CN101743209B - 基于二氧化硅的耐高温无机纤维及其生产方法 - Google Patents

基于二氧化硅的耐高温无机纤维及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于二氧化硅并具有改善机械性能的耐高温无机纤维及其生产方法、其具体用途以及由其获得的产品。本发明的纤维具有以下组成：81重量％-94重量％SiO2、6重量％-19重量％Al2O3、0重量％-12重量％ZrO2、0重量％-12重量％TiO2、0重量％-3重量％Na2O和超过1.5重量％的其它组分。

Description

基于二氧化硅的耐高温无机纤维及其生产方法
说明书
本发明涉及一种机械性能改善的基于二氧化硅的耐高温无机纤维、其生产方法、其具体用途及由其制成的产品。
在高温段存在多种无机纤维。其中实例为
Figure G2008800243947D00011
纤维、二氧化硅纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、生物可溶性纤维、多晶纤维和石英纤维。这些耐高温纤维几乎存在于必须使用高温的所有生活领域。它们被应用于所有产业中，从大规模工业设备如金属矿石、钢和铝产品的熔炼、工业炉构造、航空和航天飞行、建筑物的消防，到塑料和混凝土的补强、家用电器技术，以及应用于汽车和商用车辆工业的排放控制系统中。
在现代高科技应用中，除了高温热防护和热绝缘的功能以外，无机纤维还常常必须完成其它强烈依赖于它们的机械特性的任务。例如，可以提及的是补强纤维：除了它们的用于更好地与围绕它们的介质连接的功能化表面以外，应该优选同时具有高拉伸强度。作为具体实例，在汽车工业的排气系统中用于整料的安装垫的无机纤维必须显示例如除了高达1100℃的良好热绝缘性以外，还显示足够的柔韧性以证实随间隙尺寸变化的适当保持力。在随后的纺织工艺例如纺纱、加捻、织造、编织等中，将多种纤维材料进一步加工成纺织产品。此时，机械特性对例如在加捻或织造工艺中避免撕裂也非常重要。
关于耐高温无机纤维的制造，存在生产耐高温、无机、氧化、无定形或多晶纤维的多种可能性。典型矿物纤维包含SiO2和Al2O3作为主要成分，其中Al2O3的重量百分数高于40重量％。此外，根据预期应用领域，存在化学组合物，其包含其它碱金属氧化物和碱土金属氧化物如Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO以及过渡金属氧化物如TiO2、ZrO2和Y2O3。可以粗略地分为硅酸铝纤维或RCF(耐火陶瓷纤维)、高温玻璃纤维、AES(生物可溶性纤维)、多晶纤维、经由溶胶-凝胶方法生产的纤维和硅酸盐纤维。
大体上使用三种纤维生产方法。如果可以成本有效地熔化岩石的非均匀混合物，则经由管道将熔化物提供给所谓的纺丝机、转盘，在其中通过旋转纺丝方法由熔化小液滴的切向偏转来拉伸纤维。该方法的性质允许仅对纤维直径进行有限控制。此外，原料纤维包含非不显著量的非纤维化材料，所谓的渣质，其必须在随后方法步骤中以高成本方式除去。如果起始配料仅可以在极高温度下液化，如具有＞63重量％的高Al2O3含量的混合物的情况，则使用溶胶-凝胶方法。在该非常高成本方法中，纤维形成如下：通过喷丝头挤出含金属有机物的纺丝水凝胶或胶态SiO2或Al2O3纺丝水溶液，在随后热处理步骤中烘烤该纤维而形成。获得具有高二氧化硅含量的耐高温无定形纤维的较好方法是用酸处理由铂玻璃熔化器-滚筒法生产的富含碱金属的低熔点玻璃前体。通过酸诱导的扩散受控的离子交换方法可以获得SiO2含量高于99％的纤维。在方法中，在二氧化硅骨架中一价碱金属如Li、Na和K通常被酸的质子充分替换，二价碱土金属仅部分被酸的质子替换，三价金属如铝(除了硼)仅痕量被酸的质子替换。
在若干专利(US 2494259、EP 510653、GB 976565、EP 236735、US2718461)中描述了通过对散布有金属原子的二氧化硅的无定形网络进行酸处理可使其更耐温。
在以上列出的方法中，通常将玻璃纤维以松散材料、毡或垫的形式随机引入酸中，随后通过用水冲洗除去残留的酸和反应生成的盐来纯化。在该方法中，超过不能控制的溶度积常常导致在纤维表面上以盐和硅沉积形式的纤维损坏，这导致机械特性(拉伸强度、致断载荷、弹性等)显著下降。在较早专利EP 0973697中描述的对纱管上的短纤维纱进行酸提取的方法更合适。此时，在Pt-Rh衬套中，将具有高碱金属含量和1重量％-5重量％Al2O3的玻璃前体熔化，并使用滚筒法生产短纤维。在该方法中，将在下一步骤中冲洗有机或无机酸的纤维缠绕。酸启动扩散受控的离子交换过程，其中能够与结构分开的金属原子被质子替换。随后，在干燥单元中干燥纤维。该温和方法允许生产可用于高达1250℃温度范围的短纤维条。
