RU2165393C1 - Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе - Google Patents
Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165393C1 RU2165393C1 RU2000126661A RU2000126661A RU2165393C1 RU 2165393 C1 RU2165393 C1 RU 2165393C1 RU 2000126661 A RU2000126661 A RU 2000126661A RU 2000126661 A RU2000126661 A RU 2000126661A RU 2165393 C1 RU2165393 C1 RU 2165393C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- mgo
- cao
- zro
- tio
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составу стекла для производства стекловолокна и высокотемпературному кремнеземному волокну на его основе, предназначенному для изготовления ваты, тканей, нитей, матов и т.п., используемых в качестве высокотемпературной теплоизоляции. Технический результат изобретения состоит в получении стекловолокна и высокотемпературного кремнеземного волокна на его основе с более низким коэффициентом вариации прочности элементарных волокон. Стекло для стекловолокна имеет следующий состав (мас.%): Аl2O3 2,5 -3,5; Na2O 20-25; CoO 0,01-1,0; SO3 0,01-1,0; SiO2 - остальное, а также по крайней мере один оксид из группы: CaO, MgO, TiO2, Fe2O3 ZrO2 в следующих количествах (мас. %): СаО 0,01-0,5; MgO 0,01-0,5; TiO2 0,01 -0,1; Fе2O3 0,01-0,5; ZrO2 0,01-0,5. Высокотемпературное кремнеземное волокно содержит, мас. %: SiO2 94-96; Аl2O3 3-4; Na2O 0,01-1,0; СоO 0,01-1,0; SO3 0,01-1,0, а также по крайней мере один оксид из группы CaO, MgO, TiO2, Fе2O3, ZrO2 в следующих количествах (мас. %): CaO 0,01-0,5; MgO 0,01-0,5; TiO2 0,01-0,1; Fе2O3 0,01-0,5; ZrO2 0,01-0,5. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к составам стекол для производства стекловолокна и высокотемпературным кремнеземным волокнам на его основе, получаемым методом выщелачивания. Из кремнеземных волокон изготавливают вату, ткани, нити, ленты, маты и др., используемые в качестве высокотемпературостойкой (1000oC) теплоизоляции в различных областях техники, кислото-, влаго-, термостойких наполнителей композиционных материалов, высокоэффективных фильтров для тонкой очистки расплавов черных и цветных металлов, носителей катализаторов для химической, пищевой промышленности и для дожига отходящих газов, материалов для изготовления пожарной одежды и спасательных устройств и т.д.
Известны различные составы стекол, используемые для получения высотемпературных кремнеземных волокон. К ним относятся простые натрийсиликатные стекла с различным соотношением SiO2 : Na2O, а также сложные, такие как бесщелочное алюмоборосиликатное, алюмотитанофосфатное, алюможелезосодержащее и др. (Стеклянные волокна. Под ред. М.С.Аслановой, М. Химия, 1979, с.203).
Недостатком простых натрийсиликатных стекол является их высокая химическая неустойчивость к воздействию ссужающей среды, что требует применения специальных замасливателей с защитными свойствами и ухудшает процесс текстильной переработки волокна и, как следствие, качество получаемых кремнеземных материалов.
При выщелачивании волокон из многокомпонентных стекол в раствор переходит более 50% оксидов, входящих в состав стекла, в результате чего волокна имеют непрочный кремнекислородный каркас и низкие прочностные характеристики, что в конечном итоге также сказывается на технических характеристиках получаемых материалов. Кроме того, большое количество компонентов, таких как Al2O3, MgO, CaO и др., выбрасываются вместе с отработанными растворами в сточные воды.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является состав стекла по заявке WO 98/51631 кл C 03 C 25/00, 13/00, 25/06 1998 г. , включающий (мас.%) SiO2 - 70 - 75; Al2O3 - 1-5; Na2O и/или K2O - 15-25.
Недостатком этого состава является нестабильность процесса выработки волокна, повышенная капиллярная обрывность, связанная с достаточно высоким поверхностным натяжением расплава стекла, что увеличивает расход стеклошариков и снижает производительность процесса.
На основе этого состава стекла после выщелачивания получают кремнеземное волокно следующего состава (мас.%): SiO2 - 85-99, Al2O3 - 1-5, Na2O и/или K2O - 0-10, CaO - 0-3, MgO - 0-2, B2O3 - 0-2, TiO2 - 0-1, Fe2O3 - 0-1, ZrO2 - 0-1, BaO, PbO, ZnO, Cr2O3, F - 0-0,5.
Недостатком указанных кремнеземных материалов является их неоднородность по прочностным характеристикам, обусловленная нестабильностью выработки исходного волокна.
Задача настоящего изобретения состоит в разработке состава стекла, позволяющего осуществлять стабильный процесс выработки непрерывного и штапельного волокна, обеспечивающего повышение КПВ (коэффициента полезного времени), т.е. производительности стеклоплавильного сосуда.
Технический результат от использования изобретения состоит в получении кремнеземного волокна с более низким коэффициентом вариации прочности элементарных волокон, что дает возможность стабилизировать прочностные характеристики кремнеземных материалов в целом, особенно при их эксплуатации в области высоких температур.
