CN103482875B - 玻璃纤维及其制备方法、复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种玻璃纤维，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在公称直径的±15％以内。按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为20-39％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为7-20％，氧化氟含量为0％，氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4.1倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1倍-1.8倍。
Description
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
有鉴于上述现有技术的缺陷和不足，本发明人基于从事此类产品设计制造多年的务实经验及专业知识，积极加以研究创新，以期能克服现有技术的不足和缺陷，在解决了复杂的生产工艺问题后，提出采用特殊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，其直径小于或等于9微米时的断裂强度(N/tex)为0.45-1.3，有预定的氧化硅、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。
本发明第一实施例提供了一种玻璃纤维，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，其中，该玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为8-39％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为8.1-20％，氧化氟含量为0-1％，氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4.1倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1.2倍-1.6倍。
根据本发明第一实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，其直径小于或等于9微米时的断裂强度(N/tex)为0.45-1.3。
根据本发明第一实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，该玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为19-39％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-2％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为8.1-20％，氧化氟含量为0-1％，氧化硅的含量是氧化钙含量的2.0倍-3.6倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1.3倍-1.49倍；该玻璃纤维在粘度为100.5(帕·秒)时的温度为1550℃-1700℃；粘度为101(帕·秒)时的温度为1450℃-1620℃；粘度为102(帕·秒)时的温度为1210℃-1480℃；粘度为103(帕·秒)时的温度为1070℃-1160℃；该玻璃纤维在直径小于或等于9微米时的断裂强度(N/tex)为0.6-1.3。
根据本发明第一实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，(1)、按重量百分率计，其制品含量中：①氧化镁占7-20％，②氧化钙的含量是氧化镁的含量的1.0倍-1.8倍，③氧化硅的含量是氧化镁的含量的2.6倍-5.6倍，④氧化硅的含量是氧化钙的含量的2.2倍-3.8倍，⑤氧化铝为0.1-30％，⑥氧化钠为0-18％，⑦氧化钡为0-5％；(2)、其制品的应变点温度在560℃-720℃的范围内；(3)、其制品的吸水率在0-0.001％的范围内；(4)、按重量百分率计，其制品中氧化镁、氧化钙、氧化硅三种成份的含量总和达51％-99.9％。
根据本发明第一实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，按重量百分率计，其制品含量中：氧化钙是氧化镁的1.15倍-1.8倍。
根据本发明第一实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，一种玻璃纤维增加水泥材料，该材料包含水泥基体及嵌入水泥基体中的利用上述实施例之任一项的尤其含有1-25％氧化锆成份的玻璃纤维增强水泥材料。
根据本发明第一实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，一种玻璃纤维复合材料，该复合材料包含塑料基体以及嵌入塑料基体中的利用根据上述实施例的玻璃纤维制造的玻璃纤维复合材料。
