[发明专利]玻璃组合物和由其制成的纤维

说明书

本发明涉及钠钡的硼硅酸盐玻璃组合物。以及由这类组合物制成的纤维来制造玻璃纤维保温产品。

玻璃纤维保温产品是众所周知的并已经成为长期以来的工业化产品。保温产品是由用粘结剂保持在一起的相互缠绕的钠钙铝的硼硅酸盐玻璃纤维制成的。粘结剂可以是任何合适的材料，但通常使用的是酚醛树脂或脲甲醛树脂。这些粘结剂都是众所周知的，并且一般在热气体由旋转装置(一般称为离心头)拉制纤维时通过喷嘴将粘结剂施加到玻璃纤维上。而输送机以毡的形式收集涂覆了粘结剂的纤维，并热固化该毡以生产最终保温产品。通过改变输送机速度和固化保温产品的厚度可制成不同密度的产品。

德国政府对玻璃纤维制订了新的规定。符合规定的玻璃纤维组合物是不用怀凝的。但问题在于制造符合规定和标准的玻璃纤维。这些玻璃必须符合制订的规定，以标准矿棉加工工艺纤维化，具有足够的耐久性，以及可以接受的保温性能。    

我们已经开发了一种满足所有这些要求的玻璃组合物。这种玻璃有高的BaO含量和氧化钠含量，并含少量氧化铝。该玻璃组合物满足制订的德国规定。它们的数值指数(KI)大于或等于40。通过标准矿棉生产工艺可由这些玻璃组合物容易地制成纤维。玻璃粘度为1000泊的温度与其液相线温度之差(AT)一般为50°F(28℃)，经常为200°F(111℃)或更高。纤维在205°F(96℃)的水中浸泡24小时后失重小于5％，表明玻璃耐久性是很好的。

我们测量了多种KI≥40的玻璃的粘度，液相线和耐久性。这些测量确定了可用来生产玻璃纤维保温产品的玻璃组成范围。该范围对主要成分而言如下：

       成分           重量百分比

       SiO₂            45-60

       Al₂O₃          0-3

       B₂O₃           0-20

       Na₂O+K₂O       12-22

       MgO+CaO          0-14

       BaO              2-35

以及小于约10％的ZnO，TiO₂，Fe₂O₃，ZrO₂，SrO或Li₂O中的任意组合或全部，组合物总量为100％(重量)，其中每一玻璃组合物的KI值等于或大于40。

更优选地，玻璃组合物基本组成如下：

       成分           重量百分比

       SiO₂             45-57

       Al₂O₃           0.8-3

       B₂O₃            0-18

       Na₂O+K₂O        12-22

       MgO+CaO           0-14

       BaO               2-30

以及小于约5％的ZnO，TiO₂，Fe₂O₃，ZrO₂，SrO或Li₂O中的任意组合或全部，组合物总量为100％(重量)，其中每一种玻璃组合物的KI值等于或大于40。

更优选地，玻璃组合物的BaO含量为5-30％(重量)，以及小于约2％的ZnO，TiO₂，Fe₂O₃，ZrO₂，SrO，或Li₂O的任意组合或全部。特别优选的是，玻璃组合物的BaO含量为12-25％(重量)，以及小于2％的ZnO，TiO₂，Fe₂O₃，ZrO₂，SrO或Li₂O的任意组合或全部。

这些玻璃纤维的保温产品可由常规的成纤工艺来生产。