CN105645774A - 一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用及其制备方法、复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,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18-20.9%或21-25%或25.1-39%,氧化钠含量为0.001-8.7%,氧化镁含量为7-14%,氧化硅的含量是氧化钙含量的2.61倍-4.8倍,氧化钙的含量是氧化镁含量的0.7倍-2.3倍。
Description
【技术领域】
本发明属于玻璃纤维领域;尤其是涉及一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用及其制备方法、复合材料。
本发明主要属于一种化学产品新用途发明;
在新用途中,发现了新的玻璃产品[低析晶温度]及[低析晶速度]材料性质;由这些新性质产生了予料不到的技术效果。
本发明主要属于一种化学产品新用途发明;
本发明主要属于一种化学产品新用途发明
尤其比较先有比较技术[1]、[2]、[3]类型的特定成分的玻璃材料,本发明在玻璃纤维用途中:发现了新的玻璃产品[低析晶温度]及[低析晶速度]材料性质,从而能保障具有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点,进行正常的髙质量的大生产,产生了予料不到的技术效果。
这是公知常识中没有明确的并不能由常识推论得到的。
本发明代表了在玻璃纤维新用途领域中,一种技术发展趋势;本发明也克服了上述在玻璃纤维新用途领域中,人们渴望解决但始终没得获得成功的技术难题。
【先前技术】
先有比较技术[1],与本发明接近、而有交叉、又不完全相同的
技术方案:
本发明人的CN201110060932、1有高断裂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。
先有比较技术[2],与本发明接近、而有交叉、又不完全相同的技术方案:
本发明人的CN201310161555,X一种玻璃纤维、及其制备方法以及玻璃纤维复合材料。
先有比较技术[3],与本发明接近、而有交叉、又不完全相同的技术方案:
本发明人的CN201410408595、4一种冷却部防析晶方法生产的玻璃纤维。
先有比较技术[4],無堿E玻璃纖維:按重量百分比計,其成份中含氧化矽約爲55%,氧化鎂小於2%,氧化鈣大於20%,氧化鋁約14%,氧化鈉小於1%,氧化硼約8%。
先有比较技术[5]、S级高强玻璃纖維: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%;当玻璃纤维直径≤9微米时,断裂强度(N/tex)一般都在0、8以内。
有关产品性质测试的设备及方法
(A)采用测析晶梯温炉:测得各种需要测得的玻璃材料的--析晶温度的上线[最高点]和下线[最低点]。
(B)有关测试粘度温度的方法:采用美国THETA旋转高温粘度计。
(C)有关测试断裂强度性能的方法:(按CB/T7690、2规定的标准测定)
(D)析晶速度进行测试方法:
采用一种玻璃溶化炉,在玻璃析晶温度区的上线[即最高点]开始,逐步降温的条件下,对不同玻璃的析晶速度进行测试方法:(不是受先有对比技术启示的,就连玻璃析晶速度的新材料性质的测试目的特征和测试设备及测试方法,也是根据本发明类型产品将在大生产中独有的技术弱点形成的析晶造成的缺陷,而独创的和首创的)。
在本发明说明书中,所有析晶速度的分钟数值的大小,及从而判断析晶速度的快慢,都以采用此下部分指明的同一种玻璃溶化炉,和此下部分指明的对不同玻璃的析晶速度的测试方法所得出的数据为基础。
a、选择的玻璃溶化炉的特征是:
1、玻璃溶化炉备有,对炉内部的温度的准确测温的显示仪,用来观测和记录温度的变化。
2.选择的玻璃溶化炉的总体保温性能要好,设有能控制炉内温度,匀速梯度的降温装置;要能使炉内的温度,最少在保持150分钟或以上时间,才完成炉内的温度1300~850℃的逐步降温过程;即完成玻璃液在炉内的温度最少保持150分钟或以上的是够时间,才完成炉内的温度1300-850℃的逐步降温过程。(因为本发明产品的玻璃析晶温度区的上线范围,绝大多数都在1300--850℃之内,例如某产品的玻璃析晶温度区的上线范围为:1230--920℃)
b、测试目的:
由于本发明产品具有析晶温度的上线[最高点]高于成型温度的特点,所以为了研究在大生产中如选择性采用具有析晶速度比较慢的玻璃,就有利于在大生产中成型前的尤其冷却工作部,玻璃液降温工艺阶段,减少玻璃液析晶的风险;会特别在冷却工作部的液线边沿及拐角和底部这些易于析晶的地方增加一些加热控制装置,而且加求把温度控制到高于析晶温度上线50-80℃;
但实际的状态是,在冷却工作部的拐角和底部,由于玻璃液存在着一些流动较慢的区域,所以某些产品,当一些流动较慢的区域里,玻璃液温度下降较快,从析晶温度顶点开始下降,仅在30-35分钟内,这类产品的玻璃液就产生局部析晶。这将会使这类产品,在大生产中,在进入成型阶段后,易于出现玻璃纤维局部失透的产品不合格的风险。
所以应在大生产中,选择性采用本发明具有析晶速度比较慢的玻璃产品,由于其具有析晶速度比较慢的性质:当玻璃液温度从析晶温度顶点开始下降的条件下45-70分钟或60-90分钟内或60-150分钟内,都不产生析晶。本发明发现的这种玻璃材料的玻璃液析晶速度慢的性质,能有利于解决在冷却工作部的拐角和底部,当一些流动较慢的区域里局部失透的问题;由于玻璃液析晶速度慢,所以在一些流动较慢的区域里,能克服易于使玻璃纤维成型阶段出现局部析晶失透的不合格产品的风险。
c、不同玻璃的析晶速度的测试方法:
第一步,首先采用测析晶梯温炉,测得各种需要测得的玻璃材料的--析晶温度的上线[最高点]和下线[最低点]。
第二步,把玻璃原料放入溶化干锅中;
2、再放入一种玻璃溶化炉中;
3.溶化后,使玻璃溶化炉逐步降温;
4、根据这种被测定的玻璃的析晶温度的上线[最高点](如为1230-920℃),观察炉内部的温度的较准确的测温显示仪的逐步降温到(如1230℃)的时间到所需测定的时间段;
5、如当20分钟以后取出溶化干锅,玻璃液会很快冷却为玻璃,观察其是否有析晶现象;从而得出这种被测定的玻璃,从析晶温度的上线[最高点]的逐步降温20分钟的析晶速度的性质;或45分钟以后取出溶化干锅;或60分钟以后取出溶化干锅;或90分钟以后取出溶化干锅;或120分钟以后取出溶化干锅;或150分钟以后取出溶化干锅;就得到这种被测定的玻璃,从析晶温度的上线[最高点]的逐步降温20、45、60、90、120、150分钟的析晶速度的性质。
【发明内容】
一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:按重量百分比计,其氧化铝含量为18-20、9%或21%--39%,氧化钠含量为0、01-16%,氧化镁含量为7%--20%,氧化硅含量是氧化钙含量的2、1-2、6或2、61-4、8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的0、7倍-2、3倍。
一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:按重量百分比计,其氧化铝含量为21%--39%,氧化钠含量为0、01-16%,氧化镁含量为7%--20%,氧化硅含量是氧化钙含量的2、61-4、8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、0-1、8倍。
根据请求项1所述的一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用一种高软化点、高温区热膨胀系数的低差值、低析晶速度、特高铝中低碱,耐热玻璃纤维的应用,其特征在于:其氧化铝含量为18-20、9%或21%-25%或25、1-39%,氧化硅含量是氧化钙含量的2、61-4、09倍或3、61-4、09倍或4、1-4、8倍。
一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,一种低析晶速度、高软化点、特高铝中低碱耐热玻璃纤维,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23-24、99%或25-39%,氧化钠含量为0、4-7、9%,氧化硼含量为0、0001-3%,氧化镁含量为7-20%,氧化硅的含量是氧化钙含量的2、7-4、09倍,氧化钙的含量是氧化镁含量的1倍-1、6倍。