本发明第二实施例提供了一种玻璃纤维的制备方法，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，其中，步骤1，根据权利要求1-8任一项所述的玻璃纤维配方配置所需各种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、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的创新技术方案的原料，经混合搅拌之后在对应于各玻璃纤维配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃纤维液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；步骤2，对步骤1中形成的熔融玻璃纤维体经一个多孔的耐高温金属板的若干孔中高速拉伸而形成玻璃纤维，经冷却，即可制得所述的玻璃纤维制品。
根据本发明第二实施例的方法，其中，该玻璃纤维在粘度为100.5(帕·秒)时的温度为1530℃-1700℃；粘度为101(帕·秒)时的温度为1430℃-1620℃；粘度为102(帕·秒)时的温度为1180℃-1480℃；粘度为103(帕·秒)时的温度为1070℃-1320℃。
这里要说明的是，本发明内容及一些优先权部分，其对玻璃纤维的断裂强度当时没有测定，只能把材料对其抗折强度进行了测定，所以优先权部分有材料抗折强度的表述。
附图说明
图1是本发明一种玻璃纤维制品的正截面示意图。
图2是本发明一种玻璃纤维的制备工艺的流程示意图。
附图标记的说明
1：表示一种玻璃纤维制品
具体实施方式
先有技术的玻璃纤维一般会以氧化硅作为主要基体或骨架，因此，造成了各种粘度温度等方面的限制。本发明技术方案创新地利用氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化钠、氧化铁、氧化钛组成的具有助熔或共熔性质的成份来作为玻璃纤维的主要成份，而根据本发明实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维在成份上和性能上与现有技术的玻璃纤维均不同。下面，对本发明的实施例进行详细的说明。
第一实施例
根据本发明一个实施例，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，其特征在于：
该玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化钛、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为10-39％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为8.1-20％，氧化氟含量为0-1％，氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4.1倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1.2倍-1.6倍。
其制备方法的特征在于：步骤1，根据权利要求1-8任一项所述的玻璃纤维配方配置所需各种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、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的创新技术方案的原料，经混合搅拌之后在对应于各玻璃纤维配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃纤维液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；
步骤2，对步骤1中形成的熔融玻璃纤维体经一个多孔的耐高温金属板的若干孔中高速拉伸而形成玻璃纤维，经冷却，即可制得所述的玻璃纤维制品。
本发明在采用拉伸抽丝工艺的前提下，又采用了上述全新的技术方案的特定比例关系组合配方，改变了先有技术的多种技术偏见，解决了人们渴望解决而又一直没有获得成功的技术难题，即在一个玻璃纤维产品中，在解决上述高断裂强度性能的及一定的公称直径偏差值的前提下，主要解决了降低粘度温度问题和环保的多种技术效果作详细说明。另外，现技术大量加入氧化铝会使玻璃纤维的强度提高但会增加玻璃纤维的熔化温度及其它各种粘度下的温度。其一，会使加入氧化铝的限于25％以下；其二，就是在加入25％的氧化铝时，采用一般的有碱无硼玻璃装备根本不能生产。根据本实施例的玻璃纤维可以根据对强度的需求和各种粘度下的温度的要求，可以添加适当含量的氧化铝。(另外，在本说明书中，除非特别指明，玻璃纤维中各种成份的含量均为重量百分比。)
粘度性能
本发明实施例中粘度的测定采用美国THETA旋转高温粘度计。
从几个关键的粘度数据比较而言(在氧化铝含量达30％左右时)：
(1)、熔化温度：根据本发明实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维粘度为100.5(帕·秒)时的温度为1480℃-1680℃；粘度为101(帕·秒)时的温度为1420℃-1600℃。
而上述现有技术中碱玻璃纤维、C级玻璃纤维、E级无碱硼玻璃纤维和S级高强度玻璃纤维制品，由于粘度100.5(帕·秒)及101(帕·秒)的熔化温度高于1600℃，所以采用美国THETA旋转高温粘度计根本测不出。
而本发明就是在加了20％或30％的会造成粘度大大上升的氧化铝时的熔化粘度(即取最上限值)也比上述先有技术E级或中碱玻璃纤维、C级玻璃纤维、S级玻璃纤维制品粘度温度低100℃-300℃，比中碱玻璃纤维、C级玻璃纤维加氧化铝5-8％左右的玻璃纤维粘度也低200℃以上。业内人士都知道，这将会十分有利于：
其一，有节能降耗的很大的技术比较优势，因为能耗最大的是高温区，如降200℃熔化温度，最少节能30-40％；
其二，有高品质熔化，极低缺陷的技术优势；
