一種耐堿玻璃纖維組合物的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種耐堿玻璃纖維組合物，所述的玻璃纖維組合物含有下述組分，各組分的重量百分含量為：SiO2 59.0-63.0％，ZrO2 14.5-16.5％，CaO 4.0-5.5％，R2O＝Li2O+Na2O+K2O 14.9-17.0％，Fe2O3 0-1.0％，TiO20-0.5％；其中，所述K2O的重量百分含量為0.1-1.4％，所述Li2O的重量百分含量為0.1-1.0％，比值C1＝(Li2O+Na2O+K2O)/ZrO2為0.89～1.05；本發明不僅能保證纖維擁有與賽姆菲爾纖維類似的耐堿性能，還進一步改善了玻璃的粘度和析晶性能，同時降低了生產成本，更適于大規模池窯生產。
【專利說明】-種耐堿玻璃纖維組合物 (-)【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種玻璃纖維組合物，尤其涉及具有優良耐堿性能且適于大規模池塞 生產的玻璃纖維組合物。 (二）【背景技術】
[0002] 二十世紀六走十年代，英國建筑研究院與皮爾金頓公司合作，成功開發了一種耐 堿玻璃纖維，并實現小規模工業化生產，其商業名為賽姆菲爾（cem-fil)纖維。賽姆菲爾纖 維的玻璃成分主要WNa2〇-Zr〇2-Si〇2H元系統為主，為了提高纖維的耐堿性能，該發明中將 Zr〇2含量提得很高（一般超過16. 7 % )，但又缺乏有效的助烙與澄清物質搭配，造成該玻 璃烙化溫度高、難W澄清均化，拉絲溫度高、生產工藝苛刻，成本昂貴等一系列問題。有鑒于 此，針對該玻璃體系的耐堿玻璃纖維組合物，世界各國紛紛進行改進研究，不過均沒有出現 突破性的研究成果。
[0003] 二十世紀走十年代中后期，針對賽姆菲爾纖維的上述缺點，中國建筑材料科學研 究院通過引入大量Ti化改變玻璃的耐堿機制，另避媛徑地成功開發了另一種玻璃體系的耐 堿玻璃纖維邸13,其玻璃成分主要W Na2〇-Zr〇2-Ti〇2-Si〇2為主，其耐堿性能只比賽姆菲爾 纖維略差一些，不過拉絲溫度大大降低，從而有利于提高耐堿玻璃纖維工業化生產的規模 化水平。目前，國內幾大耐堿玻璃纖維生產企業的玻璃成分均W邸13為基礎進行改進優 化。但是，ER13耐堿玻璃纖維也存在一些問題，如高含量的Ti化和Zr化主要由金紅石和鉛 英石引入，玻璃的烙化和澄清難度依然很大；原料中使用大量硝酸鐘、金紅石，生產成本依 然很高；有別于賽姆菲爾纖維，ER13耐堿玻璃纖維受堿液的侵蝕，隨著時間的延長其纖維 強度下降速度較快。 (H)
【發明內容】
[0004] 針對賽姆菲爾纖維和邸13耐堿玻璃纖維的上述缺點，本發明的任務是在保證玻 璃纖維擁有與賽姆菲爾纖維類似的耐堿性能的前提下，改善玻璃烙制效果和纖維成型工 藝，使其烙化溫度和拉絲溫度顯著降低，并進一步降低生產成本，使該耐堿玻璃纖維組合物 更適于大規模池塞生產。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：
[0006] -種耐堿玻璃纖維組合物，所述玻璃纖維組合物含有下述組分（或者所述的玻璃 纖維組合物由下述組分組成），各組分的重量百分含量表示如下：
[0007]
【權利要求】
1. 一種耐堿玻璃纖維組合物，其特征在于，所述的玻璃纖維組合物含有下述組分，各組 分的重量百分含量表不如下： SiO2 59.0-63.0% ZrO2 14,5-16.5% CaO 4.0-5.5% R2O=Li2ONa2OK2O 14.9-17.0% Fc2O3 0-1.0% TiO, 0-0.5% 其中，所述K2O的重量百分含量為0. 1-1. 4%，所述Li2O的重量百分含量為0. 1-1. 0%， 同時滿足Li20、Na20、K20合計重量百分含量為14. 9-17. 0% ;所述R2O表示Li20、Na20、K20三 者合并的組分； 所述Fe2O3的重量百分含量為0-1. 0 %，其中"0"表示Fe2O3的含量無限接近于0而不 為0 ;所述TiO2的重量百分含量為0-0. 5%，其中"0"表示TiO2的含量無限接近于0而不為 〇 ； 并且，比值 Cl = (Li2CHNa2CHK2O)/ZrO2 為 0· 89 ?L 05。
2. 根據權利要求1所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述的玻璃纖維組合物還含 有HfO2，所述HfO 2的重量百分含量為0. 1?1. 5%。
3. 根據權利要求1或2所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述的玻璃纖維組合物還 含有CeO2，所述CeO 2的重量百分含量為0. 02?0. 2%。
4. 根據權利要求1或2所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述的玻璃纖維組合物還 含有MgO,所述MgO的重量百分含量為0-1. 0 %，其中"0"表示MgO的含量無限接近于0而 不為0。
5. 根據權利要求1或2所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述的玻璃纖維組合物還 含有F2，所述F2的重量百分含量為0-0. 6 %，其中"0"表示F2的含量無限接近于0而不為 0〇
