RU2263639C1 - Glass for manufacturing fiber glass - Google Patents

Glass for manufacturing fiber glass Download PDF

Info

Publication number
RU2263639C1
RU2263639C1 RU2004130939/03A RU2004130939A RU2263639C1 RU 2263639 C1 RU2263639 C1 RU 2263639C1 RU 2004130939/03 A RU2004130939/03 A RU 2004130939/03A RU 2004130939 A RU2004130939 A RU 2004130939A RU 2263639 C1 RU2263639 C1 RU 2263639C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
tio
cao
mgo
sio
Prior art date
Application number
RU2004130939/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Н. Трофимов (RU)
Н.Н. Трофимов
А.Н. Трофимов (RU)
А.Н. Трофимов
Ю.И. Колесов (RU)
Ю.И. Колесов
О.Ф. Бейнарович (RU)
О.Ф. Бейнарович
В.Н. Зуева (RU)
В.Н. Зуева
А.И. Колесова (RU)
А.И. Колесова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик"
Priority to RU2004130939/03A priority Critical patent/RU2263639C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263639C1 publication Critical patent/RU2263639C1/en

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: glass industry.
SUBSTANCE: invention relates to glass compositions, in particular, to compositions of boron-free alkali-free glass. Glass for manufacturing continuous glass fiber comprises the following components: SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, R2O (wherein R2O means alkaline metal oxides Na2O, K2)) and ZrO2 taken in the following ratio, wt.-%: SiO2, 58.0-60.0; Al2O3, 12.0-14.0; CaO, 20.0-22.0; MgO, 3.0-5.0; TiO2, 0.01-1.9; ZrO2, 0.01-2.0; R2O, up to 1.0. Proposed glass shows a vitrification point 740-770°C, a shift deformation point 830-860°C, and chemical stability - the 1-st hydrolytic class. Softening point of glass corresponding to viscosity value lg 7.6 is in the range 910-920°C. Invention provides the development of chemically and thermally stable, continuous glass fiber that can be used in reinforcement of glass-plastic articles, making roving and fabrics for different designation, among them, insulating as reinforcing materials for glass-plastic materials used in acid, neutral and alkaline media.
EFFECT: improved and valuable properties of glass.
2 tbl

Description

Изобретение относится к составам стекол, в частности к составам безборного бесщелочного стекла, для производства химически и термически стойкого стеклянного волокна, которое может быть использовано для изготовления ровингов и тканей различного назначения, в том числе электроизоляционного, в качестве армирующих материалов для стеклопластиковых изделий, используемых в кислых, нейтральных и щелочных средах.The invention relates to glass compositions, in particular to non-alkali glassless compositions, for the production of chemically and thermally resistant glass fibers, which can be used for the manufacture of rovings and fabrics for various purposes, including electrical insulation, as reinforcing materials for fiberglass products used in acidic, neutral and alkaline environments.

Известен состав стекла для производства стеклянного волокна (патент США №3847626, кл. С 03 С 13/00, 12.11.1974 г.), мас.%:The known composition of glass for the production of glass fiber (US patent No. 3847626, class C 03 C 13/00, 11/12/1974), wt.%:

SiO2 SiO 2 54.0-60,054.0-60.0 Al2О3 Al 2 About 3 9,0-14,59.0-14.5 CaOCaO 17,0-24,017.0-24.0 TiO2 TiO 2 3,0-5,03.0-5.0 MgOMgO 1,5-4,51,5-4,5

Стекло может содержать в примесных количествах оксиды щелочных металлов (Na2O, К2О, Li2O).Glass may contain alkali metal oxides (Na 2 O, K 2 O, Li 2 O) in impurity amounts.

Недостатками этих составов являются невысокие значения температуры размягчения и химической стойкости получаемого на их основе стекловолокна. Кроме того, данные стекла содержат TiO2 в количестве более 2%, что отрицательно сказывается на теплопрозрачности стекол.The disadvantages of these compositions are the low softening temperature and chemical resistance of the glass fiber obtained on their basis. In addition, these glasses contain TiO 2 in an amount of more than 2%, which negatively affects the thermal transparency of the glasses.