其三，由于熔化温度大大降低，对耐火材料的侵蚀将大大减低，会使熔炉寿命大大延长，大大减少严重影响产能的冷修时间和费用。如S级玻璃纤维，每1-2年，就要冷修最少停产2-3个月，又如E级硼玻纤，由于硼含量在6-10％，也3-4年须冷修，停产2-3个月，而且使用的耐火材料为高锆材料，不但材料成本高出3-4倍，而且还要1-2年或3-4年作大量更换。而制造根据本发明实施例的玻璃纤维的熔池的寿命会中碱玻璃纤维的更长，可因根据本发明实施例的玻璃纤维的粘度比现各种玻璃纤维更低，最少可以使用达5-8年才冷修。
(2)、排气泡及澄清粘度温度：本发明包括含氧化铝在20％以上的优选方案，粘度为102(帕·秒)时温度为1180℃-1280℃，而氧化铝含量仅5％的现有一切中碱玻璃纤维，其粘度102(帕·秒)的成型温度达1380℃以上。
各种E类无碱玻璃纤维，和含铝量为15％左右的E级硼玻纤，尤其S级玻璃纤维，由于熔化和排泡、均化困难，都提出了加吹氧、加排泡、加浅池装备等工艺手段，其成本高、效率低。
根据本发明实施例的玻璃纤维在加入了20％左右的氧化铝时，其102(帕·秒)时的温度为1180℃-1280℃的粘度温度优势，本发明将不但工效高，成本低，而且可以形成极高水平的纤维直径偏差值和大大减少气泡，对产品强度也可有提升的功效，所以本技术方案的提高产品品质稳定性和强度的技术效果十分明显。
断裂强度性能(按CB/T7690.2规定的标准测定)
(另注：以下一切断裂强度的比较都指在该玻璃纤维的公称直径在≤9微米时的断裂强度[N/tex]值)
业内人士都知道，玻纤的断裂强度值主要取决于氧化铝的含量，氧化铝在产品的成份网状结构中对强度也起最主要的作用，与氧化铝的含量成正比，也和硼含量成反比，因为硼会挥发造成制品成份不均，对成份网状结构破坏疏松。
根据本发明实施例，如前粘度部分所述，可以知道把氧化铝加入20-25％或25-30％时，粘度也低于先有技术，而且有一个很好的技术控制范围的平台。本发明的断裂强度度值的优势在于，在任何同等类型的玻纤制品中，由于有好得多的150℃-250℃的粘度性能，在同等的粘度温度和装备条件下，比先有技术都可以加多10％-15％或更多的氧化铝成份，所以有很大的断裂强度的上升空间。
(1)、高、中碱玻璃纤维制品，氧化铝仅为5％左右，而且其技术方案不易加多氧化铝，不然就会因粘度太高不能实施生产，其公称直径在≤9微米时，断裂强度(N/tex)为0.4左右。而本发明可以在同等粘度温度及工艺设备中加入更多氧化铝可达25％，使断裂强度可上升50-100％。
(2)、E类无碱玻璃纤维，在加入15％左右氧化铝时，由于其粘度太高，不能加入更多氧化铝，其公称直径在≤9微米时，断裂强度(N/tex)为0.45左右。而本发明因粘度低，可在同等粘度温度时，能加入25％-30％的氧化铝，又由于不含硼成份，不会形成制品网状结构的疏松，强度上升80-130％。
(3)、由于现S级玻纤的粘度性能决定了其不能加入超过26％的氧化铝，所以其玻纤公称直径在≤9微米时，断裂强度(N/tex)只能达0.7-0.8左右。而本发明由于可以有低粘度优势，能在同等工艺设备和粘度温度下，就能够加入30％-39％的氧化铝，使强度上升50-80％或以上。
环保性能
生产工艺中，现E级硼玻纤(占现全球玻纤总量的90％)，含硼达8-12％，而由于有大量的挥发(例如10％含量的硼，就要加入25-30％的硼成份原料，在熔化中产生助熔作用时挥发15-20％的硼成份)，产生硼毒气体。而本发明可以不加入硼，还能以更低的粘度温度熔化，所以能从根本上解决现在占全球玻纤产量的90％以上的E级硼玻纤生产中的环保问题。
含水率(按照标准GB/T9914.1标准测定)
根据本发明实施例的玻璃纤维，其制品的含水率在0-0.5％的范围内。
纤维直径(按GB/T7690.5规定测定)
根据本发明实施例的玻璃纤维，由于粘度的可控性能，该玻璃纤维的公称直径的偏差值不但能达到±15％以内，还可高水平地达到±10％以内。
为了更详细地描述根据本发明实施例的技术方案，在下面的表中列举出了详细的配方及相应性能如下：
表1
*用高温旋转粘度计测不出，经推算而得到。
表2
*用高温旋转粘度计测不出，经推算而得到
表3——与现有技术玻璃纤维的比较(*表示用高温旋转粘度计测不出，如列出具体值则为推算值)
续表
从表1可见，本发明之1-4样品的范围之中的技术方案，其玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化钛、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为19-25％，氧化钛含量为0.0003-4.9％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为8.1-20％，氧化氟含量为0-1％，氧化硅的含量是氧化钙含量的2倍-3.6倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1.3倍-1.49倍。
从表2可见，本发明之5-11样品的范围之中的技术方案，其玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化钛、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为26-39％，氧化钛含量为0.0003-4.9％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为8.1-20％，氧化氟含量为0-1％，氧化硅的含量是氧化钙含量的2倍-3.6倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1.3倍-1.49倍。