下表1示出目前使用的无机、耐高温、氧化纤维的化学组成的概要。
所有规格以重量百分数表示。
表1
Figure G2008800243947D00031
成分   AES生物可溶性 RCF   高氧化铝溶胶-凝胶   陶瓷纤维   多晶富铝红柱石纤维   含硼纤维   ZrO2-SiO2纤维   二氧化硅纤维
  SiO2   60-80   32-36   4-15   50-60   10-20   24-28   32   95-99
  Al2O3   ＜5   44-48   85-96   40-50   80-90   62-70   ＜1   1-4
  CaO   0-30   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1
  MgO   5-20   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   V   ＜1
  B2O3   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   2-14   ＜1   0-5
  Na2O   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1
  K2O   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1
  ZrO2   ＜1   15-23   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   64   ＜1
  TiO2   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1   ＜1
由于关于现代纤维一方面在耐高温上，另一方面在良好机械性能如拉伸强度、致断载荷、弹性等上的各种需求，尽管迄今为止有多种纤维可用，但仍然需要性能改善的纤维。
因此本发明的目的是提供基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其与迄今为止已知的耐高温无机玻璃纤维相比具有改善的机械性能。
通过以下实现本发明的目的：根据权利要求1所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，根据权利要求9所述的生产此类纤维的方法，根据权利要求12和权利要求13所述的该纤维的用途，以及根据权利要求14-16所述的纤维产品。
根据本发明，提供基于二氧化硅的耐高温无机纤维，所述纤维具有以下组成：
81重量％-94重量％SiO2
6重量％-19重量％Al2O3
0重量％-12重量％ZrO2
0重量％-12重量％TiO2
0重量％-3重量％Na2O
和最多1.5重量％其它组分。
其它组分可以是例如Li2O、K2O、CaO、MgO、SrO、BaO，所有的过渡金属氧化物例如特别是Y2O3和La2O3和Fe2O3，或者着色金属离子。
根据本发明的纤维是基于在金属外来原子(铝和任选地锆和/或钛)的帮助下改性的二氧化硅亚稳态网络的耐高温、无机、无定形、对健康无危害的纤维。此处耐高温意思是在至少1100℃、优选至多1200℃、以及最优选至多约1250℃下温度处理至少两小时后各纤维的拉伸强度不为零。
令人惊讶地，已经发现可以用外来原子铝和任选地锆和/或钛选择性处理无定形网络，并且可以改善机械性能。
可以证明无定形SiO2网络的掺杂阻碍亚稳相转换为在能量方面更有利的对称晶相。令人惊讶地，可以显示出单丝的机械特性如弹性模量、弹性、拉伸强度、伸长率、致断载荷、柔韧性等强烈依赖于形成金属和过渡金属网络的外来原子的掺杂水平。已经证明以上列出的铝、锆和钛的重量百分数特别合适。因此掺杂水平允许在随后应用中调节期望的机械特性。
与较早专利EP 0973697中描述的纤维相比，特别良好的机械性能如在1100℃下单丝的拉伸强度增加50％-100％能够用约6重量％-13重量％含量的Al2O3，更优选8重量％-13重量％含量的Al2O3，并最优选8重量％-11重量％含量的Al2O3获得。
锆氧化物和钛氧化物的优选范围为约2重量％-9重量％ZrO2和/或约2重量％-9重量％TiO2，约3重量％-7重量％ZrO2和/或约3重量％-7重量％TiO2产生具有特别有利机械性能的纤维。
关于氧化钠含量，如果该含量尽可能低则有利于耐高温。因此优选约0重量％-2重量％Na2O，并特别优选约0重量％-1重量％Na2O，尤其是约0重量％-0.5重量％Na2O。
根据本发明的纤维可以以长丝的形式和以短纤维的形式存在。