Также известен состав стекла для производства стеклянного волокна (патент США №3876481, кл. С 03 С 13/00, 08.04.1975 г.) - аналог, мас.%:Also known is the composition of glass for the production of glass fiber (US patent No. 3876481, class C 03 C 13/00, 04/08/1975) - analogue, wt.%:

SiO2 SiO 2 55,0-63,055.0-63.0 Al2O3 Al 2 O 3 11,0-18,011.0-18.0 CaOCaO 9,0-25,09.0-25.0 MgOMgO 0-10,00-10,0 Li2OLi 2 O 0,3-2,50.3-2.5 Na2ONa 2 O 0-2,50-2.5 К2OK 2 O 0-2,50-2.5 Fe2O3 Fe 2 O 3 0-1,00-1.0 SrOSro 0-1,50-1.5 BaOBao 0-2,50-2.5 ZnOZno 0-4,00-4.0 MnOMnO 0-1,50-1.5 TiO2 TiO 2 2,0-5,02.0-5.0 ZrO2 ZrO 2 0-2,00-2.0

Недостатком этого состава является высокое содержание щелочных оксидов, отрицательно влияющих на диэлектрические свойства стеклянных волокон, а также недостаточная прочность и химическая стойкость стекловолокон на его основе и обязательное содержание оксида лития.The disadvantage of this composition is the high content of alkaline oxides that adversely affect the dielectric properties of glass fibers, as well as the insufficient strength and chemical resistance of glass fibers based on it and the required content of lithium oxide.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является состав стекла для производства стеклянного волокна, описанный в патенте США №4542106, кл. С 03 С 13/00, 17.09.1985 г. - прототип, включающий, мас.%:The closest in technical essence to the claimed composition is the composition of glass for the production of glass fiber, described in US patent No. 4542106, CL. С 03 С 13/00, 09/17/1985 - a prototype, including, wt.%:

SiO2 SiO 2 58,0-60,058.0-60.0 Al2O3 Al 2 O 3 11,0-13,011.0-13.0 CaOCaO 21,0-23,021.0-23.0 MgOMgO 2,0-4,02.0-4.0 TiO2 TiO 2 1,0-181,0-18 Na2O+K2ONa 2 O + K 2 O до 1up to 1

Недостатками известного состава являются недостаточная химическая стойкость, а также невысокая температура размягчения.The disadvantages of the known composition are insufficient chemical resistance, as well as a low softening temperature.

Технический результат настоящего изобретения заключается в создании состава стекла для выработки стеклянного волокна, обеспечивающего изделиям на его основе химическую стойкость в кислых, щелочных и нейтральных средах, а также повышенную термостойкость.The technical result of the present invention is to create a glass composition for the production of glass fiber, which provides products based on it with chemical resistance in acidic, alkaline and neutral environments, as well as increased heat resistance.

Этот результат достигается тем, что стекло для производства непрерывного стекловолокна, включающее SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, R2O (где R2O - оксиды щелочных металлов Na2O, K2O), дополнительно содержит ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:This result is achieved by the fact that glass for the production of continuous glass fiber, including SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, TiO 2 , R 2 O (where R 2 O are alkali metal oxides Na 2 O, K 2 O), additionally contains ZrO 2 in the following ratio of components, wt.%:

SiO2 SiO 2 58,0-60,058.0-60.0 Al2O3 Al 2 O 3 12,0-14,012.0-14.0 CaOCaO 20,0-22,020.0-22.0 MgOMgO 3,0-5,03.0-5.0 TiO2 TiO 2 0,01-1,90.01-1.9 ZrO2 ZrO 2 0,01-2,00.01-2.0 R2O(Na2O+K2O)R 2 O (Na 2 O + K 2 O) до 1,0up to 1.0

причем стекло обладает температурой стеклования 740-770°С, температурой деформации сдвига 830-860°С и химстойкостью - 1-й гидролитический класс.moreover, the glass has a glass transition temperature of 740-770 ° C, a shear strain temperature of 830-860 ° C and chemical resistance - the 1st hydrolytic class.

Конкретные примеры предложенного стекла для производства стекловолокна представлены в таблице 1.Specific examples of the proposed glass for the production of fiberglass are presented in table 1.

Таблица 1Table 1 Химсостав, оксиды, мас.%Chemical composition, oxides, wt.% ПримерыExamples 11 22 33 SiO2 SiO 2 59,059.0 58,058.0 60,060.0 Al2О3 Al 2 About 3 13,013.0 14,014.0 12,012.0 CaOCaO 21.021.0 20,020,0 22,022.0 MgOMgO 4,04.0 5,05,0 3,03.0 TiO2 TiO 2 1,51,5 1,01,0 1,91.9 ZrO2 ZrO 2 1,01,0 0,050.05 0,60.6 R2O(K2O+Na2O)R 2 O (K 2 O + Na 2 O) 0,50.5 0,50.5 0,50.5

Ниже в таблице 2 приводятся некоторые физико-химические характеристики предлагаемого состава.Table 2 below shows some physico-chemical characteristics of the proposed composition.