从以上表可见，其粘度温度全都比现有技术的各种产品粘度温度低，尤其是熔化温度100.5(帕·秒)、101(帕·秒)时的粘度温度，比一切现技术，比较表3之样品2、4、5，加入15-25％氧化铝的样品粘度温度低150℃-250℃，这说明本发明可以在原先有技术的设备上，同样温度下，加多15-20％的氧化铝也以能在同样粘度下生产，从而大大上升50-100％的强度，比较表3之样品1、3，只加了3-7％氧化铝的样品，本发明加了20-31％氧化铝的样品也在上述粘度温度中低了100℃-230℃，这说明可以节约能耗，提高产品质量。
从表1可见，本发明样品之多个都不加入氧化硼成份和只有1％以下的氧化钠成份，能生产出比占全球玻纤总产量95％的E级硼玻纤(氧化硼含量为8-15％)之含氧化铝更多的强度更高达1倍的新性能的E级玻纤，从而在生产中完全没有大量硼毒气的挥发，有很好的环保功效的技术效果。
从样品12的对比例中氧化铝仅为3％左右，而对比其它本发明之氧化铝为19％以上到25％或26-31％含量的样品，尤其熔化粘度温度的差别仅为10℃-30℃或30℃-80℃，可见本发明新发现之高铝含量的铝、硅、钙、镁共熔体产品性质的技术方案中，存在打破无硼、无碱时先有技术偏见的不能加入大量氧化铝成份的技术偏见，而且这种高铝含量时，粘度还好于现有技术之有高钠或有高硼含量，而且铝仅为1％或8％左右的技术方案，证明本发明的新发现的高铝含量的铝、镁、硅、钙的存在一种共熔体性质，而且比较断裂强度性质，在粘度变化小(比现有技术还低15℃-20℃的工艺条件下)的可操作范围，能从3％铝含量的0.4(N/tex)上升到26％或31％的铝含量的断裂强度为0.65(N/tex)或0.8(N/tex)或1.05(N/tex)。
从表3的各种先有技术或比较例可见，其技术方案与本发明在氧化镁的成份达8.1-20％，在一定有铝、硅、钠、铁、钛、镁、钙成份上，还有组份上，以及硅、镁、钙之间的比例上，这一总的技术方案内容上，都有3-5项或4-5项不同处。正由于本发明的技术方案的新性质的发现和创新，所以都反映了比较先有技术的可以产生环保、节能、减排、和产能效率、降低成本及强度、粘度温度有利的技术品质控制等的技术效果优势。
这里还要说明，表1、表2和表3的粘度测定是采用美国THETA旋转高温粘度计所测，断裂强度按GB/T7690.2规定的标准测定或根据已测定数值或者再按对应的氧化铝含量的比例推算而得的数值。含水率是按标准GB/T9914.1测定。
在上述第一实施例的基础上，限定按重量百分比计，该玻璃纤维中氧化铝的含量为20-39％。
第二实施例
根据本发明第一实施例的所述的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维的制备方法，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，其制备方法的特征在于：
步骤1，根据第一实施例所述的玻璃纤维配方配置所需各种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、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的创新技术方案的原料，经混合搅拌之后在对应于各玻璃纤维配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃纤维液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；
步骤2，对步骤1中形成的熔融玻璃纤维体经一个多孔的耐高温金属板的若干孔中高速拉伸而形成玻璃纤维，经冷却，即可制得所述的玻璃纤维制品。
其工艺中的性能如下：
该玻璃纤维在粘度为100.5(帕·秒)时的温度为1480℃-1680℃；粘度为101(帕·秒)时的温度为1410℃-1600℃；粘度为102(帕·秒)时的温度为1180℃-1340℃；粘度为103(帕·秒)时的温度为1040℃-1220℃。为了更详细地描述根据本发明实施例的技术方案，在下面的表1中列举出根据本发明的实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维样品的配方及相应的性能。
第三实施例
根据本发明上述实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，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，其中，一种玻璃纤维复合材料，该复合材料包含塑料基体以及嵌入塑料基体中的利用根据上述实施例的玻璃纤维制造的玻璃纤维复合材料。
以上对根据本发明实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维的组成及其特性，下面描述制造根据本发明实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维的方法。
第四实施例
图1是根据本发明的实施例的一种玻璃纤维及制备工艺的制品正截面示意图。从图可见，附图标记1表示一种玻璃纤维制品。
图2是本发明一种玻璃纤维的制备工艺的流程示意图。从图可见，其成型工艺的流程是：(1)、将预定配制的原料放入进料仓，(2)、然后从进料仓中将原料输送到熔池窑中，(3)进入了熔池按预定温度进行熔融并澄清排出气泡，(4)、接着是液态的熔融体，经过铂合金拉丝孔板，拉抻出玻璃纤维丝，再经烘干，得到成品。
现将本发明一种玻璃纤维的制备工艺的以拉伸抽丝工艺制作其制品做进一步说明，其制造过程包括以下一些步骤：
(1)、首先，配制原料，根据上述第一实施例及其各种变型及示例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维组成来计算原料配比。
(2)、准备好包括原料仓、熔池窑、有拉丝孔的铂合金拉丝板的拉伸抽丝工艺所需的生产线装置。
