CN111439933A - 一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，包括下列重量份的原料：二氧化硅45‑65份，氧化铝7‑25份，氧化钙5‑20份，氧化镁8‑25份，碳酸钙2.5‑5份，六方氮化硼10‑30份，超高分子量聚乙烯5‑10份。与其它处理工艺相比，工艺成熟，在传统的玻璃纤维制备原料中添加了一定量的六方氮化硼，俗称白石墨，六方氮化硼中氮和硼组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体，具有耐高温，化学性能极为稳定，耐强酸腐蚀的特点，添加在玻璃纤维的制备原料中，在玻璃纤维中可以起到固体润滑剂的作用，进而可以提高玻璃纤维的耐磨性，提升玻璃纤维的性能，减少外部磨损的影响，且超高分子量聚乙烯纤维具有很好的韧性以及强度，可以提高玻璃纤维的整体强度。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃纤维生产工艺，更具体地说，尤其涉及一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石等矿石为原料经高温熔制、拉丝等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成，玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
现有的玻璃纤维虽然具有很好的隔热效果，但是受限于其本身特殊的材料性质，导致其耐磨性较差，容易发生磨损的情况，影响玻璃纤维的使用质量和使用寿命，且玻璃纤维通常性能较脆，容易断裂，限制了玻璃纤维的适用范围，为此，我们提出一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，工艺成熟，在传统的玻璃纤维制备原料中添加了一定量的六方氮化硼，俗称白石墨，六方氮化硼中氮和硼组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体，具有耐高温，化学性能极为稳定，耐强酸腐蚀的特点，添加在玻璃纤维的制备原料中，在玻璃纤维中可以起到固体润滑剂的作用，进而可以提高玻璃纤维的耐磨性，提升玻璃纤维的性能，减少外部磨损的影响，且玻璃纤维表面混纺有超高分子量聚乙烯纤维，是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，具有很好的韧性以及强度，与玻璃纤维混纺可以提高玻璃纤维的整体强度，减少断裂，提升其使用寿命和适用范围。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，包括下列重量份的原料：二氧化硅45-65份，氧化铝7-25份，氧化钙5-20份，氧化镁8-25份，碳酸钙2.5-5份，六方氮化硼10-30份，超高分子量聚乙烯5-10份，包括如下步骤：
S1、原料选取：二氧化硅50份，氧化铝16份，氧化钙12.5份，氧化镁16.5份，碳酸钙3.75份，六方氮化硼20份；
S2、原料粉碎：将选取的原料用粉碎机进行破碎、粉碎、研磨，并筛分成合格粉料；
S3、原料混合：将粉碎后的原料置于搅拌机内进行搅拌混合，搅拌时间为15-20分钟；
S4、融化澄清：将搅拌混合后的多种原材料送入池窑通过1000-1100℃高温融化成玻璃液，并对玻璃液进行澄清，；
S5、拉丝烘干：将玻璃液通入拉丝机进行拉丝处理，拉丝过程中添加浸润剂，拉丝速度为2.5-3.5m/min，并在拉丝完成后进行烘干处理得到玻璃纤维；
S6、超高分子量聚乙烯制丝：溶解超高分子量聚乙烯经喷丝孔挤出，然后以水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，再通过超倍热拉伸冻胶原丝制得超高分子量聚乙烯纤维；
S7、纤维混纺：将超高分子量聚乙烯纤维混纺至玻璃纤维表面。
优选的，浸润剂为环氧乳液5-10份，聚氨酯乳液3-7份，润滑剂1-3份并加水配制而成。
优选的，配制用水采用去离子水。