根据本发明的纤维的纤维直径优选为3μm-40μm，特别为6μm-25μm。
特别优选的基于二氧化硅的耐高温无机纤维在1100℃下温度处理两小时后具有以下性能：
伸长率[％]＝1.4-1.6
E模量[GPa]＝45-53
致断载荷[mN]＝20-25
拉伸强度[MPa]＝600-750
被测纤维的平均直径为6.5μm+/-0.5μm。
更优选的是可通过对起始玻璃组合物进行酸提取获得的纤维，该玻璃组合物具有以下组成：
55重量％-80重量％SiO2
5重量％-19重量％Al2O3
15重量％-26重量％Na2O
0重量％-12重量％ZrO2
0重量％-12重量％TiO2
和最多1.5重量％其它组分。
特别优选的是起始玻璃组合物包含：60重量％-73％重量％SiO2、5重量％-12重量％Al2O3、20重量％-26％重量％Na2O、0重量％-7％重量％ZrO2、0重量％-7％重量％TiO2和最多1.5重量％的其它组分。
产品纤维的化学-物理性能也受生产工艺的影响。其中对基本上除去碱金属氧化物的上述起始玻璃组合物进行酸提取的生产导致显著耐高温和特别良好的机械特性。
本发明的另一目的是生产上述基于二氧化硅的耐高温无机纤维的方法，所述方法包括以下步骤：
a)熔化具有以下组成的起始玻璃组合物：
55重量％-80重量％SiO2
5重量％-19重量％Al2O3
15重量％-26重量％Na2O
0重量％-12重量％ZrO2
0重量％-12重量％TiO2
和最多1.5重量％其它组分；
b)由步骤a)的熔化物形成长丝或短纤维；
c)对在步骤b)中获得的长丝或短纤维进行酸提取；
d)冲洗来自步骤c)的提取的长丝或短纤维以除去残留的酸和/或盐残余物；以及
e)干燥在步骤d)中获得的长丝或短纤维。
该方法步骤c)中的酸处理既可以用有机酸进行也可以用无机酸进行，特别是可用盐酸、硫酸、硝酸或磷酸，或者乙酸，甲酸或草酸进行。
酸处理期间的温度优选为35℃-80℃，更优选为45℃-65℃。湿化学方法的持续时间取决于待生产纤维的期望纯度，特别是温度稳定性所需的碱金属原子浓度。为了获得最大耐温性，反应应该进行不少于8小时。关于酸处理，也参照在较早专利EP 0973697中描述的条件。
优选用水进行步骤d)中的冲洗直至不再可检测到残留的酸或盐残余物。
关于最后步骤e)中的干燥，优选在100℃-130℃，最优选在约120℃进行。特别优选地，通过RF干燥(射频干燥)干燥纤维，因为这样特别有利地影响纤维的表面性能。
例如，在铂-铑玻璃熔化器中液化低熔点玻璃前体，并随后通过以卷绕在在绕绕机或转鼓上的玻璃长丝或短纤维的形式拉伸熔化物。在随后的离子交换过程中在酸浴中，用质子替换改性网络的阳离子，并因此获得纤维的最终性能。显而易见的是通过用过渡金属如钛或锆掺杂SiO2网络以及通过改变铝含量可以将无定形固体的失透限转移至更高温度。
在本发明的方法中，使用Na2O含量为至少15重量％但不超过26重量％、SiO2含量为55重量％-80重量％、Al2O3含量为5重量％-19重量％和过渡金属ZrO2和TiO2含量至多12重量％的原料玻璃。在酸处理中，离子Al3+、TiO2+或Ti4+以及ZrO2+或Zr4+残存在Si-O网络中。碱金属离子几乎完全被酸的质子替换。由此，离子交换过程后本发明纤维的可能化学组成如上文结果所列。
令人惊讶地，可以发现离子交换过程后残留在无定形网络中的金属离子以以下方式影响机械、化学和物理性能：它们用作二氧化硅再结晶倾向的抑制剂，或者例如确实改变单丝的拉伸强度。影响以所描述方式生产的纤维的机械性能的其它可能性包括离子交换过程后的材料的温度处理。根据化合价，在二氧化硅骨架中被质子替换的金属离子离去，此后一定数量的羟基用作网络终点。这些羟基可以通过消除H2O来释放所谓的化学结合水，同时形成新的Si-O-Si键。该无定形网络的闭合导致伸长率急剧降低，伴随弹性模量的显著增加(见例如下表2)。
最后，本发明涉及上述基于二氧化硅的耐高温无机纤维用于生产高拉伸强度纱和用于生产用于催化剂的安装垫的用途，以及涉及由本发明的耐高温无机纤维制成的其它产品。
特别优选的产品是已经提及的短纤维和高拉伸强度纱，加捻纱(短纤维和长丝纱)、非织造织物、机织织物、纤维网、筒子纱和编织织物。优选产品为例如汽车和商用车辆工业的排放控制系统中的安装垫，应用于炉构造和消防产业(防火帘、用于所有运输设施中的座位的防火盖板等)中的产品和个人防护装备。
现在参照以下实施例和附图更详细地描述本发明，实施例和附图仅用于例示本发明而并非限制。
在附图中，
图1示出实施例1纤维的DSC/TG曲线随铝含量而变化的图示。
实施例
实施例1：提高抗再结晶性/升高操作温度