(3)、按图2所示的工艺的生产流程，把第(1)步骤配制的预定原料放入进料仓，然后从进料仓中将原料输送到熔池窑中，进入了熔池后按预定温度进行熔融并排出气泡，形成液态的熔融体；
以下工艺有二种选择：
一种为直接使玻璃熔融体经过铂合金的拉丝孔，拉伸出形成本发明有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维成品，这是直接的池窑拉丝成型工艺。
另一种为经过制球工艺，制成玻璃球，再将玻璃球送入坩埚和铂合金金属板的拉丝孔，拉伸形成本发明有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维成品。
所以本发明克服先有传统技术难题，尤其在拉伸抽丝工艺中对熔化、均化排泡和拉伸成型的三个最主要工艺阶段的粘度比现有的各种中碱、E类无碱、以及S级高强度玻纤的工艺有显著的实质性技术进步效果。
应用
由于根据本发明实施例的上述有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，除了应用于玻璃纤维布、丝、毡等方面外，更主要应用在玻璃纤维复合材料方面。
第五实施例
本发明的第三实施例公开了一种采用本发明实施例的玻璃纤维制造的一种玻璃纤维复合材料，该复合材料包含塑料基体以及嵌入塑料基体中的利用根据上述玻璃纤维制造的玻璃纤维，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。
以上结合具体实施例对本发明玻璃纤维的组成及性质、以及玻璃纤维的制造工艺及应用进行了描述，下面对根据本发明实施例的有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维的特点，也就是本发明与现有技术玻璃纤维的区别特点：
本发明首次创造性地把一种采用拉伸玻纤工艺产生的玻璃纤维产品的各种特征和新的成份特征和产生的技术效果以及新的低粘度特征、强度特征和环保特征，统一到一个整体的技术方案中。
本发明一种玻璃纤维在玻璃纤维领域中有新颖性的技术方案是：该玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为8-39％或26-39％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为8.1-20％，氧化氟含量为0-1％，氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4.1倍或2.0倍-3.6倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1.2倍-1.6倍或1.3倍-1.49倍。
本发明的技术方案的特征有以下几个层次，
其一，对一切现有技术的玻璃纤维产品特征及用途而言，是一种对铝、硅、钙、镁、铁、钠的成份范围的选择发明和对硅、钙、镁成份之间，这些技术要素的比例关系的改变发明的类型。在本发明之要素比例关系的改变的选择发明上，其技术方案为硅：钙为1.9-4.1倍或优选为2.0-3.6倍，钙：镁为1.2-1.6倍或优选为1.3倍-1.49倍的范围。而现有技术的一切玻璃纤维，最少有其中二个要素比例关系的两个端值，在本发明范围外，也就是本发明上述的要素比例关系的选择在一切现有技术的窄范围之内，具有新颖性。而且在玻璃纤维用途中、工艺中，发现产生了新下述之产品性质，产生了下述之预料不到的技术效果。
其二，本发明揭示了发现的产品的新的性质转用新用途的发明类型(即通过各种玻璃纤维的特别的熔化、排泡、均化、成型、抽丝拉引的各工艺阶段加工方法，能产生本发明技术方案之制品的公称直径在5微米到13微米之内的性质特征和断裂强度在直径小于或等于9微米时的断裂强度(N/tex)为0.45-1.3的性质。并在粘度更低而且环保、节能的前提下能优选断裂强度(N/tex)为0.75-1.3的性质。尤其在新用途中，本发明发现了现有技术所从来没有揭示过的产品的新的降低粘度温度和共熔体性质，和熔化工艺阶段粘度温度，均化，排泡，澄清工艺阶段粘度温度性质，尤其控制通过铂金漏斗的拉伸、拉引的成型工艺阶段的粘度温度。
(A)、由于产品新的性质的发现之一克服了传统技术偏见产生的对玻璃纤维中的氧化钠的一种要素省略发明：现有技术的高、中碱玻璃纤维，其都含有4-13％左右的钠，主要用来助熔，尤其对硅成份的助熔，形成各工艺阶段的可以控制粘度的降低。但本发明的技术方案和发现的产品的新性质，打破了这种技术偏见，可以由于硅、钙、镁之间的要素关系的变化发明，在玻璃纤维的用途中，产生的产品新性质，在钠含量在0-1％以内时，可以比现有技术的高钠玻璃纤维的几个工艺阶段的粘度温度低150℃-250℃，这将产生大量节能和有利于高品质控制，防止玻纤制作的漏板孔阻塞产生的结石、碴点，有利于排泡工艺控制产生的气泡，产生大量断丝的缺陷，尤其对于降低碴点、结石率、气泡率和粘度，对拉引过铂金漏头板的孔隙，保障产品的直径均匀，对产品的强度，尤其电子级产品的生产成品率的提高，提供了一个粘度控制的范围的平台，也就是本发明技术方案不加入钠成份的省略发明，比现高、中碱产品有更好的工艺控制效果。
现有技术在操作中，如果一旦产生任何一个工艺阶段的缺陷，在操作上都易于加高各工艺阶段的温度的方式来解决，但这就很易出现使熔池垮顶，大大缩短使用寿命。而本发明提供了一个很有利于操控工艺的技术操控的粘度可调范围。从根本上解决了业内人士一直认为的现行钠(高钠)玻璃纤维“料性短”的产品性质(即业内讲的“料性”)的技术难题。