Этот результат достигается тем, что стекло для стекловолокна, включающее SiO2, Al2O3, Na2O, дополнительно содержит CoO и SO3 при следующем соотношении компонентов, (мас.%);
Al2O3 - 2,5-3,5
Na2O - 20-25
CoO - 0,01-1,0
SO3 - 0,01-1,0
SiO2 - остальное
Стекло может содержать по крайней мере один оксид из группы CaO, MgO, ZrO2, TiO2, Fe2O3 в следующих количествах (мас.%):
CaO - 0,01-0,5
MgO - 0,01-0,5
TiO2 - 0,01-0,1
Fe2O3 - 0,01-0,5
ZrO2 - 0,01-0,5
Технический результат достигается также тем, что высокотемпературное кремнеземное волокно, включающее SiO2 и Al2O3, дополнительно содержит CoO и SO3 при следующем соотношении компонентов (мас.%):
SiO2 - 94-96
Al2O3 - 3-4
Na2O - 0,01-1,0
CoO - 0,01-1,0
SO3 - 0,01-1,0
Кремнеземное волокно может также содержать по крайней мере один оксид из группы CaO, MgO, TiO2, Fe2O3, ZrO2 в следующих количествах, (мас.%):
CaO - 0,01-0,5
MgO - 0,01-0,5
TiO2 - 0,01-0,1
Fe2O3 - 0,01-0,5
ZrO2 - 0,01-0,5
Пример 1 осуществления изобретения.
Al2O3 - 2,5-3,5
Na2O - 20-25
CoO - 0,01-1,0
SO3 - 0,01-1,0
SiO2 - остальное
Стекло может содержать по крайней мере один оксид из группы CaO, MgO, ZrO2, TiO2, Fe2O3 в следующих количествах (мас.%):
CaO - 0,01-0,5
MgO - 0,01-0,5
TiO2 - 0,01-0,1
Fe2O3 - 0,01-0,5
ZrO2 - 0,01-0,5
Технический результат достигается также тем, что высокотемпературное кремнеземное волокно, включающее SiO2 и Al2O3, дополнительно содержит CoO и SO3 при следующем соотношении компонентов (мас.%):
SiO2 - 94-96
Al2O3 - 3-4
Na2O - 0,01-1,0
CoO - 0,01-1,0
SO3 - 0,01-1,0
Кремнеземное волокно может также содержать по крайней мере один оксид из группы CaO, MgO, TiO2, Fe2O3, ZrO2 в следующих количествах, (мас.%):
CaO - 0,01-0,5
MgO - 0,01-0,5
TiO2 - 0,01-0,1
Fe2O3 - 0,01-0,5
ZrO2 - 0,01-0,5
Пример 1 осуществления изобретения.
Для получения непрерывного стеклянного волокна предлагаемого состава готовят шихту, содержащую (мас.%): SiO2 - 72,39; Al2O3 - 2,5; Na2O - 25; CoO - 0,01; SO3 - 0,1. Шихту загружают в электропечь и плавят при температуре 1480 ± 10oC. Из расплавленной стекломассы формуют непрерывное стеклянное волокно диаметром 6-9 мкм при температуре 1260±50oC на 400-фильерных стеклоформующих агрегатах. Полученное волокно характеризуется прочностью 1030 МПа и поверхностным натяжением 0,318 Н/м.
Выщелачивание волокна осуществляют горячим раствором серной кислоты концентрацией 2N (~10%) при температуре 98 ± 2oC. Время контакта волокна с рабочим раствором кислоты 60 мин. Отмывку выщелоченного волокна от кислоты, продуктов реакции и замасливателя осуществляют водопроводной водой до pH 3-5. Окончательную отмывку волокна осуществляют обессоленной водой с одновременным его обезвоживанием.
Приготовление составов стекол, выработку и выщелачивание волокна по примерам 2, 3 осуществляют аналогично примеру 1. В табл. 1, 2 приведены составы стекол, свойства расплава, характеристики процесса выработки, свойства стеклянного и кремнеземного волокна.
В табл.3 представлены прочностные характеристики кремнеземных материалов после выдержки их при температуре эксплуатации (1000o).
Приведенные в табл. 2, 3 данные подтверждают, что введение оксидов кобальта и серы в состав стекла позволяет повысить однородность стекломассы, снизить ее поверхностное натяжение, уменьшить обрывность волокна при выработке и тем самым повысить и стабилизировать технические характеристики кремнеземных волокон и материалов на их основе.