优选的，所选拉丝机为玻璃纤维拉丝机。
本发明的技术效果和优点：
本发明工艺成熟，在传统的玻璃纤维制备原料中添加了一定量的六方氮化硼，俗称白石墨，六方氮化硼中氮和硼组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体，具有耐高温，化学性能极为稳定，耐强酸腐蚀的特点，添加在玻璃纤维的制备原料中，在玻璃纤维中可以起到固体润滑剂的作用，进而可以提高玻璃纤维的耐磨性，提升玻璃纤维的性能，减少外部磨损的影响，且玻璃纤维表面混纺有超高分子量聚乙烯纤维，是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，具有很好的韧性以及强度，与玻璃纤维混纺可以提高玻璃纤维的整体强度，减少断裂，提升其使用寿命和适用范围。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
实施例1
一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，包括下列重量份的原料：二氧化硅50份，氧化铝16份，氧化钙12.5份，氧化镁16.5份，碳酸钙3.75份，六方氮化硼20份，超高分子量聚乙烯7.5份，包括如下步骤：
S1、原料选取：二氧化硅50份，氧化铝16份，氧化钙12.5份，氧化镁16.5份，碳酸钙3.75份，六方氮化硼20份；
S2、原料粉碎：将选取的原料用粉碎机进行破碎、粉碎、研磨，并筛分成合格粉料；
S3、原料混合：将粉碎后的原料置于搅拌机内进行搅拌混合，搅拌时间为17.5分钟；
S4、融化澄清：将搅拌混合后的多种原材料送入池窑通过1050℃高温融化成玻璃液，并对玻璃液进行澄清，；
S5、拉丝烘干：将玻璃液通入拉丝机进行拉丝处理，拉丝过程中添加浸润剂，拉丝速度为3m/min，并在拉丝完成后进行烘干处理得到玻璃纤维；
S6、超高分子量聚乙烯制丝：溶解超高分子量聚乙烯经喷丝孔挤出，然后以水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，再通过超倍热拉伸冻胶原丝制得超高分子量聚乙烯纤维；
S7、纤维混纺：将超高分子量聚乙烯纤维混纺至玻璃纤维表面。
优选的，浸润剂为环氧乳液7.5份，聚氨酯乳液5份，润滑剂2份并加水配制而成。
优选的，配制用水采用去离子水。
优选的，所选拉丝机为玻璃纤维拉丝机。
实施例2
一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，包括下列重量份的原料：二氧化硅45份，氧化铝7份，氧化钙5份，氧化镁8份，碳酸钙2.5份，六方氮化硼10份，超高分子量聚乙烯5份，包括如下步骤：
S1、原料选取：二氧化硅45份，氧化铝7份，氧化钙5份，氧化镁8份，碳酸钙2.5份，六方氮化硼10份；
S2、原料粉碎：将选取的原料用粉碎机进行破碎、粉碎、研磨，并筛分成合格粉料；
S3、原料混合：将粉碎后的原料置于搅拌机内进行搅拌混合，搅拌时间为15分钟；
S4、融化澄清：将搅拌混合后的多种原材料送入池窑通过1000℃高温融化成玻璃液，并对玻璃液进行澄清，；
S5、拉丝烘干：将玻璃液通入拉丝机进行拉丝处理，拉丝过程中添加浸润剂，拉丝速度为2.5m/min，并在拉丝完成后进行烘干处理得到玻璃纤维；
S6、超高分子量聚乙烯制丝：溶解超高分子量聚乙烯经喷丝孔挤出，然后以水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，再通过超倍热拉伸冻胶原丝制得超高分子量聚乙烯纤维；
S7、纤维混纺：将超高分子量聚乙烯纤维混纺至玻璃纤维表面。
优选的，浸润剂为环氧乳液5份，聚氨酯乳液3份，润滑剂1份并加水配制而成。
优选的，配制用水采用去离子水。
优选的，所选拉丝机为玻璃纤维拉丝机。
实施例3
一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，包括下列重量份的原料：二氧化硅65份，氧化铝25份，氧化钙20份，氧化镁25份，碳酸钙5份，六方氮化硼30份，超高分子量聚乙烯10份，包括如下步骤：