一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:按重量百分比计,其氧化铝含量为21%--39%,氧化钠含量为0、01-16%,氧化镁含量为7%--20%,氧化硅含量是氧化钙含量的2、61-4、8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、0-1、8倍。
根据请求项1所述的一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,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。
根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用的制备方法,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,根据请求项1所述的玻璃纤维配方配置所需各种成份的原料,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。
有关组合发明与从属请求项发明的说明:
不只因为独立请求项1据有创造性,所以下述之14个附属请求项也据有创造性。
以下14类一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用的结抅组合应用发明,首先因为在玻璃纤维用途中:
发现了新的[a、低析晶温度]材料性质和[a、低析晶速度]材料性质;又对已知化合物的巳知的[c、低粘度与高铝含量下的铝、硅、钙、镁的共熔体的性质]和产生的各种效果,都有实质性的改进和提高。
这些材料性质和技术效果,都有融入了每项结抅组合发明中,形成了14类中每类结抅组合内容的互相关联和彼此支持支撑;对于相应的14类传统产品而言,都产生了新的予料不到的功能和予料不到的技术效果;是一切先有14类传统产品,从没揭示过的非显而易见的技术效果;又因为这些非显而易见的技术效果,是也是公知常识中没有明确的并不能由常识推论得到的;所以都有实质性的进步性及创造性。
也可以把这些材料性质和形成的每类新结抅组合,判断为是一种要素关系变化的发明;发明内容中,14类中每类不同结抅组合要素关系的变化后,对于相应的14类传统产品而言,都产生了新的予料不到的功能和予料不到的技术效果,是也是公知常识中没有明确的并不能由常识推论得到的;所以都有实质性的进步性及创造性。
从属请求项发明与组合发明之1:
一种玻璃纤维复合材料的应用,其特征在于包含
塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用。
从属请求项发明与组合发明之1的技术效果:
本发明一种玻璃纤维复合材料,在本发明玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成了功能上能彼此的支持;
由于从后述的本化学用途发明在玻璃纤维应用中,能:[A]具有[玻璃材料的析晶范围的最高点大大高于102、5(帕·秒)粘度温度的性质]和[低析晶速度性质];[B]产生了予料不到的技术效果:因克服了技术难点,才能保障特高铝玻璃纤维,进行正常的髙质量的大生产,才能保障经过正常的髙质量的大生产,在玻璃纤维的用途中使,出现具有[低粘度温度性质],[铝、硅、钙、镁共熔体性质],[高抗断裂强度特征]的玻璃纤维产品出现,产生了预料不到的技术效果。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。能广泛应用在风电、石油化工管、船舶壳体、飞行器壳体、电子部件、车辆壳体等领域。
从属请求项发明与组合发明之2:
一种风电用玻璃纤维复合材料叶片的应用,其特征在于包含
塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的风电用叶片;
风叶片组成:玻璃纤维复合材料风叶片叶壳;玻璃纤维复合材料风叶片叶根;玻璃纤维复合材料风叶片结构大梁。
从属请求项发明与组合发明之2的技术效果:
本发明一种风电用玻璃纤维复合材料叶片及风叶片组成:风叶片叶壳;风叶片叶根;风叶片结构大梁,在本发明一种风电用玻璃纤维嵌入塑料基体后,功能上能彼此的支持;
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。能广泛应用在风电用玻璃纤维复合材料叶片领域;使风展面积在同等重量下加大一倍,使风电转化效率增加一倍。
从属请求项发明与组合发明之3:
一种玻璃纤维复合材料风叶片叶壳的应用,其特征在于包含
塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的叶壳。
从属请求项发明与组合发明之3的技术效果:
本发明一种玻璃纤维复合材料风叶片叶壳,在本发明玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成了功能上能彼此的支持;玻璃纤维复合材料风叶片叶壳,是玻璃纤维复合材料风叶片的重要组成部分。
从属请求项发明与组合发明之4:
一种高性能玻璃纤维复合材料自行车或有电动装置的多轮或有电动装置的独轮车的应用,其包含:
其特征在于:包含塑料基体,以及嵌入塑料基体中的根据权利要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的车架或车壳或车胎轮毂;
方向控制器;车轮胎。
从属请求项发明与组合发明之4的技术效果:
本发明一种高性能玻璃纤维复合材料自行车或有电动装置的多轮或有电动装置的独轮车的应用所制造的复合材料,制成的车架或车壳或车胎轮毂,方向控制器;车轮胎形成了功能上能彼此的支持;
由于本发明有提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1-1.5倍的技术效果,产品会有;可为一种高性能玻璃纤维复合材料自行车或有电动装置的多轮或有电动装置的独轮车的应用中,进行创新的设计,提供超高强度、又轻量化的、有更高的安全性的技术性能的保障。
从属请求项发明与组合发明之5:一种玻璃纤维复合材料风叶片结构大梁的应用,其特征在于包含:
塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的结构大梁。
从属请求项发明与组合发明之5的技术效果:
本发明一种玻璃纤维复合材料风叶片结构大梁,在本发明玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成了功能上能彼此的支持;
从属请求项发明与组合发明之6:
一种玻璃纤维复合材料船体结构的应用,其特征在于:包含
塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的船体结构。
从属请求项发明与组合发明之6的技术效果:
本发明一种玻璃纤维复合材料船体结构,在本发明玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成了功能上能彼此的支持;
本发明玻璃纤维复合材料船体结构,在用于舰船、游艇、渔船时,可为创新的船体设计提供轻盈性支撑。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。能广泛应用在创新的船体设计提供强度保障,提升舰船、游艇、渔船因船体结构的性能,而或有更快的航速;或更节能;或更安全。
从属请求项发明与组合发明之7:一种玻璃纤维复合材料飞行器壳体结构的应用,其特征在于包含
塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的飞行器壳体结构的应用。
从属请求项发明与组合发明之7的技术效果:
一种玻璃纤维复合材料飞行器壳体结构,在本发明玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成了功能上能彼此的支持;
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。
本发明玻璃纤维复合材料用于无人机、火箭壳体结构时:
如果选择产生轻量化仅为1/2时,玻璃纤维复合材料断裂强度不变的技术效果。可为创新的飞行器设计提供轻盈性支撑;而或有更快的航速;或更节能;或更安全。
