CN105060726A - 一种高性能玻璃纤维 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能玻璃纤维，涉及新材料技术领域，所述玻璃纤维以SiO2、Al2O3、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、ZrO2、TiO2、Fe2O3、Na2O、K2O和Li2O等组分，制造工艺包括原料混合熔融、酸沥滤、水清洗、热处理、后表面处理等，经过上述工艺制备的玻璃纤维，二氧化硅含量高，外观平整，颜色均匀一致，能很好的适用于各种后加工制造工艺,耐高温性能优异，可以长期适用于1100℃以下，具有良好的烧蚀性能、更好的耐高温性、耐化学腐蚀性和弹性模量，可广泛应用于制造精密仪表热防护件、烧蚀材料、绝热保温材料等领域。
Description
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种高性能玻璃纤维。
背景技术
随着经济不断发展，工业冶炼、焊接等行业对于玻璃纤维的需求激增，目前部分使用无碱玻璃纤维，寿命极短，且隔热性不好，长时间处于高温环境下材料变脆，极易破损，从而危害人身安全，其耐酸碱性、刚性、抗老化、耐高温性能都有待于提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高性能玻璃纤维。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高性能玻璃纤维，以SiO2、Al2O3、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、ZrO2、TiO2、Fe2O3、Na2O、K2O和Li2O等组分，其中SiO2、Al2O3、CaO三种主要组分在玻璃纤维中所占质量份数为92.5%～97.5%。
优选的，所述原料按重量份计为：SiO253.5～56.5%、Al2O315～16%、CaO24～25%、MgO0.2～0.6%、ZrO21～3%、TiO0.2～0.4%、Fe2O30.1～0.2%、Na2O0.6～0.8%、K2O0.3～0.7%、Li2O0.2～0.6%
优选的，所述原料按重量份计为：SiO255%、Al2O315.5%、CaO24.5%、MgO0.4%、ZrO22%、TiO0.3%、Fe2O30.15%、Na2O0.7%、K2O0.5%、Li2O0.4%。
优选的，所述高性能玻璃纤维的制造工艺包括以下步骤：
（1）原料混合熔融：混合均匀，熔融拉丝，制得玻璃纤维。
（2）酸沥滤：将玻璃纤维放入酸洗槽中，用耐酸泵进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌以加强离子交换过程，并用蒸汽加热，控制反应温度在80～90℃，经1～2小时处理后取出水洗。
（3）水清洗：酸处理完成后，注入温水对其表面进行喷淋以去除表面余酸，然后浸泡在清水中，并用热水泵辅助，在10℃～50℃温度下水洗，同时使用PH试纸测试布的表面含酸状态，当PH值大于5时水洗完成。
（4）热处理：接着在连续式热处理炉内进行热定型处理。
（5）后表面处理：表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品高性能玻璃纤维。
优选的，所述步骤2中，酸沥滤处理选择浓度为2.5～3.5mol/L的盐酸。
优选的，所述步骤4中，热处理温度为600℃～750℃，处理时间为0.5小时～1.5小时。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明生产的高性能玻璃纤维外观平整，颜色均匀一致，能很好的适用于各种后加工制造工艺。耐高温性能优异，可以长期适用于1100℃以下，具有良好的烧蚀性能、更好的耐高温性、耐化学腐蚀性和弹性模量，广泛应用于制造精密仪表热防护件、烧蚀材料、绝热保温材料等领域。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式。
一种高性能玻璃纤维，按重量份计，包括如下原料：SiO255%、Al2O315.5%、CaO24.5%、MgO0.4%、ZrO22%、TiO0.3%、Fe2O30.15%、Na2O0.7%、K2O0.5%、Li2O0.4%。
在本实施例中，所述高性能玻璃纤维的制造工艺包括以下步骤：
（1）原料混合熔融：混合均匀，熔融拉丝，制得玻璃纤维。
（2）酸沥滤：酸沥滤处理选择浓度为3mol/L的盐酸于酸洗槽中，将玻璃纤维放入酸洗槽中，用耐酸泵进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌以加强离子交换过程，并用蒸汽加热，控制反应温度在85℃，经1.5小时处理后取出水洗。
（3）水清洗：酸处理完成后，注入温水对其表面进行喷淋以去除表面余酸，然后浸泡在清水中，并用热水泵辅助，在30℃温度下水洗，同时使用PH试纸测试布的表面含酸状态，当PH值大于5时水洗完成。
（4）热处理：接着在连续式热处理炉内进行热定型处理，热处理温度为700℃，处理时间为1小时。
（5）后表面处理：表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品高性能玻璃纤维。
基于上述，本发明的高性能玻璃纤维外观平整，颜色均匀一致，能很好的适用于各种后加工制造工艺,耐高温性能优异，具有良好的烧蚀性能、更好的耐高温性、耐化学腐蚀性和弹性模量，可广泛应用于制造精密仪表热防护件、烧蚀材料、绝热保温材料等领域。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高性能玻璃纤维，其特征在于，以SiO2、Al2O3、CaO原料为主，在此基础上引入MgO、ZrO2、TiO2、Fe2O3、Na2O、K2O和Li2O等组分，其中SiO2、Al2O3、CaO三种主要组分在玻璃纤维中所占质量份数为92.5%～97.5%。
2.根据权利要求1所述的一种高性能玻璃纤维，其特征在于，所述原料按重量份计为：SiO253.5～56.5%、Al2O315～16%、CaO24～25%、MgO0.2～0.6%、ZrO21～3%、TiO0.2～0.4%、Fe2O30.1～0.2%、Na2O0.6～0.8%、K2O0.3～0.7%、Li2O0.2～0.6%。
3.根据权利要求2所述的一种高性能玻璃纤维，其特征在于，所述原料按重量份计为：SiO255%、Al2O315.5%、CaO24.5%、MgO0.4%、ZrO22%、TiO0.3%、Fe2O30.15%、Na2O0.7%、K2O0.5%、Li2O0.4%。
4.根据权利要求1所述的一种高性能玻璃纤维，其特征在于，其制造工艺包括以下步骤：
（1）原料混合熔融：混合均匀，熔融拉丝，制得玻璃纤维；
（2）酸沥滤：将玻璃纤维放入酸洗槽中，用耐酸泵进行循环搅拌和辅助鼓泡搅拌以加强离子交换过程，并用蒸汽加热，控制反应温度在80～90℃，经1～2小时处理后取出水洗；
（3）水清洗：酸处理完成后，注入温水对其表面进行喷淋以去除表面余酸，然后浸泡在清水中，并用热水泵辅助，在10℃～50℃温度下水洗，同时使用PH试纸测试布的表面含酸状态，当PH值大于5时水洗完成；
（4）热处理：接着在连续式热处理炉内进行热定型处理；
（5）后表面处理：表面通过浸胶、压浆、烘干即得到成品高性能玻璃纤维。
5.根据权利要求4所述的一种高性能玻璃纤维制造工艺，其特征在于，酸沥滤处理选择浓度为2.5～3.5mol/L的盐酸。
6.根据权利要求4所述的一种高性能玻璃纤维制造工艺，其特征在于，所述热处理温度为600℃～750℃，处理时间为0.5小时～1.5小时。
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