S1、原料选取：二氧化硅65份，氧化铝25份，氧化钙20份，氧化镁25份，碳酸钙5份，六方氮化硼30份；
S2、原料粉碎：将选取的原料用粉碎机进行破碎、粉碎、研磨，并筛分成合格粉料；
S3、原料混合：将粉碎后的原料置于搅拌机内进行搅拌混合，搅拌时间为20分钟；
S4、融化澄清：将搅拌混合后的多种原材料送入池窑通过1100℃高温融化成玻璃液，并对玻璃液进行澄清，；
S5、拉丝烘干：将玻璃液通入拉丝机进行拉丝处理，拉丝过程中添加浸润剂，拉丝速度为3.5m/min，并在拉丝完成后进行烘干处理得到玻璃纤维；
S6、超高分子量聚乙烯制丝：溶解超高分子量聚乙烯经喷丝孔挤出，然后以水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，再通过超倍热拉伸冻胶原丝制得超高分子量聚乙烯纤维；
S7、纤维混纺：将超高分子量聚乙烯纤维混纺至玻璃纤维表面。
优选的，浸润剂为环氧乳液10份，聚氨酯乳液7份，润滑剂3份并加水配制而成。
优选的，配制用水采用去离子水。
优选的，所选拉丝机为玻璃纤维拉丝机。
综上所述：本发明提供的一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，与其它处理工艺相比，具备以下优点：工艺成熟，在传统的玻璃纤维制备原料中添加了一定量的六方氮化硼，俗称白石墨，六方氮化硼中氮和硼组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体，具有耐高温，化学性能极为稳定，耐强酸腐蚀的特点，添加在玻璃纤维的制备原料中，在玻璃纤维中可以起到固体润滑剂的作用，进而可以提高玻璃纤维的耐磨性，提升玻璃纤维的性能，减少外部磨损的影响，且玻璃纤维表面混纺有超高分子量聚乙烯纤维，是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，具有很好的韧性以及强度，与玻璃纤维混纺可以提高玻璃纤维的整体强度，减少断裂，提升其使用寿命和适用范围。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，其特征在于：包括下列重量份的原料：二氧化硅45-65份，氧化铝7-25份，氧化钙5-20份，氧化镁8-25份，碳酸钙2.5-5份，六方氮化硼10-30份，超高分子量聚乙烯5-10份，包括如下步骤：
S1、原料选取：二氧化硅50份，氧化铝16份，氧化钙12.5份，氧化镁16.5份，碳酸钙3.75份，六方氮化硼20份；
S2、原料粉碎：将选取的原料用粉碎机进行破碎、粉碎、研磨，并筛分成合格粉料；
S3、原料混合：将粉碎后的原料置于搅拌机内进行搅拌混合，搅拌时间为15-20分钟；
S4、融化澄清：将搅拌混合后的多种原材料送入池窑通过1000-1100℃高温融化成玻璃液，并对玻璃液进行澄清，；
S5、拉丝烘干：将玻璃液通入拉丝机进行拉丝处理，拉丝过程中添加浸润剂，拉丝速度为2.5-3.5m/min，并在拉丝完成后进行烘干处理得到玻璃纤维；
S6、超高分子量聚乙烯制丝：溶解超高分子量聚乙烯经喷丝孔挤出，然后以水骤冷纺丝溶液，将其凝固成冻胶原丝，再通过超倍热拉伸冻胶原丝制得超高分子量聚乙烯纤维；
S7、纤维混纺：将超高分子量聚乙烯纤维混纺至玻璃纤维表面。
2.根据权利要求1所述的一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，其特征在于：浸润剂为环氧乳液5-10份，聚氨酯乳液3-7份，润滑剂1-3份并加水配制而成。
3.根据权利要求2所述的一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，其特征在于：配制用水采用去离子水。
4.根据权利要求1所述的一种具有耐磨性的玻璃纤维及其制备方法，其特征在于：所选拉丝机为玻璃纤维拉丝机。
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2020
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