从属请求项发明与组合发明之8:一种风力发电装置的应用,其特征在于:包含塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的凤电叶片;轴承;发电机;风电塔支柱。
从属请求项发明与组合发明之8的技术效果:
本发明一种风电用玻璃纤维复合材料叶片,在本发明一种风电用玻璃纤维嵌入塑料基体后,制成的凤电叶片;轴承;发电机;风电塔支柱。形成了功能上能彼此的支持。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。
从而使本发明复合材料风叶片在同等重量的情况下,断裂强度会比传统复合材料风叶片上升100%或更多,就可以在把复合材料风叶片展风面积加大100%或以上,这将会使在同样或略高一点的总成本的条件下,不增加风叶片重量。
而如果实现了成本基本不上升(玻璃纤维成本仅为风电场建设成本的百分之几),把本发明复合材料风叶片展风面积加大100%,但必须同时配上能承担风能效率上升100%的发电机,还要配上能承受更大的对应风能的轴承和风电塔支柱;那就会使玻璃纤维复合材料风叶片风能效率上升100%。
就会使本发明风力发电装置,具有火力发电的效率,或有更高的发电效率。这将会使清洁的可再生能源-风能发电,在效率、经济性、可更广泛应用性上,得到强大的技术支撑。
本发明风力发电装置代表着世界风电新能源产业的技术发展新趋势。
从属请求项发明与组合发明之9:
一种水上船舶的应用,其特征在于:包含塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的船体结构;动力装置;驾驶舱;船甲板。
从属请求项发明与组合发明之9的技术效果:
本发明一种水上船舶船体结构,不但在本发明玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成了玻璃纤维所制造的复合材料船体结构,在功能上能彼此的支持,而且又与一种水上船舶必不可少的动力装置、驾驶舱、船甲板,在功能上能彼此的支持。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。能广泛应用在创新的船体设计提供强度保障,提升舰船、游艇、渔船因船体结构的性能,而或有更快的航速;或更节能。
将会使舰船、游艇、渔船有承受更大的海浪或各种外力冲击力;和有更高的安全性。
从属请求项发明与组合发明之10:一种飞行器的应用,其特征在于:包含塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的飞行器外壳结构;动力装置;控制系统装置。
从属请求项发明与组合发明之10的技术效果:
一种飞行器壳体结构,在玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成的飞行器外壳结构,与动力装置;控制系统装置;能在功能上彼此的支持。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。能广泛应用在创新的船体设计提供强度保障,提升舰船、游艇、渔船因船体结构的性能,而或有更快的航速;或更节能;或更安全。
本发明玻璃纤维复合材料用于无人机、火箭壳体结构时:
如果选择产生轻量化仅为1/2时,玻璃纤维复合材料断裂强度不变的技术效果。则会大大节约动力能源;或加快飞行速度;或加长飞行时间;还可为创新的飞行器设计提供轻盈性支撑。
如果选择提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。将会使尤其火箭,能承受更大的爆发性推力;和有更高的安全性;或可为创新的火箭设计提供强度保障。
从属请求项发明与组合发明之11:一种飞机的应用,其特征在于:包含塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的飞机外壳结构;动力装置;机翼;驾驶控制系统装置。
从属请求项发明与组合发明之11的技术效果:
飞机外壳结构,在玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成的飞机外壳结构,与动力装置;机翼;驾驶控制系统装置;能在功能上彼此的支持。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。
本发明玻璃纤维复合材料用于飞机外壳结构时:
如果选择产生轻量化仅为1/2时,玻璃纤维复合材料断裂强度不变的技术效果。则会大大节约飞机动力能源;或加快飞机飞行速度;或加长飞机飞行时间;还可为创新飞行器设计提供轻盈性支撑。
如果选择提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1-3倍的技术效果。飞机将能承受更大的飞行速度;和有更高的飞机安全性;或可为创新的飞机设计提供强度保障。
从属请求项发明与组合发明之12:一种化工或石油管或天然气管的应用,其特征在于:包含塑料基体,以及
嵌入塑料基体中的根据请求项1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的化工或石油管或天然气管。
从属请求项发明与组合发明之12的技术效果:
一种化工或石油管,在玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成的玻璃纤维复合材料化工或石油管外壳结构,在功能上彼此的支持。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球99.9%玻璃纤维复合材料的化工或石油,天然气管外壳结构采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。
从而能使生产本发明玻璃纤维,组合嵌入塑料基体时,形成了功能上能彼此支持的玻璃纤维复合材料结构;使玻璃纤维复合材料结构也具有髙断裂强度、轻量化和产品质量很高,成品率高的新性能。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择玻璃纤维复合材料产生轻量化仅为1/2时断裂强度不变的技术效果。
本发明玻璃纤维复合材料用于化工或石油管壳体结构时:
如果选择产生轻量化仅为1/2时,玻璃纤维复合材料断裂强度不变的技术效果。则会大大节约成本;还可为创新化工或石油管设计提供轻量化支撑。
如果选择提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。化工或石油管将能承受更大压力从而加快化工品或石油或天然气的输送速度和吞吐量能上升50%以上,并有更高的安全性;或可为创新化工或石油管的设计提供强度保障。
一种高性能玻璃纤维复合材料壳体汽车或电动车的应用,其包含:塑料基体,以及嵌入塑料基体中的根据权利要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的车辆壳体或底盘或车胎轮毂;汽车窗结构;
以及动力装置;仪表盘;方向控制器;汽车外壳;汽车底盘;汽车刹车装置;汽车轮胎。
从属请求项发明与组合发明之13的技术效果:
一种高性能玻璃纤维复合材料壳体汽车或电动车的应用,在玻璃纤维嵌入塑料基体后,形成的玻璃纤维复合材料外壳结构,在功能上彼此的支持。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)能达到为0、75-1、25;比E玻纤斷裂強度(N/tex)0、55可高1-1、2倍。而现在全球95%玻璃纤维复合材料采用E玻纤。
这里还要说明的是,功能上能彼此支持的结构的特点:由于通常在玻璃纤维复合材料中树脂仅占30%以下,玻璃纤维占70%以上,玻璃纤维才是对复合材料起骨架和断裂强度起决定性作用。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,而用70%的玻璃纤维,而用30%的树脂,玻璃纤维复合材料重量不变;但玻璃纤维复合材料断裂强度会上升一倍。
本发明-新性能玻璃纤维复合材料,可选择或者提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。或选择产生轻量化仅为1/2时复合材料断裂强度不变的技术效果。
所以,如果玻璃纤维断裂强度上升一倍,则可用35%的玻璃纤维,而可用15%的树脂,玻璃纤维复合材料重量也降50%;但玻璃纤维复合材料断裂强度会不变;