Таблица 2table 2 Физико-химические характеристики стеклаPhysico-chemical characteristics of glass ПримерыExamples 11 22 33 Температура варки стекла, °СGlass melting temperature, ° С 15701570 15601560 15801580 Температура верхнего предела кристаллизации, °СThe temperature of the upper crystallization limit, ° C 11701170 11601160 11901190 Температура, соответствующая вязкости Ig 2, °СThe temperature corresponding to the viscosity of Ig 2, ° C 12701270 12751275 12801280 Температура размягчения при вязкости Ig 7,6, °СSoftening point with a viscosity of Ig 7.6, ° C 917917 910910 914914 Температура стеклования, Tg (Ig 13), °СGlass transition temperature, Tg (Ig 13), ° С 760760 740740 770770 Температура деформации сдвига, Т (Ig 9), °CShear strain temperature, T (Ig 9), ° C 845845 830830 860860 Плотность, кг/м3 Density, kg / m 3 26802680 26902690 26702670 Химическая стойкость волокон (потеря массы после кипячения в течение 3-х часов), мг:
Н2О
1н. HCl
2н. NaOHChemical resistance of fibers (weight loss after boiling for 3 hours), mg:
H 2 O
1n Hcl
2n. NaOH 17
90
31017
90
310 13
97
325thirteen
97
325 15
85
300fifteen
85
300 Модуль упругости, МПаModulus of elasticity, MPa 74007400 74507450 73507350 Прочность на растяжение, МПаTensile strength, MPa 34003400 33003300 33503350 Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц и 20°СDielectric constant at 10 6 Hz and 20 ° C 7,767.76 7,707.70 7,697.69 Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц и 20°CDielectric loss tangent at 10 6 Hz and 20 ° C 29 104 29 10 4 32104 3210 4 28 104 28 10 4 Удельное объемное сопротивление, Ом·мVolume resistivity, Ohm · m 1012 10 12 1012 10 12 1012 10 12

Для получения непрерывного стеклянного волокна предлагаемого состава готовят шихту, которую загружают в печь и плавят при температуре 1570±10°С. Из расплавленной стекломассы формуют непрерывное стеклянное волокно диаметром 6-20 мкм при температуре 1280-1330°С на 400-фильерном стеклоплавильном аппарате. Полученное волокно характеризуется прочностью 3300-3500 МПа.To obtain a continuous glass fiber of the proposed composition, a mixture is prepared, which is loaded into the furnace and melted at a temperature of 1570 ± 10 ° C. A molten glass melt is used to form a continuous glass fiber with a diameter of 6-20 μm at a temperature of 1280-1330 ° C on a 400-die glass melting apparatus. The resulting fiber is characterized by a strength of 3300-3500 MPa.

В результате использования изобретения создано химически и термически стойкое стеклянное волокно, пригодное для армирования стеклопластиковых изделий, изготовления ровингов и тканей различного назначения и т.п.As a result of the use of the invention, a chemically and thermally resistant glass fiber is created suitable for reinforcing fiberglass products, manufacturing rovings and fabrics for various purposes, etc.

Claims (1)

Стекло для производства непрерывного стекловолокна, содержащее SiO2, Al2О3, CaO, MgO, TiO2, R2O (где R2O - оксиды щелочных металлов Na2O, К2О), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:Glass for the production of continuous glass fiber containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, TiO 2 , R 2 O (where R 2 O are alkali metal oxides Na 2 O, K 2 O), characterized in that it further comprises ZrO 2 in the following ratio of components, wt.%: SiO2 SiO 2 58,0-60,058.0-60.0 Al2О3 Al 2 About 3 12,0-14,012.0-14.0 CaO CaO 20,0-22,020.0-22.0 MgO MgO 3,0-5,03.0-5.0 TiO2 TiO 2 0,01-1,90.01-1.9 ZrO2 ZrO 2 0,01-2,00.01-2.0 R2O(Na2O+K2O) R 2 O (Na 2 O + K 2 O) До 1,0Up to 1.0
причем стекло обладает температурой стеклования 740-770°С, температурой деформации сдвига 830-860°С и химстойкостью -1-й гидролитический класс.moreover, the glass has a glass transition temperature of 740-770 ° C, a shear strain temperature of 830-860 ° C and chemical resistance of the 1st hydrolytic class.
RU2004130939/03A 2004-10-22 2004-10-22 Glass for manufacturing fiber glass RU2263639C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130939/03A RU2263639C1 (en) 2004-10-22 2004-10-22 Glass for manufacturing fiber glass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004130939/03A RU2263639C1 (en) 2004-10-22 2004-10-22 Glass for manufacturing fiber glass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2263639C1 true RU2263639C1 (en) 2005-11-10