耐高温纤维的重要特征自然是最高操作温度。关于这一点，材料的熔程通常不是关键因素，而是材料失去其纤维特性的温度。关于这一点的良好量度为纤维的拉伸强度。如果它趋于零，则可以不再称之为纤维材料。假定以下实施例以证实如何能够通过铝含量影响单纤维的拉伸强度，该铝含量通过所使用的原料玻璃预先确定并取决于生产工艺。在以下化学组成中，忽略结构中结合的水。
在Pt-Rh衬套中加热由67重量％SiO2、6.8重量％Al2O3、25.2重量％Na2O和1.0重量％其它组分组成的玻璃配料直至它被液化。将从衬套底侧的孔排出的玻璃长丝通过转鼓卷取，通过卷绕机沿鼓的轴向拉伸，并缠绕。随后在至少40℃(更优选60℃)的温度下用20％盐酸彻底冲洗这些线筒约8小时。随后，通过用冷水(室温)进行若干次冲洗操作将反应生成的盐和残留的酸从纤维中除去。使线筒排水，并随后用至少70℃的热空气干燥24h直至重量保持恒定。在该过程后，所得纤维(F1)具有以下化学组成：90.6重量％SiO2、8.7重量％Al2O3、0.2重量％Na2O、0.5重量％其它组分。
为了测量固体结构变化随温度变化的变化(再结晶)，对纤维进行DSC/TG(差示扫描量热法/热重法)测量(图1)。
为了证实结构变化随铝含量变化而变化的差异，在相同条件下将对应于较早专利EP 0973697的第二比较玻璃混合物转化为纤维材料。起始玻璃组合物包含72重量％SiO2、3.5重量％Al2O3、24重量％Na2O和0.5重量％其它组分。离子交换过程后由此产生的纤维(F2)的最终组分如下：95.1重量％SiO2、4.2重量％Al2O3、0.15重量％Na2O和0.55重量％其它组分。该纤维的DSC/TG曲线也在图1中示出。
图1示出具有不同铝含量的
Figure G2008800243947D00091
纤维(F1：90.6重量％SiO2、8.7重量％Al2O3、0.2重量％Na2O、0.5重量％其它组分；F2：95.1重量％SiO2、4.2重量％Al2O3、0.15重量％Na2O和0.55重量％其它组分)的DSC/TG曲线。
可以容易地看出纤维的再结晶倾向的不同程度。通过连续失透作用(放热过程)使F2在750℃开始失去强度，而F1仅在约1000℃开始该过程。由于物理结合水在高达180℃时蒸发，两种纤维类型显示突出的吸热行为。在200℃-800℃范围内，进一步从结构中除去化学结合水(吸热)，并形成新的Si-O-Si键(放热)。在两种纤维材料中约15％水的质量损失近似相同。
由于随后开始的200℃下的无定形网络的结构改性，纤维限定的纤维机械性能例如诸如拉伸强度可以被转至更高温度区域(见下表2)。按照DINEN 1007-4(2004)的方法测量单丝的拉伸强度。
表2
温度处理后单丝拉伸强度表
  拉伸强度[MPa]   20℃   1000℃   1100℃   1200℃   1250℃
  F1   760   520   470   250   150
  F2   720   470   150   0   0
实施例2：在相同操作温度下增加拉伸强度/在超过800℃下纤维的具有更高拉伸强度和柔韧性的纱和加捻纱(用作汽车和商用车辆工业的排放控制系统中的安装垫)
长丝纤维的直径依赖性拉伸强度、伸长率和弹性模量显著影响纱或加捻纱的总拉伸强度。以下实施例示出拉伸强度对铝含量和操作温度的依赖性。在以下关于化学组成的说明中，忽略结构中结合的水。
在Pt-Rh衬套中加热由66重量％SiO2、5.3重量％Al2O3、24重量％Na2O、3.8重量％ZrO2和0.9重量％其它组分组成的玻璃配料直至它被液化。将从衬套底侧的孔排出的玻璃长丝用转鼓卷取，通过卷绕机沿鼓的轴向拉伸，并缠绕。随后在至少40℃(更优选60℃)的温度下用18％盐酸彻底冲洗这些线筒约12小时。随后，通过用去离子冷水(室温)进行若干次冲洗操作将反应生成的盐和残留的酸从纤维中除去。使线筒排水，并随后用至少70℃的热空气干燥24h直至重量保持恒定。在离子交换过程后，所得纤维(F3)具有以下化学组成：82.8重量％SiO2、8.9重量％Al2O3、0.8重量％Na2O、5.7重量％ZrO2和1.5重量％其它组分。与此相比，测量来自实施例1的含铝但不含锆的比较纤维F2(见下表3、表4、表5)。
表3
单丝拉伸强度随温度变化而变化的表
  拉伸强度[MPa]   20℃   1000℃   1100℃   1200℃
  F3   490   560   680   0
  F2   720   470   150   0
表4
单丝的E模量随温度变化而变化的表
  E模量[GPa]   20℃   1000℃   1100℃   1200℃
  F3   21.29   48.58   52.96   0
  F2   30.27   33.32   37.11   0
