發(fā)明的玻璃纖維組合物的性能。
實驗的具體過程為：各組分可從適當(dāng)?shù)脑现蝎@取，按比例將各種原料進(jìn)行混合，使各組分達(dá)到最終的預(yù)期重量百分比，混合后的配合料進(jìn)行熔化并澄清，然后玻璃液通過漏板上的漏嘴被拉出從而形成玻璃纖維，玻璃纖維被牽引繞到拉絲機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)頭上形成原絲餅或紗團(tuán)。當(dāng)然，這些玻璃纖維可用常規(guī)方法進(jìn)行深加工以符合預(yù)期要求。
下面進(jìn)一步通過列表的方式，給出本發(fā)明玻璃纖維組合物的上述實施例以及其他實施例與傳統(tǒng)e玻璃、傳統(tǒng)r玻璃和改良r玻璃的性能參數(shù)的對比。其中，玻璃纖維組合物的含量以重量百分比表示。需要說明的是，實施例組分總含量略微小于100％，可以理解為殘余量是微量雜質(zhì)或不能分析出的少量組分。
表1
由上述表中的具體數(shù)值可知，與傳統(tǒng)r玻璃和改良r玻璃相比，本發(fā)明的玻璃纖維組合物擁有以下優(yōu)勢：(一)具有低得多的液相線溫度，這有利于降低玻璃析晶的風(fēng)險、提高纖維的拉絲效率；(二)明顯改善的力學(xué)性能；(三)具有低得多的氣泡數(shù)量，這表明本發(fā)明的玻璃液質(zhì)量得到了大幅提高。特別地，本發(fā)明的玻璃纖維組合物在r級別玻璃的析晶風(fēng)險改善和力學(xué)性能提升方面取得了突破性的進(jìn)展，而且同等條件下的氣泡數(shù)量明顯下降，整體技術(shù)方案比傳統(tǒng)r玻璃及改良r玻璃纖維更易于實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明通過引入較高含量的li2o，合理配置cao、mgo的重量百分比含量，mgo/(cao+mgo)、li2o/al2o3的摩爾百分比比值范圍，利用li2o與al2o3、li2o與mgo、cao與mgo的組合效果，不僅可以明顯提高玻璃的力學(xué)性能，使其高于傳統(tǒng)r玻璃；而且還可以大幅降低玻璃的粘度和析晶風(fēng)險，獲得更低的液相線溫度、拉絲成型溫度和氣泡數(shù)量，使其顯著低于傳統(tǒng)r玻璃。因此，本發(fā)明的玻璃纖維組合物更適于大規(guī)模池窯生產(chǎn)。
由根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物可以制成具有上述優(yōu)良性能的玻璃纖維。
根據(jù)本發(fā)明的玻璃纖維組合物與一種或多種有機(jī)和/或無機(jī)材料結(jié)合可制備得到性能優(yōu)良的復(fù)合材料，例如，玻纖增強(qiáng)基材。
最后應(yīng)說明的是：在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包含一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。