RU2502687C2 - Стекловолокна и композитные материалы с органической и/или неорганической матрицей, содержащие указанные волокна - Google Patents

Стекловолокна и композитные материалы с органической и/или неорганической матрицей, содержащие указанные волокна Download PDF

Info

Publication number
RU2502687C2
RU2502687C2 RU2010147651/03A RU2010147651A RU2502687C2 RU 2502687 C2 RU2502687 C2 RU 2502687C2 RU 2010147651/03 A RU2010147651/03 A RU 2010147651/03A RU 2010147651 A RU2010147651 A RU 2010147651A RU 2502687 C2 RU2502687 C2 RU 2502687C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glass
cao
sio
fibers
equal
Prior art date
Application number
RU2010147651/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010147651A (ru
Inventor
Эмманюэль Леконт
Original Assignee
Сэн-Гобэн Текникл Фэбрикс Юроп
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 Сэн-Гобэн Текникл Фэбрикс Юроп filed Critical Сэн-Гобэн Текникл Фэбрикс Юроп
Publication of RU2010147651A publication Critical patent/RU2010147651A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2502687C2 publication Critical patent/RU2502687C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2915—Rod, strand, filament or fiber including textile, cloth or fabric
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/608—Including strand or fiber material which is of specific structural definition
    • Y10T442/614—Strand or fiber material specified as having microdimensions [i.e., microfiber]
    • Y10T442/623—Microfiber is glass