(B)、由于产品新的性质的发现之二，克服了传统技术的偏见，产生了对玻璃纤维的一种占全球玻纤总量95％的E级无碱硼玻纤的“氧化硼”技术要素的一种要素省略发明：现有的E级无碱硼玻璃纤维，全都采用了8-15％含量的硼成份来作助熔剂成份，这是一种无碱硼玻纤的技术偏见，其利用硼成份形成对硅的助熔，才能形成无碱玻璃纤维各工艺阶段的粘度温度的降低控制。但本发明的技术方案和发现的新性质，打破了这种技术偏见，可以由于硅、钙、镁之间的要素关系的变化发明，在无碱玻璃纤维用途中，产生新的产品性质，在没有氧化硼含量也无氧化氟、氧化钠(或仅0-1％)时，可以比现有技术的以8-15％含量的硼的产品的粘度温度，在玻璃纤维的几个工艺阶段低200℃-300℃，这将会形成一个很大范围的控制工艺达到更方便控制产品质量的新的技术平台，对于这种要求高水平的无气泡、无碴点、无结石缺陷的、有尽可能小的直径不均率的高品质要求的产品，对提高成品率、优品率，尤其是对于排气泡和澄清、均化工艺阶段和成型抽拉丝工艺阶段的粘度，都提供了一种比现有技术好得多的工艺控制范围和工艺控制平台。
(C)、由于产品的新的产品性质的发现之三，克服了传统玻璃纤维的一种认为加大氧化铝必然产生粘度温度大幅上升的技术偏见。如现有技术高碱、中碱玻璃纤维，只能加入1-5％左右的氧化铝，而现有的无碱硼玻璃纤维，也一般只加入8％左右氧化铝来提高强度，加多了就会使本已十分高的各阶段工艺的粘度温度更高，无法控制工艺应达到上述各种玻纤的品质目标。也认为无法在可以低成本的可控的工艺条件下，把氧化铝加到19-31％或26-31％，更不可能加到26-39％的含量，以提高产品强度。但本发明的技术方案和发现的新的玻璃纤维产品性质，打破了这种技术偏见，本发明在不含硼、不含钠、不含氟成份时(或0-1％时)，氧化铝含量为19％或26％左右时的大跨度变化时，现有技术认为的粘度会大幅上升，但本发明的粘度温度的变化仅为20℃-40℃或50℃，就是氧化铝为31％左右时粘度温度也仅上升40℃-80℃左右(见附表之12样品对比例)。
而且粘度温度比加入了10％氧化钠或8-15％氧化硼的玻璃纤维产品还低100℃-200℃。这证明了本发明的技术方案中的硅、钙、镁的要素比例关系变化范围的发明技术方案，能和氧化铝在25％或30％含量时产生一种新的产品性质，这就是一种新的高氧化铝含量的铝、硅、镁、钙的共熔体性质，能产生高铝含量的低粘度温度的预料不到的有利于提高产品质量和节能的技术效果同时兼有由于氧化铝的大量加入进而产生的比较现有同类制品断裂强度上升1倍的预料不到的多种兼有的同时出现的技术效果(见表1、表2的样品例)。
业内人士都知道，玻纤的断裂强度值主要取决于氧化铝的含量，氧化铝在产品的成份网状结构中对强度也起最主要的作用，与氧化铝的含量成正比，但也和硼含量成反比，因为硼会在熔化中大量挥发而造成制品成份不均，对成份网状结构破坏疏松。
本发明尤其由于可以加大氧化铝的含量达19-28％时，断裂强度可大大高于各种先有技术50-100％，而且由于粘度温度还较先有技术仅1-25％氧化铝含量时低150℃-250℃，所以如果本发明技术方案形成无碱高硼玻璃的粘度时，那应当还有相当于加多氧化铝到29-39％的可以溶化的粘度空间和强度上升的较大空间。(本说明书及本发明实施例玻璃的抗折强度，通过把样品切成50mm×50mm×5mm的小条，采用抗折强度仪，按标准GB/T3810、4-2006测定。)先有技术的无碱高硼制品，因氧化硼成份的挥发过程，会造成成份的不均，使氧化铝参与的材料网状结构受损，大大影响应有的强度。这是无碱高硼E级玻纤就是含7-15％氧化铝的时也强度较差的重要原因。
并且在有高铝含量、有高强度的性质的同时，兼有更节能，更低成本和有更大的粘度温度的工艺范围，这是现有一切玻纤技术作不到的。其还能在熔化工艺粘度温度阶段控制熔化，克服结石和防止产生没被熔化之碴点，在澄清和更好控制成型时玻璃纤维的直径均匀度(因为粘度越低，此工艺阶段的玻璃纤维产品越软越有控制之范围，反之粘度越高，此工艺阶段玻璃纤维产品越硬，越不好控制，而且这时的粘度越低，越有利于在同等设备条件下，稳定质量前提下的对极细的等于小于9微米直径的玻璃纤维的均匀的直径误差的控制)，并有利于加大拉伸速度，提高产量。
(D)、加入氧化铁0.01-4％，是一种组合发明，能形成新的功能，即在本发明的新的性质和能产生有节能、高强度效果和加大产能效率的前提下，能形成更新的节约优质资源，大大降低成本的技术效果。
(E)、加入氧化锆1-25％，也是一种组合发明，能形成新的不但有耐碱功能特征，而且可以有在节能的前提下，在低粘度的有控制产品品质水准的前提下，成本不上升的前提下，生产比现有技术的耐碱玻纤断裂强度上升50-100％的新耐碱玻璃纤维。
其三，由于新的上述产品的性质的揭示和发现，克服了上述之多种先有技术偏见，在各种玻纤生产中树脂复合材料的工业运用以及耐碱的水泥复合材料运用中，在玻璃纤维领域产生了以下几个预料不到的效果的：
(1)由于粘度温度温度性质形成了可很好的提升和控制工艺的熔化品质、气泡品质、成型工艺的控制直径均匀和加快拉伸速度提高产能的技术效果。
(2)预料不到的由于粘度温度下降的200℃以上的节能效果和由于共熔体性质加入大量的铝(从1％加到31％)，产生的断裂强度能上升2-3倍的技术效果。
(3)由于强度上升1-2倍，在同等强度下，玻纤轻量化1-2倍，由此可产生的玻璃纤维可少用1-2倍的资源，及节能、节约物流、节约仓储1-2倍的预料不到的技术效果。
(4)本发明新的技术效果还在于，由于可以在氧化铁含量上用于不透明或透明度不高的各种色彩的装饰玻璃纤维材料、复合树脂材料产品中加大高铁含量的原料用量，可以节约日益减少的优质玻璃纤维原料资源，主要玻璃纤维原料成本下降10倍。
(5)由于采用了一种技术要素省略的发明，对现有技术的如无碱玻纤，而且在可以比现有技术更好的结石、碴点、气泡率、直径均匀度的品质控制的前提下，在工艺温度不上升前降低且节能的前提下，省略去硼成份，都可以有熔化、排泡、成型工艺的各阶段的更好的性质和可加入更多氧化铝而产生的断裂强度上升1-2倍，工艺控制质量好，产品产量加大的前提下，无硼毒气排放产生的清洁环保的预料不到的生产效果，这对于占玻纤产能90％以上的无碱硼类E级玻纤有重大的环保意义。
