[其他]耐碱玻璃纤维

说明书

本发明涉及主要组成为二氧化硅、氧化镁和氧化钙的新颖的耐碱玻璃纤维及其制备方法。该方法用易于得到的矿石作为原料。

耐碱玻璃纤维正日益得到采用，特别是用于水泥制品。水泥制品中含耐碱玻纤，就改善了这类制品的机械性能。由于性能的改善，就使水泥结构更薄、更轻而使用于装饰件上，如作包覆建筑物外表的预制装饰板。

由于高的碱性环境往往会侵蚀和损伤玻璃，所以普通玻璃纤维不能用于水泥。为了克服这个缺点，已研制了新的耐碱玻璃组合物。目前，工业用的耐碱玻璃纤维主要是由含二氧化硅的组合物来制取的，但通常以高达25%（重量）的氧化锆为关键成分。尽管高的氧化锆含量可保证使玻璃被连续地拉丝成细小的直径，并仍具有耐碱性，但这种含昂贵成分的玻璃需采用高温熔化和拉丝。

因此，本发明的一个主要目的是提供一种取自较为廉价的矿物资源的玻璃组合物，它具有高耐碱性，在适当的操作温度下，可容易地被拉制成连续的单丝。

早先已有为提供这样一种耐碱玻璃纤维而作了的努力，这包括已公布的欧洲专利申请说明书76，677号。该申请说明书介绍了由20-30%（重量）CaO、15-20%MgO和余量为SiO₂的组合物，采用透辉石，或采用透辉石与达10%左右的砂岩或石英，或采用透辉石与20%左右的白云石，而制成的一种纤维。已公布的国际专利申请（PCT）说明书WO 84/01365中介绍了由天然存在的预反应沸石（它与大量诸如碳酸钙的碱土金属混合在一起）制备适于用作玻璃纤维的耐碱玻璃组合物。日本公开说明书13819/76号介绍了一种用于形成玻璃纤维的耐碱组合物，它由42-66%（重量）二氧化硅、5-30%氧化镁和5-50%氧化钙组成。美国专利说明书3，854，986号和3，904，423号、英国专利这说明书1，227，355号、西德公开说明书，2，361，195号和、日本公开说明书107309/76号、3367/80号和166359/82号以及Kokubu等人在Kagoshima-ken    Kogyo    Shikenjo    Nempo（1974）21，21-3和24-7发表的论文介绍了其他适用于制备耐碱玻纤的玻璃组合物，这种组合物所含组成大部分为碱土氧化物。

尽管有了这些组成物，然而，仍然需要一种改善了的简单组合物，用以生产理想的纤维。

用本发明介绍的制备耐碱玻璃纤维的方法，可以实现所述的目的。本发明的方法包括：将含有硅酸镁和含CaO的化合物，或硅酸钙和含MgO的化合物的混合物加热至该混合物的液相温度以上而形成一种粘性液体，抽拉这种粘性液体，形成纤维并将纤维冷却至液相温度以下。

该方法中，最理想的是，混合物含30-63%（重量）硅酸镁、0-47%（重量）二氧化硅、21-45%（重量）碳酸钙和5-20%（重量）选自于下面系列的氧化物，即氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化钡、氧化镉、氧化铅、氧化锶、氧化锌、氧化铝、氧化硼、二氧化铈、二氧化锡、二氧化钛、氧化锆、五氧化二锑、五氧化二铌、五氧化二磷和五氧化二钽之中的一种氧化物或上述氧化物的组合物，上述系列的任何单种氧化物的最高入加量，尤其是其中硅酸镁呈滑石态，二氧化硅呈砂的形态，碳酸钙呈石灰石形态的情况下的最高加入量为10%（重量）。

采用这样一种理想的方法，可以容易地通过一个拉丝漏孔抽拉粘性液体，形成连续的纤维，并且将大量冷却的连续纤维加工成原丝。尽管本发明的组合物本质上是耐碱的，但冷却连续纤维和（或）原丝仍可以涂上一层耐碱聚合物以产生附加的耐碱能力，聚合物最好选自乙烯一氯乙烯和丁苯聚合物。

本发明还包括一种在形成玻璃体时具有高耐碱性的玻璃成形组合物，它包括与含CaO的化合物混合在一起的硅酸镁，或与含MgO化合物混合在一起的硅酸钙。最理想的，该组合物基本上由下列物质组成：30-63%（重量）硅酸镁、0-47%二氧化硅、21-45%（重量）碳酸钙、5-20%选自下面系列的氧化物，即氧化锂、氧化钾、氧化钠、氧化钡、氧化镉、氧化铅、氧化锶、氧化锌、氧化铝、氧化硼、二氧化铈、二氧化锡、二氧化钛、氧化锆、五氧化二梯、五氧化二铌、五氧化二磷和五氧化二钽之中的一种氧化物或上述氧化物的组合物，选自上述系列的任何单种氧化物的最高存在量达10%（重量）左右。

本发明进一步包括一种连续单丝耐碱玻璃纤维，它包含一种基本上由下列物质组成的玻璃（以重量百分比计）：

SiO₂30-65

MgO    12-18

CaO    12-18

辅助氧化物    5-20