尤其用于车辆外壳或底盘或车胎轮毂时,比较金属材料更有:降低重量而产生节能,和有更耐水侵不生銹,及更耐各种酸碱腐蚀的的技术效果。
因比较钢材外壳,因无弹性在受较轻的冲击后会凹陷变形,不只修复表皮油漆,更要作维修变型钢板,所以成本高。本发明有更高弹性的复合材料外壳、在受较轻的冲击后不易凹陷变形,会弹回原有形状,只所以只维修表面刮划油漆,成本较低。
本发明玻璃纤维复合材料用于车辆壳体结构时:
如果选择本发明比先有比较技术能产生轻量化仅为1/2时,玻璃纤维复合材料断裂强度不变的技术效果。则会大大节约成本;还可为创新各类车辆设计轻量化,及节能的技术效果。果提供支撑。
如果选择提高断裂强度比传统玻璃纤维复合材料高1倍的技术效果。会有更高的安全性;或可为创新车辆的设计提供强度保障。
【图式简单说明】
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。
【实施方式】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1:
该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为29、2%,氧化钠含量为0、1%,氧化硅含量为47、2%,氧化钙含量为13%,氧化镁含量为10、5%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的3、6倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、2倍。
本发明实例,当玻璃纤维直径≤9微米时,断裂强度(N/tex)为1、0。
本实例,实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1540℃;本实例排气泡时璃排气泡时102(帕·秒)粘度温度1440℃;102、5(帕·秒)粘度温度1380℃;103(帕·秒)粘度温度1320℃;
低析晶温度特征:
本实例,有析晶范围,1148-920℃;强析晶范围,1148-990℃。
[A]因为在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;有析晶范围的最高点1148℃,低于102、5(帕·秒)粘度温度1380℃,而不是大大高于102、5(帕·秒)粘度温度1380℃;合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求。
[B]又因为,本发明本实例析晶速度会比较慢的性质,在每种玻璃析晶温度区的上线范围,逐步降温的条件下,在60-120分钟以后,才会开始析晶。不会因10-31分钟内,会开始析晶;所以能克服先有比较技术在大生产中的难点,使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,不会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,在大生产中,不会因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以本发明本实例,在大生产中:因冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,因加了加热装置和测温装置,即使因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,但在大生产中,会因析晶速度慢4-5倍的性质,而不会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用[A]、[B]2个新发现的性质,取得预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:
因为玻璃成份确定后,要能保证连续不断的拉丝,就必须要让玻璃液表面的张力引起的向上力和向下的牵伸力之间保持平衡。保持平衡的温度范围是很窄的。
[1]如果采用先有比较技术类型的特定成分的,析晶温度太大,髙于成型温度的玻璃材料,那未就会在生产中,会在成型工艺102、5(帕·秒)粘度温度阶段,因析晶范围的最高点高于102、5(帕·秒)粘度温度的玻璃材料的性质;在拉丝漏板上产生析晶,而堵塞拉丝漏板,不能大生产。
[2]如果又为了防止在成型工艺阶段的拉丝漏板上产生析晶而堵塞拉丝漏板,对于先有比较技术类型的特定成分的,析晶范围的最高点大大高于102、5(帕·秒)粘度温度的玻璃材料,而采用上升到超于102、5(帕·秒)的粘度温度[如102、3(帕·秒)--102(帕·秒)]的成型工艺;那未,会因为粘度太小,即温度太高,新月形丝根就变得不稳定,这时在丝根上可看到一种慢速的‘脉动’现象。这种现象说明每一单位瞬间通过丝根的玻璃液量已不相同,结果纤维的粗细也有大的变化波动,有时会因通过丝根的玻璃液量瞬间多到使丝根处的玻璃液温度上升到使表面张力成为支配因素,这时玻璃纤维就会从丝根处断掉。所以如果粘度太小,即温度太高就不能形成正常大生产。
本发明实施例2:
发明实施例,该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为25%,氧化钠含量为0、1%,氧化硅含量为52%,氧化钙含量为13、3%,氧化镁含量为9、6%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的3、9倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、4倍。
本发明,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)为0、8。
本实例实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1565℃;本实例实际玻璃排气泡时粘度温度102(帕·秒)1425℃;102、5(帕·秒)粘度温度1325℃;103(帕·秒)粘度温度1230℃;
低析晶温度特征:
本实例,有析晶范围,1305-910℃;强析晶范围,1305-980℃。
[A]因为在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;有析晶范围的最高点1305℃,低于102、5(帕·秒)粘度温度1325℃,而不是大大高于102、5(帕·秒)粘度温度1325℃;合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求;
[B]又因为,本发明本实例析晶速度会比较慢的性质,在每种玻璃析晶温度区的上线范围,逐步降温的条件下,在60-120分钟以后,才会开始析晶。不会因10-31分钟内,会开始析晶;所以能克服先有比较技术在大生产中的难点,使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,不会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,在大生产中,不会因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以本发明本实例,在大生产中:因冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,因加了加热装置和测温装置,即使因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,但在大生产中,会因析晶速度慢4-5倍的性质,而不会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用[A]、[B]2个新发现的性质,取得预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:[见本发明实施例1]
本发明实施例3:
发明实施例,该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为14、5%,氧化钠含量为0、2%,氧化硅含量为40、3%,氧化钙含量为12%,氧化镁含量为11%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的3、35倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、1倍。