6. 根據權利要求1或2所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述的玻璃纖維組合物遵 循比值 C2 = (Hf02+Ca0+Mg0+Ce02)/Zr02 為 0· 38 ?0· 48。
7. 根據權利要求1所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物含有下 述組分，各組分的重量百分含量表示如下：
其中，所述ZrO2的重量百分含量為14. 5-16. 5%，所述HfO2的重量百分含量為 0. 1-1. 5%，同時滿足Zr02、HfO2合計重量百分含量為15. 6% -18. 0% ; 所述MgO的重量百分含量為0-1. 0 %，所述CeO2的重量百分含量為0. 02?0. 2 %，同 時滿足MgOXeO2合計重量百分含量為0. 1-1. 0%;所述MgO的含量范圍中，"0"表示MgO的 含量無限接近于〇而不為〇 ; 所述K2O的重量百分含量為0. 1-1. 4%，所述Li2O的重量百分含量為0. 1-1. 0%，同時 滿足Li20、Na20、K2O合計重量百分含量為14. 9-17. 0% ;所述R2O表示Li20、Na20、K2O三者 合并的組分； 所述Fe2O3的重量百分含量為0-1. 0 %，其中"0"表示Fe2O3的含量無限接近于0而不 為0 ;所述TiO2的重量百分含量為0-0. 5%，其中"0"表示TiO2的含量無限接近于0而不為 〇 ； 并且，比值 Cl = (Li2CHNa2CHK2O)/ZrO2 為 0· 89 ?L 05。
8.根據權利要求1所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物含有下 述組分，各組分的重量百分含量表示如下：
其中，所述ZrO2的重量百分含量為14. 5-16. 5%，所述HfO2的重量百分含量為 0. 1-1. 5%，同時滿足Zr02、HfO2合計重量百分含量為15. 6% -18. 0% ; 所述MgO的重量百分含量為0-1. 0 %，所述CeO2的重量百分含量為0. 02-0. 2 %，同時 滿足MgOXeO2合計重量百分含量為0. 1-1.0%;所述MgO的含量范圍中，"0"表示MgO的含 量無限接近于0而不為0 ; 所述K2O的重量百分含量為0. 1-1. 4%，所述Li2O的重量百分含量為0. 1-1. 0%，同時 滿足Li20、Na20、K2O合計重量百分含量為14. 9-17. 0% ;所述R2O表示Li20、Na20、K2O三者 合并的組分； 所述Fe2O3的重量百分含量為0-1. O %，其中"0"表示Fe2O3的含量無限接近于O而不 為0 ;所述TiO2的重量百分含量為0-0. 5%，其中"0"表示TiO2的含量無限接近于0而不為 〇 ； 并且，比值 Cl = (Li20+Na20+K20)/ZrO2 為 0· 89 ?1. 05，比值 C2 = (Hf02+Ca0+Mg0+Ce02)/Zr02 為 0· 38 ?0· 48。
9. 根據權利要求1所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物由下述 組分組成，各組分的重量百分含量表示如下：
其中，所述ZrO2的直量白分含量為15.0-16. 5%，所述HfO2的直量百分含量為 0. 5-1.0%，同時滿足Zr02、HfO2合計重量百分含量為15. 6-17. 5% ; 所述MgO的重量百分含量為0-1. 0 %，所述CeO2的重量百分含量為0. 02-0. 2 %，同時 滿足MgOXeO2合計重量百分含量為0. 1-1.0%;所述MgO的含量范圍中，"0"表示MgO的含 量無限接近于0而不為0 ; 所述K2O的重量百分含量為0. 4-1. 4%，所述Li2O的重量百分含量為0. 2-1. 0%，同時 滿足Li20、Na20、K2O合計重量百分含量為14. 9-16. 5% ;所述R2O表示Li20、Na20、K2O三者 合并的組分； 所述Fe2O3的重量百分含量為0-1. 0 %，其中"0"表示Fe2O3的含量無限接近于0而不 為0 ;所述TiO2的重量百分含量為0-0. 5%，其中"0"表示TiO2的含量無限接近于0而不為 〇 ;所述F2的重量百分含量為0-0. 6%，其中"0"表示F2的含量無限接近于0而不為0 ; 并且，比值 Cl = (Li2CHNa2CHK2O) /ZrO2 為 0· 9 ?1. 0,比值 C2 = (Hf02+Ca0+Mg0+Ce02) / ZrO2 為 0· 40 ?0· 45。
10. 根據權利要求1所述的玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物由如下 重量百分含量的組分組成：61. 5% SiO2 ; 15. 5% ZrO2 ;0· 7% HfO2 ;0· 6% Al2O3 ;5· 5% CaO ; 0. 2 % MgO ； I. 0 % K2O ； 14. 0 % Na2O ；0. 3 % Li2O ；0. 2 % Fe2O3 ；0. 2 % TiO2 ；0. 3 % F2 ；0. 03 % Ce02〇
【文檔編號】C03C13/02GK104261686SQ201410453224
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】章林, 邢文忠, 曹國榮, 顧桂江 申請人:巨石集團有限公司