表5
单丝伸长率随温度变化而变化的表
  伸长率[％]   20℃   1100℃
  F3   2.40   1.21
  F2   2.50   0.47
所有测量根据DIN EN 1007-4(2004)中所述方法进行。
实施例2示出与比较纤维相比，本发明的纤维具有改善的拉伸强度、更好的弹性模量和增加的伸长率。

Claims (23)

1.一种基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维具有以下组成： 
81重量％-94重量％SiO2
6重量％-19重量％Al2O3
2重量％-9重量％ZrO2和／或2重量％-9重量％TiO2
0重量％-3重量％Na2O 
和最多1.5重量％其它组分， 
其中各组分重量含量之和为100％。 
2.根据权利要求1所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述其它组分选自Li2O、K2O、CaO、MgO、SrO、BaO、Y2O3、La2O3、Fe2O3，和它们的混合物。 
3.根据权利要求1所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含6重量％-13重量％Al2O3。 
4.根据权利要求1所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含8重量％-13重量％Al2O3。
5.根据权利要求1所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含8重量％-11重量％Al2O3。 
6.根据权利要求2所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含6重量％-13重量％Al2O3。 
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含3重量％-7重量％ZrO2和／或3重量％-7重量％TiO2。 
8.根据权利要求1-6任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含0重量％-2重量％Na2O。 
9.根据权利要求1-6任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含0重量％-1重量％Na2O。 
10.根据权利要求1-6任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维， 其特征在于所述纤维包含0重量％-0.5重量％Na2O。 
11.根据权利要求7所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维包含0重量％-2重量％Na2O。 
12.根据权利要求1-6任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维以长丝或短纤维的形式存在。 
13.根据权利要求1-6任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维，其特征在于所述纤维可以通过对具有以下组成的玻璃组合物进行酸提取而获得： 
55重量％-80重量％SiO2
5重量％-19重量％Al2O3
15重量％-26重量％Na2O 
0重量％-12重量％ZrO2
0重量％-12重量％TiO2
和最多1.5重量％其它组分， 
其中各组分重量含量之和为100％。 
14.一种生产权利要求1-13任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤： 
a)熔化具有以下组成的起始玻璃组合物： 
55重量％-80重量％SiO2
5重量％-19重量％Al2O3
15重量％-26重量％Na2O 
0重量％-12重量％ZrO2
0重量％-12重量％TiO2
和最多1.5重量％其它组分，其中各组分重量含量之和为100％； 
b)由步骤a)的熔化物形成长丝或短纤维； 
c)对在步骤b)中获得的长丝或短纤维进行酸提取； 
d)冲洗来自步骤c)的提取的长丝或短纤维以除去残留的酸和／或盐残余物；以及 
e)干燥在步骤d)中获得的长丝或短纤维。 
15.根据权利要求14所述的生产基于二氧化硅的耐高温无机纤维的方法，其特征在于步骤c)中的酸处理用无机酸或者用有机酸进行。
16.根据权利要求15所述的生产基于二氧化硅的耐高温无机纤维的方法，其特征在于所述无机酸是盐酸、硫酸、硝酸或磷酸。 
17.根据权利要求15所述的生产基于二氧化硅的耐高温无机纤维的方法，其特征在于所述有机酸是乙酸、甲酸或草酸。 