本发明实例,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)为1、25。
本实例实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1620℃;本实例排气泡时102(帕·秒)粘度温度1455℃;102、5(帕·秒)粘度温度1395℃;103(帕·秒)粘度温度1330℃;
低析晶温度特征:
本实例,有析晶范围,1371-910℃;强析晶范围,1371-980℃。
[A]因为在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;有析晶范围的最高点1371℃,低于102、5(帕·秒)粘度温度1395℃,而不是大大高于102、5(帕·秒)粘度温度1395℃;合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求;
[B]又因为,本发明本实例析晶速度会比较慢的性质,在每种玻璃析晶温度区的上线范围,逐步降温的条件下,在60-120分钟以后,才会开始析晶。不会因10-31分钟内,会开始析晶;所以能克服先有比较技术在大生产中的难点,使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,不会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,在大生产中,不会因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以本发明本实例,在大生产中:因冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,因加了加热装置和测温装置,即使因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,但在大生产中,会因析晶速度慢4-5倍的性质,而不会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用[A]、[B]2个新发现的性质,取得预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:
[见本发明实施例1]
本发明实施例4:
发明实施例,该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为23%,氧化钠含量为0、1%,氧化硅含量为47%,氧化钙含量为16、7%,氧化镁含量为13、2%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的2、8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、3倍。
本发明实施例,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)为0、75。
本实例实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1520℃;本实例排气泡时102(帕·秒)粘度温度1145℃;102、5(帕·秒)粘度温度1290℃;103(帕·秒)粘度温度1180℃;
低析晶温度特征:
本实例,有析晶范围,1265-910℃;强析晶范围,1210-980℃。
[A]因为在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;有析晶范围的最高点1265℃,低于102、5(帕·秒)粘度温度1290℃,而不是大大高于102、5(帕·秒)粘度温度1290℃;合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求;
[B]又因为,本发明本实例析晶速度会比较慢的性质,在每种玻璃析晶温度区的上线范围,逐步降温的条件下,在60-120分钟以后,才会开始析晶。不会因10-31分钟内,会开始析晶;所以能克服先有比较技术在大生产中的难点,使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,不会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,在大生产中,不会因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以本发明本实例,在大生产中:因冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,因加了加热装置和测温装置,即使因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,但在大生产中,会因析晶速度慢4-5倍的性质,而不会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用[A]、[B]2个新发现的性质,取得预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:
[见本发明实施例1]
本发明实施例5:
发明实施例,该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为23%,氧化钠含量为0、3%,氧化硅含量为54、7%,氧化钙含量为13%,氧化镁含量为9%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的4、2倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、44倍。
本发明实施例,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)为0、75。
本实例实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1670℃;本实例排气泡时102(帕·秒)粘度温度1510℃;102、5(帕·秒)粘度温度1415℃;103(帕·秒)粘度温度1320℃;
低析晶温度特征:
本实例,有析晶范围,1355-910℃;强析晶范围,1355-980℃。
[A]因为在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;有析晶范围的最高点1355℃,低于102、5(帕·秒)粘度温度1415℃,而不是大大高于102、5(帕·秒)粘度温度1415℃;合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求。
[B]又因为,本发明本实例析晶速度会比较慢的性质,在每种玻璃析晶温度区的上线范围,逐步降温的条件下,在45-90分钟或60-120分钟以后,才会开始析晶。不会因10-31分钟内,会开始析晶;所以能克服先有比较技术在大生产中的难点,使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,不会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,在大生产中,不会因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以本发明本实例,在大生产中:因冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,因加了加热装置和测温装置,即使因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,但在大生产中,会因析晶速度慢4-5倍的性质,而不会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用[A]、[B]2个新发现的性质,取得预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
进一步说明析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:[见本发明实施例1]
本发明实施例6:
发明实施例,该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为25%,氧化钠含量为5%,氧化硅含量为50、5%,氧化钙含量为10、7%,氧化镁含量为8、8%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的4、7倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、2倍。
本发明实施例,當玻璃纖維直徑≤9微米時,斷裂強度(N/tex)为0、8。
本实例实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1650℃;本实例排气泡时102(帕·秒)粘度温度1480℃;102、5(帕·秒)粘度温度1370℃;103(帕·秒)粘度温度1260℃;
低析晶温度特征:
本实例,有析晶范围,1265-910℃;强析晶范围,1245-980℃。
[A]因为,在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;有析晶范围的最高点1265℃,低于102、5(帕·秒)粘度温度1370℃,而不是大大高于102、 5(帕·秒)粘度温度1370℃;合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求;
[B]又因为,本发明本实例析晶速度会比较慢的性质,在每种玻璃析晶温度区的上线范围,逐步降温的条件下,在60-120分钟以后,才会开始析晶。不会因10-31分钟内,会开始析晶;所以能克服先有比较技术在大生产中的难点,使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,不会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,在大生产中,不会因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以本发明本实例,在大生产中:因冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,因加了加热装置和测温装置,即使因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,但在大生产中,会因析晶速度慢4-5倍的性质,而不会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用[A]、[B]2个新发现的性质,取得预料不到的技术效果
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:
[见本发明实施例1]
本发明实施例7:
按重量百分比计,其氧化铝含量为35%,氧化钠含量为2、5%,氧化硅含量为40%,氧化钙含量为13%,氧化镁含量为9、5%,其特征在于:氧化硅含量是氧化钙含量的3、1倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、4倍。
本发明能克服先有技术[1]、[2]的难点:因为当材料完全不含碱,而尤其氧化铝约达32-36%左右时,如果在釆用特别的漏嘴水冷却装置或风力冷却装置来急降温,达到成型温度时,如果温度急冷降低太快,会产生刀切一样的析晶曲线,会因析晶使漏嘴孔马上堵上;这将对控制釆用特别的漏嘴水冷却的速度程度或风力冷却速度程度的工艺,形成很高的难度;
(1)由於本發明的新技术方案中,優選氧化鈉的增加2、5%的範圍;此為一個很重要因素。
由於此先有技術[1]、[2]玻璃纖維其析晶粘度溫度,高於成型溫度,所以這只有在工藝製度上提高拉絲前的溫度,使之高於成型溫度;在釆用特別的漏嘴水冷卻裝置或風力冷卻裝置來急降溫,達到成型溫度時,又會因這種玻璃材料的析晶速度太快的性質,很易於使生產玻璃纖維的極細小的、按微米計祘的漏嘴孔,被析晶堵著,大量產生斷絲而無法連續生產的後果。
(1)但由於本發明的新技术方案中,優選增加氧化鈉5%的範圍;此為一個很重要的克服析晶速度難點的技術方案;
(2)由於本發明實施例的新技术方案中,氧化鈣含量,比較對比枝術[1]、[2]明顯降低[氧化鈣含量太高易於析晶],析晶速度會降低;
(3)由於本發明實施例的新技术方案中,氧化矽的含量比例,比較對比枝術[1]、[2]明顯降有上升,所以析晶速度會降低;
這3個創新工藝條件的組合;能克服這種先有技術[1]、[2]中的難點:
克服尤其氧化鋁約達32-36%左右時,如果溫度急冷降低太快,會產生刀切一樣的析晶曲線,會因析晶使漏嘴孔馬上堵上;這將對控製釆用特别的漏嘴水冷却的速度程度或風力冷却速度程度的工藝,形成很高的難度的難點,從而產生非顯而易見的技術效果。
能轉為析晶速度變慢的性質;會改變10~20分鐘內會易於開始析晶的性質,會在50~90分鐘後才會易於開始析晶,從而產生非顯而易見的技術效果。
本發明因析晶速度能降低5-9倍,能克服先有技術[1]、[2]在大生產中的難點,使冷卻部的底部、邊角,或在成型前的玻璃液區域,就是加了加熱裝置和測溫裝置,不會因測到溫度點到開始加熱的加熱時間差和玻璃液流動性的不穩,在大生產中,不會因析晶速度太快,產生局部析晶,易使產品不合格,也不會造成生產玻璃纖維的困難。
(3)再由於本發明實施例的新技术方案中,優選氧化鋁含量達35%,所以斷裂強度為1、2N/tex,超過目前最好的S級產品,是極很好的性能;打破了含堿玻璃纖維就斷裂強度不可能好的技術偏見。
尤其與最接近的本人的先有枝術[1]、[2]比較,本發明玻璃纖維新技術在克服了先有枝術[1]、[2]的析晶速度快的難點的同時,由於採取了不同的窄範圍的選擇發明的技術方案,也達到了具有對高氧化鋁含量又有低溫共熔性質,而產生提高斷裂強度比傳統玻璃纖維高2-3倍的技術效果,也具有創造性。
(4)尤其與最接近的本人的先有枝術[1]、[2]比較,由於採取了不同的窄範圍的選擇發明的技術方案,也保留和達到了玻璃纤维技術的低粘度溫度的優秀性質;本實例比較傳統的玻璃纤维先有技術,本發明玻璃纤维優於幾乎一切先有傳統的玻璃纤维技術的低粘度溫度性質;
本實例實際溶化時101、5(帕·秒)粘度溫度1510℃;本實例排氣泡時璃排氣泡時102(帕·秒)粘度溫度1400℃,比傳統玻璃纖維排氣泡時粘度溫度低很多;十分易於進行玻璃纖維工藝品質控製,和生產中還有節能、降低成本、產能效率很高,成品率高的非顯而易見的技術效果。
(5)本發明玻璃纤维,比本人先有技術[2]、[2]氧化鈣含量低,氧化矽含量高,而且氧化鋁含量又比傳統玻璃纖維高;所以軟化點高,耐高溫,其高軟化點為920℃;能用於耐高溫的火箭發射筒複合材料和防火複合材料。
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:
[见本发明实施例1]
从上述本发明10实施例,分析本发明如何发现新性质,产生技术效果,克服先有对比技术[1]、[2]、[3]的缺陷。
先有对比技术[1]、[2]、[3],其组成,与本发明有交叉、又不完全相同:
先有比较技术[1],本发明人的CN201110060932、1有高断裂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。
先有比较技术[2],本发明人的CN201310161555,X一种玻璃纤维、及其制备方法以及玻璃纤维复合材料。
先有比较技术[3],本发明人的CN201410408595、4一种冷却部防析晶方法生产的玻璃纤维。
包括本发明与这[1]、[2]、[3]类玻璃材料,都不同程度的具有两面性的玻璃材料性质的特征:
一面是,这类特定成分的玻璃在强析晶温度范围时DSC曲线中结晶峰尖锐,玻璃从液态向析晶失透转化时间短并速度快,存在易于在冷却工艺段析晶失透的技术难点。
另一面是,又不同程度的具有多种优秀的玻璃材料特征。
先有对比技术[1]技术方案中: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的含量的1、0倍-1、8倍;
先有对比技术[2]技术方案中:氧化硅的含量是氧化钙含量的4、11倍-5、48倍,氧化钙的含量是氧化镁的含量的0、8倍-1、99倍;
先有对比技术[3]技术方案中:氧化硅的含量是氧化钙的1、6-5、8倍、氧化钙的含量是氧化镁的0、8--2、1倍;
先有对比技术[3]技术方案中:氧化硅的含量是氧化钙的1、6-5、8倍、氧化钙的含量是氧化镁的0、8--2、1倍;
可见,先有对比技术[1]、[2]、[3]其组成,与本发明有交叉、又不完全相同:[1]区别是:对比技术[2]的1、9倍-4、1倍的前端1、9-2、5倍和对比技术[4]的1、6-5、8倍的前端1、6-2、5倍,在本发明范围外。