(6)加入氧化化锆1-25％的本发明玻纤的比较优势在于，比较现在的一切和各种玻纤包括耐碱玻纤，由于可以降粘度温度150℃-300℃，所以可以节能，又由于本发明之高含量氧化铝时，铝、硅、钙、镁的共熔体性质的特征，所以氧化铝可以加到25-30％左右，现耐碱玻纤的生产工艺是实现不了的，因为其产品粘度决定了熔化不了高铝含量的，排不出气泡，形成不成玻纤生产成型工艺，而粘度温度与现有只含1-10％的氧化铝的普通钙钠玻纤、硼玻纤、耐碱含锆玻纤的粘度温度更低或变化不大，所以可以利用现有的生产耐碱玻纤的设备生产氧化铝含量高达20-30％的强度高于现耐碱玻纤1-2倍的有新的高强度性能的耐碱玻纤。
(7)由于本发明高含量氧化铝时，铝、硅、钙、镁的共熔体性质的特征，所以玻纤的断裂强度可以比现有尤其占玻纤总产量约90％以上的E级无碱硼玻纤高出1-2倍，而且又节能、成本低，更大大低于S级高成本玻纤，而且强度更高。所以用其制成的玻璃纤维与树脂复合材料，可以有上升1-2倍的高强度或在同等强度下轻量化1倍以上的复合材料制品，这对风力发电的复合材料应用使发电效率提高60-100％，对各种船只、汽车、车辆、及各种交通工具的强度和技术效果以及轻量化应用技术效果，都有十分重要的技术进步的预料不到的效果。
(8)由于本发明之高含量氧化铝时，铝、硅、钙、镁的共熔体性质的特征，所以本发明之耐碱玻纤的强度可以上升1倍以上(因为现有技术之耐碱玻纤产品的粘度性质决定了其实现不了这种目的，其熔化不了高氧化铝的成份，排不出气泡，形不成玻纤的成型工艺生产)，对于增强型水泥的强度大幅增强，实现在桥梁、建筑及码头及补漏和工业化工工程等应用中有预料不到的效果。
其四，本发明技术方案与现有一切玻璃纤维技术比较，具有没有被揭示和公开的新的产品性质，而且这种性质是事先无法推测、预测和推理出来的，并克服了传统的玻纤技术的技术偏见，解决了人们在行业中渴望解决的上述重大问题，技术方案产生了“质”和“量”二者的变化，说明技术方案是非显而易见的，具有突出的实质性特点，具有显著的技术进步，具有创造性。
从实施例表述之多个技术特征组成在一种玻璃纤维制品中的技术方案，也就是讲，一切先有玻璃纤维技术都没有使用以上的成份特征和工艺方法形成的多种新的产品特征，能在一种玻璃纤维产品中融为一体。其新颖性十分明确。
尤其在于，其新颖性技术方案发明产生了预料不到的技术效果，解决了人们在玻璃纤维行业长期渴望解决的而又没有获得成功的玻璃纤维以及尤其是电子、化工、工程、交通工具及风电产业的树脂复合材料和化工建筑等的耐水泥复合材料的技术重大难题的进一步说明如下：
其一，生产工艺中，现E级硼玻纤(占现全球玻纤总量的90％)，含硼达8-12％，而由于有大量的挥发(例如10％含量的硼，就要加入25-30％的硼成份原料，在熔化中产生助熔作用时挥发15-20％的硼成份)，产生硼毒气体。而本发明可以不加入硼，还能以更低的粘度温度熔化，所以能从根本上解决现在占全球玻纤产量的90％以上的E级硼玻纤生产中的环保问题。而氟玻纤由于氟的挥发更大，虽可以降粘度，但毒气太大，环保完全不行，现已经极少有这种生产线生产，而本发明能解决无硼、无氟的生产技术方案，(1)贡献于对全球90％以上产能的环保难题的解决；(2)由于有一个更大的粘度控制范围，对产品质量的控制提升有重大意义；(3)如前所表述的可以由于工艺控制粘度的下降在原设备状态下，提升产能20％左右；(4)可以由于不含硼，而使原3年左右要冷修的熔池10年左右才冷修，从而提高设备寿命和利用率；(5)由于如前所述，可以提升强度1-2倍，而且成本不高，可以对复合材料制品高强度、轻量化的应用有非常大的经济意义。
其二，节能降耗，由于可以在同样粘度下降低熔化温度150℃-300℃，又因为最大的能耗区在高温区，所以可以节约能耗30-40％，这也是玻纤行业的大难题的解决技术方案。
其三，由于减少能耗30-40％，也就减少了二氧化碳排放30-40％。
其四，由于本发明技术方案可使粘度温度降低，尤其是高铝成份含量时的粘度的下降，在成型时会有利于控制玻纤的直径均匀度，这对强度上升有利，又由于硼成份、氟成份会挥发而大大影响玻璃组成的均匀，破坏网状的结构，造成强度下降，而本发明可以在保障熔化粘度温度时，不用加入硼或氟的成份，所以有助于强度的上升。而且由于在同粘度时的温度差200℃-300℃，而且在原来装备工艺条件下，比较先有技术的铝含量可在原有基础上加多10-20％还能保持同样粘度，所以在原有能耗和装备、粘度的条件下，由于氧化铝可加多(如氧化铝由1-10％加为19％或26％，或26-31％，或加为31-39％)，对于各种工业、交通运输工具及化工工程玻纤以及新能源风能玻纤叶片复合材料，也是重大难题的解决。对先有技术高硼的无碱玻纤和S级玻纤，也可以由于强度的提高，而产生实用经济价值的提升。
其五，先有技术的无碱高硼制品，把硼作为必须的8-15％含量的成份，因氧化硼成份的挥发过程，会造成成份的不均，使氧化铝参与的材料网状结构受损，大大影响应有的强度。这是无碱高硼玻璃就是含7-15％的氧化铝的情况下也强度较差的重要原因。而且对于要求直径差值极高的电子级玻璃纤维，会造成直径的不稳定，形成品质的极大影响。本技术方案的一种对硼要素的省略发明技术方案，也正能解决这一技术难题。
其六，由于本发明的创造性的技术组合方案，能在均化、排泡、澄清工艺阶段的粘度优势，可以形成各种产品，尤其在电子级纤维的直径偏差值的±10％的工艺或更高的工艺要求上的一个又能加快拉丝效率又能更有利于控制质量的工艺平台和更有利于电子级玻纤的产品品质上升，尤其在拉伸过铂金孔隙的工艺成型阶段的粘度的下降(即可以控制软度)，不仅有利于控制不断丝，保持塑性的韧性有利于品质控制，而且在原设备状态下，可以有20％左右的产量效率上升的预料不到的技术效果。