18.根据权利要求14-17任一项所述的生产基于二氧化硅的耐高温无机纤维的方法，其特征在于所述酸提取在35℃-80℃的温度下进行并进行至少6小时。 
19.权利要求1-13任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维或通过权利要求14-18任一项所述方法获得的基于二氧化硅的耐高温无机纤维生产高拉伸强度纱的用途。 
20.权利要求1-13任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维或通过权利要求14-18任一项所述方法获得的基于二氧化硅的耐高温无机纤维生产用于催化剂的安装垫的用途。 
21.权利要求1-13任一项所述的基于二氧化硅的耐高温无机纤维或通过权利要求14-18任一项所述方法获得的基于二氧化硅的耐高温无机纤维的纤维产品。 
22.根据权利要求21所述的纤维产品，其特征在于所述纤维产品选自短纤维、高拉伸强度纱、加捻纱、非织造织物、机织织物、纤维网、丝带、筒子纱和编织织物。 
23.根据权利要求21或22所述的纤维产品，其特征在于所述纤维产品选自用于汽车和商用车辆工业的安装垫、用于炉构造的产品、用于消防产业的产品和个人防护装备。 
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010006451A1 (de) * 2010-01-30 2011-08-04 Weber, Reiner, 59557 Textilschlauch aus temperaturbeständigem Filamentgarn
JP4971518B1 (ja) * 2011-09-28 2012-07-11 ニチアス株式会社 無機繊維ブロック
RU2495836C1 (ru) * 2012-02-27 2013-10-20 Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" Люминесцирующее кварцевое стекло
JP5113301B1 (ja) * 2012-04-05 2013-01-09 ニチアス株式会社 無機繊維ブロック
EP2674401A1 (en) 2012-06-14 2013-12-18 Schott AG Exhaust gases treatment device and method for making the same
KR102279561B1 (ko) * 2013-12-23 2021-07-19 유니프랙스 아이 엘엘씨 개선된 수축률 및 강도를 갖는 무기 섬유
US10023491B2 (en) 2014-07-16 2018-07-17 Unifrax I Llc Inorganic fiber
ES2744914T3 (es) * 2014-07-16 2020-02-26 Unifrax I Llc Fibra inorgánica con contracción y resistencia mejorados
BR112017000990A2 (pt) * 2014-07-17 2018-07-17 Unifrax I Llc fibra inorgânica com encolhimento e resistência melhorados
CN104803611A (zh) * 2015-03-29 2015-07-29 安徽丹凤集团桐城玻璃纤维有限公司 一种无碱玻璃纤维的制备工艺
DE102016100239A1 (de) * 2016-01-08 2017-07-13 Belchem Fiber Materials Gmbh Hochtemperaturbeständiges anorganisches Garn mit erhöhter Zugfestigkeit sowie Verfahren zur Herstellung desselben
US9919957B2 (en) 2016-01-19 2018-03-20 Unifrax I Llc Inorganic fiber
CN105731813B (zh) 2016-02-29 2018-07-31 巨石集团有限公司 一种高模量玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料
CN105731814B (zh) * 2016-02-29 2019-01-01 巨石集团有限公司 一种高模量玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料