[2]区别是:对比技术3的4、11倍-5、48倍的后端4、81倍-5、48倍,对比技术4的1、6-5、8倍的后端4、81倍-5、8倍,在本发明范围外。
[3]区别是:对比技术3、4技术方案中:氧化钙的含量是氧化镁的0、8倍-1、99倍;0、8--2、1倍;前、后端都大于本发明1、0倍-1、8倍范围。
本发明属于一种化学产品新用途发明:
发现了技术方案中,尤其是在氧化硅是氧化钙的2、51倍-4、8倍;氧化钙是氧化镁1、0倍-1、8倍;的范围时,产生了新的[a、低析晶温度]材料性质;[a、低析晶速度]材料性质;对已知化合物的巳知的[c、低粘度与高铝含量下的铝、硅、钙、镁的共熔体的性质]和产生的各种效果。比较先有对比技术[1]、[2]、[3],都有实质性的改进和提高。(见实施例1-10)
对处于本发明的技术方案的,在氧化硅是氧化钙的2、51倍-4、8倍;氧化钙是氧化镁1、0倍-1、8倍的范围时,发现的上述的a、b、c这3个性质,和由于这3个性质产生的,有实质性的改进和提高各种效果;先有对比技术[1]、[2]、[3],技术方案中,没有发现和揭示。
而先有对比技术[1]、[2]、[3],技术方案中,处于本发明的技术方案的,在氧化硅是氧化钙的2、51倍-4、8倍;氧化钙是氧化镁1、0倍-1、8倍的范围的前、后端之外的技术方案,则不能具有[形成对上述的a、b、c、d这4个性质和产生的各种效果,有实质性的改进和提高],都会存在若干缺陷:
[a]如:而先有对比技术[1]、[2]、[3],技术方案中:如对比技术[2]的4、11倍-5、48倍的后端4、81倍-5、48倍,对比技术[3]的1、6-5、8倍的[后端4、81倍-5、8倍],在本发明范围外时,会造成:[d、低粘度与高铝含量下的铝、硅、钙、镁的共熔体的性质不存在的结果;
见对比实施例2:
对比实施例2:对比技术[2]的技术方案的氧化硅含量是氧化钙含量的4、11倍-5、48倍的后端4、81倍-5、48倍,;对比技术[3]的1、6-5、8倍的后端4、81倍-5、8倍范围中:对比实施例2的[氧化硅含量是氧化钙含量的5、3倍的对比例]。在本发明氧化硅含量是氧化钙含量的2、51-4、8倍范围外。
对比实施例2:按重量百分比计,其氧化铝含量为20%,氧化钠含量为1%,氧化硅含量为58%,氧化钙含量为11%,氧化镁含量为10%,其特征在于:[氧化硅含量是氧化钙含量的5、3倍],氧化钙含量是氧化镁含量的1、1倍。实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度太高,采用美国THETA旋转高温粘度计仪测不出;本实例排气泡时102(帕·秒)粘度温度1610℃[比钙钠玻璃排气泡时102(帕·秒)粘度温度1430℃还髙180℃;在大生产时难于排出气泡;
可见对比例2在氧化铝含量仅20%时的粘度温度就这么差,没有高铝含量下的铝、硅、钙、镁的共熔体的性质。也根本不可能把氧化铝含量加到25-39%,而实现大生产;根本不可能实现髙断裂强度的目的。
[b]如:
而先有对比技术[1]、[2]、[3],技术方案中:
如对比技术[1]的1、9倍-4、1倍的前端1、9-2、5倍和对比技术[3]的1、6-5、8倍的前端1、6-2、5倍,在本发明范围外。
就会产生析晶范围的最高点,高于102、5(帕·秒)粘度温度的性质,a、会易于在拉丝漏板上产生析晶,而堵塞拉丝漏板,不能大生产;b、或会在丝根上可看到一种慢速的‘脉动’现象。这种现象说明每一单位瞬间通过丝根的玻璃液量已不相同,结果纤维的粗细也有大的变化波动,有时会因通过丝根的玻璃液量瞬间多到使丝根处的玻璃液温度上升到使表面张力成为支配因素,这时玻璃纤维就会从丝根处断掉,会因析晶范围的最高点,高于102、5(帕·秒)粘度温度而温度太高就不能形成正常大生产。
用对比实施例1来说明:(此为先有对比技术[1]技术方案的氧化硅含量是氧化钙含量的1、9-4、1倍范围中,的1、9-2、5倍范围的[2、0倍的对比例]。与本发明的氧化硅含量是氧化钙含量的2、51-4、8倍,是不完全相同的技术方案范围中的交叉部分。)
先有比较技术[1][3]类型的特定成分的玻璃材料的析晶范围的最高点高于102、5(帕·秒)粘度温度的,对比例:
该玻璃纤维的公称直径在9微米,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:
按重量百分比计,其氧化铝含量为25%,氧化钠含量为3%,氧化硅含量为38%,氧化钙含量为19%,氧化镁含量为15%,其特征在于:[氧化硅含量是氧化钙含量的2、0倍],氧化钙含量是氧化镁含量的1、3倍。
本实例实际溶化时101、5(帕·秒)粘度温度1460℃;本实例排气泡时102(帕·秒)粘度温度1330℃;102、5(帕·秒)粘度温度1220℃;103(帕·秒)粘度温度1115℃;
对比实施例1,在玻璃析晶温度区的上线范围(有析晶范围,1255-930℃;强析晶范围,1245-980℃),逐步降温的条件下,在10-31分钟内,会开始析晶。
低析晶温度特征:
对比实施例1,有析晶范围,1255-930℃;强析晶范围,1245-980℃。
因为在玻璃纤维成型工艺阶段,一般都在拉丝漏板上加有冷却器,此时拉丝的粘度温度的工艺要求,必须在102、5(帕·秒)以内;
[A]对比实施例1有析晶范围,的最高点1255℃,大大髙于102、5(帕·秒)粘度温度1220℃,而不是低于102、5(帕·秒)粘度温度1220℃;不合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的工艺要求:
进一步说明,析晶范围的最高点要低于102、5(帕·秒)粘度温度的工艺理由:
因为玻璃成份确定后,要能保证连续不断的拉丝,就必须要让玻璃液表面的张力引起的向上力和向下的牵伸力之间保持平衡。保持平衡的温度范围是很窄的。
[1]如果采用先有比较技术类型的特定成分的,析晶温度太大,髙于成型温度的玻璃材料,那未就会在生产中,会在成型工艺102、5(帕·秒)粘度温度阶段,因析晶范围的最高点高于102、5(帕·秒)粘度温度的玻璃材料的性质;在拉丝漏板上产生析晶,而堵塞拉丝漏板,不能大生产。
[2]如果又为了防止在成型工艺阶段的拉丝漏板上产生析晶而堵塞拉丝漏板,对于先有比较技术类型的特定成分的,析晶范围的最高点大大高于102、5(帕·秒)粘度温度的玻璃材料,而采用上升到超于102、5(帕·秒)的粘度温度[如102、3(帕·秒)--102(帕·秒)]的成型工艺;那未,会因为粘度太小,即温度太高,新月形丝根就变得不稳定,这时在丝根上可看到一种慢速的‘脉动’现象。这种现象说明每一单位瞬间通过丝根的玻璃液量已不相同,结果纤维的粗细也有大的变化波动,有时会因通过丝根的玻璃液量瞬间多到使丝根处的玻璃液温度上升到使表面张力成为支配因素,这时玻璃纤维就会从丝根处断掉。所以如果粘度太小,即温度太高就不能形成正常大生产。
又由于,对比实施例1,在玻璃析晶温度区的上线范围(有析晶范围,1255-930℃;强析晶范围,1245-980℃),逐步降温的条件下,在10-31分钟内,会开始析晶。在大生产中,即使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,也会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,也易于在大生产中,因析晶速度太快,产生局部析晶,易使产品不合格,也不会造成生产玻璃纤维的困难。
所以,对比实施例1在大生产中:即使冷却部的底部、边角,或在成型前的玻璃液区域,就是加了加热装置和测温装置,也会因测到温度点到开始加热的加热时间差和玻璃液流动性的不稳,也易于在大生产中,因析晶速度太快,会易于产生局部析晶,或使拉丝孔堵死,或易使产品不合格,也会造成生产玻璃纤维的困难。
从揭示对比实施例1、和对比实施例2的缺陷说明,在本发明技术方案范围之外的,先有对比技术[1]、[2]、[3]的两端的技术方案范围:不具有本发明发现的新的[a、低析晶速度]材料性质;对已知化合物的巳知的[b、高温区热膨胀系数的差值]及[c、低粘度与高铝含量下的铝、硅、钙、镁的共熔体的性质],也不能产生本发明的各种预料不到的技术效果。
综述,本发明主要属于一种化学产品新用途发明;而从前述的本发明10实施例可见,本发明发现了新的[a、低析晶温度]材料性质-[析晶范围的最高点,能低于102、5(帕·秒)粘度温度的性质]及[低析晶速度]材料性质;对已知化合物的巳知的[b、高温区热膨胀系数的差值]及[c、高软化点]有实质性的改进和提高;