Family

ID=35865411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004130939/03A RU2263639C1 (en) 2004-10-22 2004-10-22 Glass for manufacturing fiber glass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263639C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102603197A (en) * 2011-12-20 2012-07-25 内江华原电子材料有限公司 Method for producing alkali-free glass fiber by taking industrial slag as raw material
CN102730976A (en) * 2011-04-11 2012-10-17 重庆国际复合材料有限公司 Organic or inorganic fiberglass for enhancement, and composition thereof
RU2513903C1 (en) * 2012-12-24 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" Glass for producing continuous glass fibre
RU2531951C2 (en) * 2008-12-22 2014-10-27 ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КЭПИТАЛ, ЭлЭлСи Composition for high-strength glass fibres and fibres formed from said composition
RU2563009C2 (en) * 2009-08-03 2015-09-10 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Glass compositions and fibres made therefrom
US9593038B2 (en) 2009-08-03 2017-03-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions and fibers made therefrom
RU2641808C2 (en) * 2011-09-09 2018-01-22 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Compositions of glass and fibre produced therefrom
US10487007B2 (en) 2009-08-03 2019-11-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions and fibers made therefrom
RU2732764C1 (en) * 2017-08-30 2020-09-22 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Glass fibre composition and glass fibre and composite material based thereon

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531951C2 (en) * 2008-12-22 2014-10-27 ОСВ ИНТЕЛЛЕКЧУАЛ КЭПИТАЛ, ЭлЭлСи Composition for high-strength glass fibres and fibres formed from said composition
US9593038B2 (en) 2009-08-03 2017-03-14 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions and fibers made therefrom
US10377663B2 (en) 2009-08-03 2019-08-13 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods to make glass compositions and fibers made therefrom
RU2563009C2 (en) * 2009-08-03 2015-09-10 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Glass compositions and fibres made therefrom
US9556059B2 (en) 2009-08-03 2017-01-31 Hong Li Glass compositions and fibers made therefrom
US10487007B2 (en) 2009-08-03 2019-11-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions and fibers made therefrom
US9862638B2 (en) 2009-08-03 2018-01-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Methods to make glass compositions and fibers made therefrom
CN102730976A (en) * 2011-04-11 2012-10-17 重庆国际复合材料有限公司 Organic or inorganic fiberglass for enhancement, and composition thereof
RU2641808C2 (en) * 2011-09-09 2018-01-22 ПиПиДжи ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. Compositions of glass and fibre produced therefrom
CN102603197A (en) * 2011-12-20 2012-07-25 内江华原电子材料有限公司 Method for producing alkali-free glass fiber by taking industrial slag as raw material
RU2513903C1 (en) * 2012-12-24 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" Glass for producing continuous glass fibre
RU2732764C1 (en) * 2017-08-30 2020-09-22 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Glass fibre composition and glass fibre and composite material based thereon
RU2732764C9 (en) * 2017-08-30 2021-06-29 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Glass fibre composition and glass fibre and composite material based thereon
US11339085B2 (en) 2017-08-30 2022-05-24 Jushi Group Co., Ltd. Glass fiber composition, glass fiber and composite material thereof
US11884575B2 (en) 2017-08-30 2024-01-30 Jushi Group Co., Ltd. Glass fiber composition, glass fiber and composite material thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101503279B (en) Novel glass fibre composition
US10562810B2 (en) Low dielectric glass composition, fibers, and article
US8476175B2 (en) Glass strands and composites having an organic and/or inorganic matrix containing said strands
CA2769401C (en) Improved modulus, lithium free glass
US4199364A (en) Glass composition
JPS5824385B2 (en) fiberglass composition
CN101318769B (en) Environment friendly heavy-lanthanide flint optical glass
US20100184345A1 (en) Glass yarns suitable for reinforcing organic and/or inorganic materials
TW201400430A (en) Zircon compatible, ion exchangeable glass with high damage resistance
JP2001080933A (en) Crystal glass not containing lead and barium
GB2237017A (en) Alkali-resistant glass for forming glass fibres.
CA2768829A1 (en) Glass compositions and fibers made therefrom
ES2969102T3 (en) Composition of electronic grade fiberglass, glass fiber and electronic fabric thereof
EP3887328A2 (en) High performance fiberglass composition with improved specific modulus
US20220204391A1 (en) High performance fiberglass composition with improved elastic modulus
WO2008065937A1 (en) Optical glass
US11919802B2 (en) Electronic-grade glass fiber composition, and glass fiber and electronic fabric thereof
WO2012001656A2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
RU2263639C1 (en) Glass for manufacturing fiber glass
JPH1059741A (en) Non-alkali glass and its production
JP2023512885A (en) Glass fiber with low coefficient of thermal expansion
JP2023510200A (en) Fiberglass composition for higher modulus
US8298974B2 (en) Optical glass
US11247934B2 (en) Optical boroaluminate glasses
JP3771073B2 (en) Glass fiber