[发明专利]一种玻璃纤维配方

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续玻璃纤维的生产配方，尤其涉及一种具有优良耐 酸侵蚀性能的玻璃纤维配方，该纤维适用于酸性环境中。

背景技术

用于制造连续玻璃纤维原丝最常用的玻璃组合物为“E玻璃”。E玻璃 的液相线温度为1050℃或者更低，E玻璃是碱金属氧化物含量小于1％的 铝、硼、硅酸盐玻璃。因含有较高的硼含量，结构骨架松散，不够完整， 耐酸侵蚀性能较差，由其制备的玻璃钢在酸性环境下十分容易被酸侵蚀而 与树脂基体剥离，迅速失去强度。

针对这一缺点，许多企业科研机构进行了大量研究。如专利申请号 200710069773.5的专利所述玻璃成分生产的玻璃纤维与E玻璃相比大大 提高了玻璃的耐酸侵蚀性能。但由于其完全不含有硼和氟等助熔、降低表 面张力的成分，其高温下粘度很大，在目前的工艺技术条件难以澄清、拉 丝成型时很容易出现结石、条纹等缺陷导致所生产的纤维质量差，并且产 品成本高，难以大规模推广应用。

本发明针对传统E玻璃和现有耐酸侵蚀玻璃的这些特点，通过大量实 验寻找玻璃成分中影响玻璃耐酸性能的因素，调整配方寻找最好的成分搭 配比例，在提高耐酸侵蚀性的同时，保证了其良好的作业性能。

发明内容

为解决传统E玻璃耐酸性能差的缺点，本发明提供了一种耐酸性极其 优越、作业较稳定的玻璃配方。

本发明的玻璃组合物的纤维性能包括：纤维化温度、液相线温度和ΔT。 纤维化温度定义为粘度为1000泊的温度；降低纤维化温度，增长作业附 件使用寿命，易于生产，大大降低生产成本。液相线温度定义为玻璃液态 与之基体晶体相之间平衡的最高温度，低于该温度时易于形成晶体，使纤 维成型中断。另一纤维化性能是ΔT，定义为纤维化温度和液相线温度之差， 较大的ΔT有利于纤维成型，降低了对工艺设施的控制要求，降低生产成 本。

本发明部分为一种玻璃组合物，该玻璃组合物适合制造耐酸侵蚀的连 续玻璃纤维。该玻璃组合物适合在现有的E玻璃大型池窑中生产，使用目 前E玻璃普遍采用的叶腊石、生灰石、硼钙石、石英粉、萤石、氧化镁以 及纯碱等为主要原料，采用直接熔化法廉价地制成玻璃纤维。

本发明的组合物按重量百分比计各成份包括，SiO₂ 56.0％，Al₂O₃14.5％，B₂O₃ 0.6％，CaO 23.0％，MgO 1.5％，F 0.2％，R₂O(K₂O+ Na₂O)0.74％，将SiO₂取56.0％左右，Al₂O₃取14.5％左右，为保证玻璃良 好的熔化性能和较低的纤维化温度B₂O₃取0.6％，F取0.2％，并且引入0.2 ％的TiO₂，TiO₂可以降低玻璃在高温时的粘度起到一定的助熔作用，并且 也可提高玻璃的耐酸性；为提高玻璃的耐酸性，引入2.5％的ZnO，ZnO 是玻璃形成中间体，在玻璃形成过程中，以ZnO₄形式进入网络结构中，能 提高玻璃的化学稳定性及耐酸侵蚀性；R₂O取0.74％保证玻璃纤维的电绝 缘性能。

本发明的配方，保留了0.6％的B₂O₃，0.2％的F，因此保证了玻璃较低 的熔化温度和粘度。除此之外，与E玻璃相比，由于B₂O₃、F大大降低， 所以其在窑内的挥发大大减少，减轻了环境污染。

本发明的耐酸玻璃配方，其特征在于：该玻璃配方在10％的硫酸溶液 中、设定酸液温度为99℃的条件下分别浸煮4h、24h、48h、96h，重 量残留率用K值表示，K_(96h)≥90％，而传统E玻璃在同样条件下的重量残 留率，K_(96h)值约为60％。

本发明中，玻璃组成如上限定的理由如下：