Claims (1)
1. Стекло для производства стекловолокна, включающее SiO2, Al2O3, Na2O, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит CoO и SO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al2O3 - 2,5 - 3,5
Na2O - 20 - 25
CoO - 0,01 - 1,0
SO3 - 0,01 - 1,0
SiO2 - Остальное
2. Стекло по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по крайней мере, один оксид из группы: CaO, MgO, TiO2, FeO3, ZrO2 в количествах, мас.%:
CaO - 0,01 - 0,5
MgO - 0,01 - 0,5
TiO2 - 0,01 - 0,1
FeO3 - 0,01 - 0,5
ZrO2 - 0,01 - 0,5
3. Высокотемпературное кремнеземное волокно, включающее SiO2, Al2O3, Na2O, отличающееся тем, что оно содержит CoO и SO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al2O3 - 3 - 4
Na2O - 0,01 - 1,0
CoO - 0,01 - 1,0
SO3 - 0,01 - 1,0
SiO2 - Остальное
4. Высокотемпературное кремнеземное волокно по п.3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по крайней мере, один оксид из группы CaO, MgO, TiO2, FeO3, ZrO2 в следующем количестве, мас.%:
CaO - 0,01 - 0,5
MgO - 0,01 - 0,5
TiO2 - 0,01 - 0,1
FeO3 - 0,01 - 0,5
ZrO2 - 0,01 - 0,5
Al2O3 - 2,5 - 3,5
Na2O - 20 - 25
CoO - 0,01 - 1,0
SO3 - 0,01 - 1,0
SiO2 - Остальное
2. Стекло по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по крайней мере, один оксид из группы: CaO, MgO, TiO2, FeO3, ZrO2 в количествах, мас.%:
CaO - 0,01 - 0,5
MgO - 0,01 - 0,5
TiO2 - 0,01 - 0,1
FeO3 - 0,01 - 0,5
ZrO2 - 0,01 - 0,5
3. Высокотемпературное кремнеземное волокно, включающее SiO2, Al2O3, Na2O, отличающееся тем, что оно содержит CoO и SO3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Al2O3 - 3 - 4
Na2O - 0,01 - 1,0
CoO - 0,01 - 1,0
SO3 - 0,01 - 1,0
SiO2 - Остальное
4. Высокотемпературное кремнеземное волокно по п.3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит, по крайней мере, один оксид из группы CaO, MgO, TiO2, FeO3, ZrO2 в следующем количестве, мас.%:
CaO - 0,01 - 0,5
MgO - 0,01 - 0,5
TiO2 - 0,01 - 0,1
FeO3 - 0,01 - 0,5
ZrO2 - 0,01 - 0,5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000126661A RU2165393C1 (ru) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000126661A RU2165393C1 (ru) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2165393C1 true RU2165393C1 (ru) | 2001-04-20 |
Family
ID=20241325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000126661A RU2165393C1 (ru) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165393C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8211195B2 (en) * | 2006-05-26 | 2012-07-03 | Propex Inc. | Hot gas filtration fabrics with silica and flame resistant fibers |
RU2471731C2 (ru) * | 2011-03-24 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Стеклопластик" | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе |
RU2737438C1 (ru) * | 2020-06-18 | 2020-11-30 | Акционерное общество "НПО Стеклопластик" | Способ получения высокотемпературостойкого кремнеземного волокна |
-
2000
- 2000-10-25 RU RU2000126661A patent/RU2165393C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8211195B2 (en) * | 2006-05-26 | 2012-07-03 | Propex Inc. | Hot gas filtration fabrics with silica and flame resistant fibers |
RU2471731C2 (ru) * | 2011-03-24 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Стеклопластик" | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе |
RU2737438C1 (ru) * | 2020-06-18 | 2020-11-30 | Акционерное общество "НПО Стеклопластик" | Способ получения высокотемпературостойкого кремнеземного волокна |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7704902B2 (en) | Glass fibre compositions | |
US6794322B2 (en) | Low-boron glass fibers and glass compositions for making the same | |
US4363878A (en) | Alkali- and heat-resistant inorganic fiber | |
AU692712B2 (en) | Boron-free glass fibers | |
JP5295775B2 (ja) | ガラス組成 | |
CN101597140B (zh) | 一种高强度高模量玻璃纤维 | |
US4764487A (en) | High iron glass composition | |
FR2768144A1 (fr) | Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques | |
US20010011058A1 (en) | Heat-resistant glass fiber and process for the production thereof | |
AU2007296024B2 (en) | Compositions for mineral wools | |
CN104973791A (zh) | 一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺 | |
FR2867775A1 (fr) | Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques | |
CA1106413A (en) | Glass composition for fiberization | |
SU1724613A1 (ru) | Стекло дл изготовлени минерального волокна | |
KR20130067421A (ko) | 염용해성이 향상된 미네랄울 섬유 조성물 및 이로부터 얻어진 미네랄울 섬유를 함유하는 건축자재 | |
FR2867776A1 (fr) | Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques | |
US3085887A (en) | Glass composition | |
RU2165393C1 (ru) | Стекло для производства стекловолокна и высокотемпературное кремнеземное волокно на его основе | |
US3560177A (en) | Manufacture of glass fibers | |
US3928049A (en) | Alkali-resistant mineral fibers useful for the reinforcement of various moulded articles | |
KR101887211B1 (ko) | 내열성 알루미노실리케이트 유리 섬유 및 이의 생산을 위한 방법 및 이의 용도 | |
CN104973792A (zh) | 一种耐热玻璃纤维布 | |
JPS5849501B2 (ja) | 硝子繊維用硝子組成物 | |
RU2737438C1 (ru) | Способ получения высокотемпературостойкого кремнеземного волокна | |
CA2223603C (en) | Boron-free glass fibers |