所以本发明不是一种事后认为的用简单的逻辑推理或者简单试验就可以形成的，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、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的创新技术方案。所以具有新颖性。
而近十到二十年，全球玻璃纤维行业、能源工业、交通、化工的复合材料行业的上千家企业和上万技术人员，都在研究渴望解决的而一直没有获得成功的多个难题。由于本发明解决了产业的技术发展趋势之人们渴望解决而又一直没有获得成功的重大技术难题和本说明书提到的还有许多其它人们渴望解决而又没有获得成功的不加入有环保危害的氧化硼成份时，本发明之除粘度优势和强度优势的存在之外，能产生实用性的大量的节能，环保，提高产能，降低成本，减少二氧化碳排放及应用于复合材料时，由于玻纤断裂强度可大幅上升，所以可以扩大复合材料的强度效果，推动其轻量化，在风能工业中有很大的实用价值等技术效果是对产业和行业性的难题的重大技术贡献。
上述之预料不到的技术效果，都是因为采用了与现有一切玻纤技术成份之不同的技术方案，尤其是采用了对硅、镁、钙之间的比例关系的选择发明技术方案，和一种改变用途为玻纤及复合材料时发明的新的产品性质，如各工艺阶段的粘度降低，还有铝、硅、钙、镁的本发明技术方案的共熔体特征等及产生的断裂强度特征等，以及对现有技术的硼成份要求的省略发明技术方案，才在新用途中产生了预料不到的上述技术效果。这些技术产品的性质是无法在事先推测的，无法预测的，并克服了许多技术偏见，产生了上述技术效果的“质”和“量”的变化，说明技术方案是非显而易见的，具有突出的实质性特点和显著的技术进步，具有创造性。
以上所述，仅是为了说明本发明的较佳优选实施例而已，任何熟悉本项技术的人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，都可以按不同要求和性能实施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。可见，凡是未脱离本发明技术方案的内容，尤其是权利要求之内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种玻璃纤维，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，其特征在于：
该玻璃纤维包含氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钙、氧化铁、氧化钠，其中，按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为25-39％，氧化铁含量为0.01-3％，氧化钠含量为0.01-8.8％，氧化硼含量为0-10％，氧化镁含量为7-14.1％，氧化氟含量为0％，氧化硅的含量是氧化钙含量的1.9倍-4.1倍，氧化钙的含量是氧化镁含量的1倍-1.6倍。
2.根据权利要求1所述的玻璃纤维，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，其特征在于：其直径小于或等于9微米时的断裂强度为0.45-1.3N/tex。
3.根据权利要求1所述的玻璃纤维，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，其特征在于：按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为26-39％。
4.一种玻璃纤维复合材料，其特征在于：该复合材料包含塑料基体以及嵌入塑料基体中的利用根据上述权利要求1的玻璃纤维制造的玻璃纤维复合材料。
5.根据权利要求4所述的玻璃纤维复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维的直径小于或等于9微米时的断裂强度为0.45-1.3N/tex。
6.根据权利要求4所述的玻璃纤维复合材料，其特征在于：按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为26-39％。
7.一种权利要求1所述的玻璃纤维的制备方法，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，其特征在于：
步骤1，根据权利要求1所述的玻璃纤维配方配置所需各种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、氧化钡的成份以及预定的氧化硅、氧化钙、氧化镁之间的特殊比例关系的成份的创新技术方案的原料，经混合搅拌之后在对应于各玻璃纤维配方的熔化温度熔化，形成预定的粘度的玻璃纤维液，再均化，澄清，排出气泡，形成可流动的熔融体；
步骤2，对步骤1中形成的熔融玻璃纤维体经一个多孔的耐高温金属板的若干孔中高速拉伸而形成玻璃纤维，经冷却，即可制得所述的玻璃纤维制品。
8.根据权利要求7所述的玻璃纤维的制备方法，其特征在于：所述玻璃纤维的直径小于或等于9微米时的断裂强度为0.45-1.3N/tex。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：按重量百分率计，在该玻璃纤维中氧化铝含量为26-39％。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：该玻璃纤维在粘度为100.5帕·秒时的温度为1530℃-1700℃；粘度为101帕·秒时的温度为1430℃-1620℃；粘度为102帕·秒时的温度为1180℃-1480℃；粘度为103帕·秒时的温度为1070℃-1320℃。
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