CN105800928A (zh) * 2016-03-01 2016-07-27 苏州云舒新材料科技有限公司 一种耐高温玻璃及其制备方法
CN109023166A (zh) * 2017-06-12 2018-12-18 南京天淦新材料科技有限公司 一种铝材增强用非晶高硅铝镁材料及制备方法及用途
CN111448173A (zh) 2017-10-10 2020-07-24 尤尼弗瑞克斯 I 有限责任公司 无结晶二氧化硅的低生物持久性无机纤维
US10882779B2 (en) 2018-05-25 2021-01-05 Unifrax I Llc Inorganic fiber
DE102019114659A1 (de) * 2018-06-03 2019-12-05 Claus Schierz Verfahren zur Herstellung von mineralischen Hochtemperaturfasern mit einem hohen Anteil an Siliziumdioxyd
CN108585523A (zh) * 2018-07-13 2018-09-28 合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司 一种高强度耐高温的纤维材料
CN108819372A (zh) * 2018-07-13 2018-11-16 合肥连森裕腾新材料科技开发有限公司 一种高强度高模量的纤维材料及其制备方法
CN108840573A (zh) * 2018-07-31 2018-11-20 旌德县源远新材料有限公司 一种玻璃纤维及其加工工艺
CN109534697A (zh) * 2018-12-21 2019-03-29 西凯新型复合材料(丹阳)有限公司 一种玻璃纤维浸胶工艺
RU2741984C1 (ru) * 2020-07-10 2021-02-01 Общество с ограниченной ответственностью «БАЗОВЫЕ МИНЕРАЛ ТЕХНОЛОГИИ» Сырьевая композиция для производства химически стойкого минерального волокна и тонких пленок
CN115161997A (zh) * 2022-07-28 2022-10-11 广东湾区交通建设投资有限公司 一种桥梁抗火用多组分气凝胶复合纤维毡的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2491761A (en) * 1946-05-11 1949-12-20 H I Thompson Company Method of producing silica fibers and fibrous articles produced thereby
CN86103786A (zh) * 1985-05-29 1986-11-26 曼维尔服务公司 低收缩率耐火高岭土纤维及制造方法
CN1263515A (zh) * 1997-05-13 2000-08-16 罗宾·里希特 含Al2O3的有高纺织性的耐高温玻璃纤维纱条及其产品
CN1340034A (zh) * 1999-02-15 2002-03-13 肖特玻璃制造厂 具有高比例氧化锆的玻璃和其应用

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2494259A (en) * 1946-03-20 1950-01-10 Corning Glass Works Fibrous glass articles
US2718461A (en) * 1954-08-02 1955-09-20 H I Thompson Fiber Glass Co Method of leaching and felting glass fiber
NL287094A (zh) * 1961-12-27
LU41799A1 (zh) 1962-05-29 1962-07-30
US3687850A (en) * 1970-03-27 1972-08-29 Johns Manville High temperature insulating fiber
CA1290572C (en) * 1984-12-24 1991-10-15 Richard P. Beaver Porous hollow silica-rich fibers and method of producing same
