[发明专利]玻璃纤维及其制备方法、复合材料

说明书

本申请是申请号为201110060932.1，发明名称为“有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维及制备方法与玻璃纤维复合材料”的分案申请。

技术领域

本发明涉及有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维及其制备方法、及使用该玻璃纤维的复合材料，具体的，涉及该玻璃纤维的公称直径在5微米到13微米之内，该玻璃纤维直径的偏差值为公称直径的±15％以内，有预定的必不可少的特别范围内的氧化钠、氧化铁、氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化镁、或还有氧化钛、氧化钡的成份的新的选择范围发明，以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间要素比例关系变化发明的技术方案，是一种比较现有一切玻纤技术的硅、钙、镁要素比例范围的端值之间的窄范围的选择发明的创新技术方案，克服了各种传统的必须由钠或硼为助溶成份的技术偏见，关键还在于，采用了对钠或硼的采取了技术要素省略发明的技术方案，而且对氧化铝的大含量的范围的选择发明与之又形成了新的一种组合要素发明技术方案，产生了预料不到的产品的低粘度温度性质、高氧化铝含量的共熔体功能的产品性质，以及产生的制品直径均匀、品质上升、强度上升1-3倍、设备使用寿命加长、生产效率提高、以及环保、节能减排等的技术效果的一种玻璃纤维及其制备方法、以及使用该玻璃纤维的复合材料。

背景技术

现有的玻璃纤维及玻璃纤维复合材料制品：

1、高、中碱玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为67％，氧化镁约1％，氧化钙约9.5％，氧化铝约5-7％，氧化钠约2-10％，氧化氟约0.5％，氧化硼约3％，氧化钡约2％；其制品的缺陷在于，其生产工艺中的粘度高，生产能耗大，当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)值差，一般都在0.4以下，有克服的必要。

2、无碱玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为55％，氧化镁约3％，氧化钙约19％，氧化铝约14％，氧化钠约1％，氧化硼约8-14％；其制品的缺陷在于，其生产工艺中的粘度高，生产能耗大，生产中有大量的硼毒气排放；当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)值差，一般都在0.4左右，有克服的必要。

3、国内S级高强玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为63％，氧化钙约为0.3％，氧化镁约14％，氧化铝约25％，氧化硼约2％；其制品的缺陷在于，当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)值差，一般都在0.7-0.8左右，有克服的必要。其生产工艺中这种制品的粘度太高，生产能耗太大，产量效率很低，一条线仅年产1000吨左右。而且其这种高铝高温的生产工艺决定了其每年都要对生产线进行冷修，加大了成本，所以有克服的必要。

4、国外的S级高强玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为65％，氧化镁约10％，氧化铝约25％；当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)值差，一般都在0.9以内。

5、尤其在玻璃纤维复合材料中的风叶片材料，由于使用的玻璃纤维的强度低，或S级玻纤的成本太高，产量低，所以风叶片的扫风面积上不去，严重制约了风能向电能的转化，制约了风电的发电成本，其成本大大高于火电、水电。所以，提高高强度玻纤产品的性价比和更高强度，才能从根本上解决风电的成本，是人们渴望解决而又一直没有获得成功的重大难题。

6、现国内外一切无碱硼玻璃纤维，都含6-10％的硼，生产中排放大量的含硼毒气，环保问题严重。

7、现无碱氟玻纤，都含有6-10％的氧化氟，氧化铝含量在8-18％之内，环保差，工效低，制品强度差。

8、用于增强水泥，现有技术的耐碱含锆玻璃纤维，产量低，而且其粘度温度性质很高，又断裂强度很差，仅为0.4(N/tex)左右，使增强水泥的效果有很大的缺陷。

发明内容