才能利用这些性质,产生本发明的各种预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中尤其克服析晶的技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生预料不到的技术效果。
化学产品的用途发明是基于发现了产品新的性能,并利用此性能而作出发明。无论是新产品还是已知产品,其性能是产品本身固有的,用途发明的本质不在于产品本身,而在于产品性能的应用。
本发明发现了新的[a、低析晶温度]材料性质-[析晶范围的最高点,能低于102、5(帕·秒)粘度温度的性质]及[低析晶速度]材料性质;对已知化合物的巳知的[b、高温区热膨胀系数的差值]及[c、高软化点]有实质性的改进和提高。
才能利用这些性质,产生本发明的各种预料不到的技术效果,这是公知常识中没有明确的,并不能由常识推论得到的。
在玻璃纤维新用途中:
对上述本发明在玻璃纤维新用途中,发现的产品新的[低析晶温度的性质]及[低析晶速度]材料性质;不能用‘化学产品中,无论是新产品或已知产品,其性能是产品本身所固有的’的判断,来得出普通本领域技术人员是容易予见的,是能推断的结论;来否定本化学产品用途发明,在玻璃纤维应用中的实质的进步性和创造性。
因为,本化学产品用途发明在玻璃纤维新用途中,针对新发现的产品发现了新的[低析晶温度的性质:析晶范围的最高点,能低于102、5(帕·秒)粘度温度的性质]及[低析晶速度]及[c、高软化点]材料性质,都是公知常识中没有明确的,并不能由常识推论得到的;
而且,由于本化学产品用途发明在玻璃纤维用途中,利用这些新性质,取得预料不到的技术效果:
[1]才能使本发明,有[低粘度温度性质]和[铝、硅、钙、镁共熔体性质]的,有高抗断裂强度特征的特高铝玻璃纤维,在大生产中克服技术难点;才能进行正常的髙质量的大生产的预料不到的技术效果。
[2]才能实现因合乎玻璃纤维成型工艺阶段拉丝的粘度温度的正常工艺要求,才能不会在生产中因析晶速度太快而堵塞拉丝孔而不然正常大生产,才能因为高软化点而生产出用于耐髙温的火箭筒等用途的玻纤产品,才能够控制和E玻纤一样的正常质量和大产量的生产效率[即比S级玻纤生产线,产能大上百倍]的预料不到的技术效果。
[3]才能实现因粘度温度比E玻纤更低,而在大生产中,会比E玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
[4]才能实现产品比S级玻纤断裂强度(N/tex)为0、8,相同或达更髙的(N/tex)1、25-1、3水平;因粘度温度比S级玻纤更低,而在大生产中,会比S级玻纤的更省成本,降能耗的预料不到的技术效果。
反之,如果没有发现这些新性质,就不能实现在大生产中克服技术难点,就不能实现进行正常的髙质量的大生产的目标。就不能产生上述预料不到的技术效果。
也是公知常识中没有明确的并不能由常识推论得到的。这些新发现的性质和产生了预料不到的技术效果。都没有被一切先有对比技术公开过。
所以应判断,本发明请求项1的技术方案,和所有本发明从属请求项的技术方案,在玻璃纤维新用途中,有实质性的进步性和创造性。
而且,本发明发现的产品新的[低析晶温度的性质:析晶范围的最高点,能低于102、5(帕·秒)粘度温度的性质]及[低析晶速度]及[高软化点]材料性质,只要其中之1类性质,是发现的产品新性质,或对已知性质有实质性的改进和提高;并只要利用这些其中之1种新性质,产生了说明书中的任何一种涉及提高产品性能、或合格率质量、或提高产量的预料不到的技术效果;就都应判断本发明有实质性的进步性和创造性。
本发明在玻璃纤维新用途中,发现的有实质性产品性质,并由此产生了预料不到的技术效果。都是产生了“质”和“量”的变化的技术效果。是无法事先推测、无法预测的,是公知常识中没有明确的并不能由常识推论得到的。
说明本发明方案是非显而易见的,具有突出的实质性特点和显着的技术进步,具有创造性。
而且这种新的产品性质和非显而易见的技术效果。果是事先无法推测、预测和推理出来的,并克服了传统的玻璃纤维技术的技术偏见,解决了人们在行业中渴望解决的上述重大问题,说明技术方案是非显而易见的,具有突出的实质性特点,具有显着的技术进步,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,任何熟悉本项玻璃纤维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,尤其是请求项之实质性内容,依据本发明的技术实质对以上实施例一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用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)
1.一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:按重量百分比计,其氧化铝含量为18-20.9%或21%--39%,氧化钠含量为0.01-16%,氧化镁含量为7%--20%,氧化硅含量是氧化钙含量的2.1-2.6或2.61-4.8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的0.7倍-2.3倍。
2.一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:按重量百分比计,其氧化铝含量为21%--39%,氧化钠含量为0.01-16%,氧化镁含量为7%--20%,氧化硅含量是氧化钙含量的2.61-4.8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1.0倍-1.8倍。
3.一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:其氧化铝含量为21%-25%或25.1-39%,氧化硅含量是氧化钙含量的倍或3.61-4.09倍或4.1-4.8倍。
4.一种低析晶速度、高软化点、特高铝中低碱耐热玻璃纤维的应用,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23-24.99%或25-39%,氧化钠含量为0.4-7.9%,氧化硼含量为0.0001-3%,氧化镁含量为7-20%,氧化硅的含量是氧化钙含量的2.7-4.09倍,氧化钙的含量是氧化镁含量的1倍-1.6倍。
5.根据权利要求1所述的一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,其特征在于:按重量百分比计,其氧化铝含量为21%--39%,氧化钠含量为0.01-16%,氧化镁含量为7%--20%,氧化硅含量是氧化钙含量的2.61-4.8倍,氧化钙含量是氧化镁含量的1、0-1、8倍。
6.根据权利要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用,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。
7.一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用的制备方法,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成份的原料,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。
8.一种玻璃纤维复合材料的应用,其特征在于包含
塑料基体,以及嵌入塑料基体中的根据权利要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用。
9.一种风电用玻璃纤维复合材料叶片的应用,其特征在于包含
塑料基体,及嵌入塑料基体中的根据权利要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的风电用叶片;
风叶片组成:玻璃纤维复合材料风叶片叶壳;玻璃纤维复合材料风叶片叶根;玻璃纤维复合材料风叶片结构大梁。
10.一种玻璃纤维复合材料风叶片叶壳的应用,其特征在于包含
塑料基体,以及嵌入塑料基体中的根据要求1所述的,一种低析晶温度、低析晶速度、耐高温、特高铝玻璃纤维的应用所制造的复合材料,制成的叶壳。
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