US4778499A (en) * 1984-12-24 1988-10-18 Ppg Industries, Inc. Method of producing porous hollow silica-rich fibers
WO1987004697A1 (en) * 1986-02-07 1987-08-13 Frenzelit-Werke Gmbh & Co. Kg Transformed glass fiber with improved thermal resistance
EP0510653B1 (en) * 1991-04-24 1995-12-06 Asahi Glass Company Ltd. Highly heat resistant glass fiber and process for its production
GB2264296B (en) * 1992-02-07 1995-06-28 Zortech Int Microporous thermal insulation material
DE19724874A1 (de) * 1997-05-13 1998-11-19 Richter Robin Dr Glaszusammensetzung und Verfahren zur Herstellung hochtemperaturbeständiger Glasfasern
WO1998058884A1 (en) * 1997-06-23 1998-12-30 Corning Incorporated Composition for optical waveguide article and method for making continuous clad filament
JP5230055B2 (ja) * 2002-01-10 2013-07-10 ユニフラックス ワン リミテッド ライアビリティ カンパニー 高温耐性ガラス質無機繊維
US7309671B2 (en) * 2002-05-24 2007-12-18 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Glass composition, glass article, glass substrate for magnetic recording media, and method for producing the same
DE60315684T2 (de) * 2003-12-22 2008-06-05 3M Espe Ag Glasfüllmaterial und Verfahren zur Herstellung
DE102004026432A1 (de) * 2004-05-29 2005-12-22 Schott Ag Glaszusammensetzungen als antimikrobieller Zusatz für Dentalmaterialien und deren Verwendung
RU2302066C1 (ru) 2005-09-22 2007-06-27 Научный центр волоконной оптики при Институте общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук Волоконный световод для оптического усиления излучения на длине волны в диапазоне 1000-1700 нм, способы его изготовления и волоконный лазер

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2491761A (en) * 1946-05-11 1949-12-20 H I Thompson Company Method of producing silica fibers and fibrous articles produced thereby
CN86103786A (zh) * 1985-05-29 1986-11-26 曼维尔服务公司 低收缩率耐火高岭土纤维及制造方法
CN1263515A (zh) * 1997-05-13 2000-08-16 罗宾·里希特 含Al2O3的有高纺织性的耐高温玻璃纤维纱条及其产品
CN1340034A (zh) * 1999-02-15 2002-03-13 肖特玻璃制造厂 具有高比例氧化锆的玻璃和其应用

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