Abstract

Изобретение относится к стекловолокнам, предназначенным, в частности, для получения композитных материалов с органической и/или неорганической матрицей, в состав которых входят следующие компоненты в определенных ниже пределах, выраженных в весовых процентах: SiO2 57-65%, Аl2О3 15-23%, SiO2+Al2O3>79%, СаО 1-10%, MgO 6-12%, Li2O 1-3%, предпочтительно 1-2%, BaO+SrO 0-3%, В2О3 0-3%, TiO2 0-3%, Na2O+K2O<2%, F2 0-1%, Fe2O3<1%. Эти волокна образованы из стекла, предлагающего превосходный компромисс между механическими свойствами, выраженными удельным модулем Юнга, и условиями плавления и формования волокон. Техническим результатом изобретения является повышение удельного модуля Юнга. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к волокнам ("или нитям") из стекла, в частности текстильным волокнам, которые могут быть получены способом, состоящим в механическом вытягивании нитей расплавленного стекла, вытекающих из отверстий, расположенных в основании фильеры, обычно нагреваемой тепловым эффектом электрического тока. Эти стекловолокна предназначены, в частности, для получения сеток и тканей, использующихся в композитных материалах с органической и/или неорганической матрицей.
Более точно, настоящее изобретение направлено на стекловолокна, имеющие повышенный удельный модуль Юнга и имеющие особенно выгодный состав, включающий четыре компонента типа SiO2-Al2O3-CaO-MgO.
Область стекловолокон, которые могут применяться для получения таких композитных материалов, является очень специфической областью в промышленности стекла. Эти волокна делаются из стекла особого состава, причем используемое стекло должно быть способным к вытягиванию в виде филаментов диаметром несколько микрон способом, указанным выше, и должно позволять образование непрерывных волокон, способных улучшать механические свойства указанных выше органических и/или неорганических матриц.
В определенных приложениях, в частности в авиапромышленности, стремятся получить композитные детали большого размера, способные функционировать в динамических условиях, и которые, следовательно, могут выдерживать повышенные механические напряжения. Эти детали чаще всего имеют в основе органические и/или неорганические материалы и волокнистый материал, например стекловолокна, которые, как правило, занимают более 50% объема.
Улучшение механических свойств и эффективности таких композитных деталей проходит через улучшение механических характеристик стекловолокон, в частности удельного модуля Юнга.
В других приложениях, связанных со строительством, является обычным, например, использовать стекловолокна, в частности, в виде сетки для повышения сопротивления растрескиванию штукатурки фасадов зданий. Искомыми свойствами в этом случае будут хорошая механическая прочность стекловолокна и высокая стабильность размеров сетки.
В частности, свойства стекловолокон регулируются в основном составом стекла, из которого они образованы. Самые известные стекловолокна, использующиеся в композитных материалах на основе органических и/или неорганических материалов, образованы из стекла E или R.
В композитных материалах волокна из стекла E часто используются как есть, благоприятно после того, как подвергнутся операции скручивания (текстильные волокна), или в виде организованных сборок, таких, как сетки или ткани. Условия, в которых можно формировать волокна из стекла E, очень благоприятные: рабочая температура, соответствующая температуре, при которой стекло имеет вязкость, близкую к 1000 пуаз, относительно низкая, порядка 1200°C, температура ликвидуса примерно на 120°C ниже рабочей температуры, и скорость расстекловывания низкая.
Состав стекла E, определенный в стандарте ASTM D578-98 для применения в области электроники и авиации, следующий (в весовых процентах): 52-56% SiO2; 12-16% Al2O3; 16-25% CaO; 5-10% B2O3; 0-5% MgO; 0-2% Na2O+K2O; 0-0,8% TiO2; 0,05-0,4% Fe2O3; 0-1% F2.
Однако стекло E в массе имеет относительно низкий удельный модуль Юнга, порядка 33 МПа/кг/м3.
В стандарте ASTM D578-98 описаны другие стекловолокна E, возможно без бора. Эти волокна имеют следующий состав (в весовых процентах): 52-62% SiO2; 12-16% Al2O3; 16-25% CaO; 0-10% B2O3; 0-5% MgO; 0-2% Na2O+K2O; 0-1,5% TiO2; 0,05-0,8% Fe2O3; 0-1% F2.
Условия формования волокон из стекла E без бора являются хуже, чем для стекла E с бором, но, тем не менее, они остаются экономически приемлемыми. Удельный модуль Юнга остается на уровне характеристики, эквивалентной модулю стекла E.
Из документа US 4 199 364 известно также недорогое стекло без бора и без фтора, которое имеет механические свойства, в частности, что касается прочности на растяжение, сравнимые со свойствами стекла E.
Стекло R известно своими хорошими механическими свойствами в массе, в частности, что касается удельного модуля Юнга, который составляет порядка 33,5 МПа/кг/м3. Зато условия плавления и формование волокон являются более жесткими, чем для вышеупомянутых стекол типа E, и поэтому его конечная стоимость выше.
Состав стекла R приведен в документе FR-A-1 435 073. Он следующий (в весовых процентах): 50-65% SiO2; 20-30% Al2O3; 2-10% CaO; 5-20% MgO; 15-25% CaO+MgO; SiO2/Al2O3=2-2,8; MgO/SiO2 <0,3.
Делались другие попытки повысить механическую прочность стекловолокон, но обычно в ущерб их способности к формованию, причем применение становилось тогда более трудным или заставляло изменять существующие установки прядения волокон.
Стекловолокна, описанные в FR 1 357 393, входят в эту категорию: они имеют очень хорошую стойкость к высоким температурам (815°C или выше) и особенно благоприятные механические свойства, в частности прочность на растяжение выше 35000 кг/см2. Однако условия получения таких волокон слишком жесткие, накладывающие, в частности, температуру на уровне фильеры по меньшей мере 1475°C, причем она может доходить до 1814°C. Эти условия не позволяют прямое формование волокон из расплавленного стекла, произведенного в печи, они позволяют только непрямое формование из стекла в виде дроби.
В FR-A-2 856 055 заявители предлагают стекловолокна, которые сочетают механические свойства стекла R, в частности в отношении удельного модуля Юнга, и улучшенные характеристики плавления и формования волокон, приближающиеся к характеристикам стекла E. Стекло, из которого состоят эти волокна, содержит следующие компоненты в задаваемых ниже пределах (в весовых процентах): 50-65% SiO2; 12-20% Al2O3; 13-17% CaO; 6-12% MgO; 0-3% B2O3; 0-3% TiO2; менее 2% Na2O+K2O; 0-1% F2 и менее 1% Fe2O3.
В документе FR-A-2 879 591 указанный состав стекловолокон улучшен добавлением 0,1-0,8% Li2O и выбором отношения CaO/MgO, которое меньше или равно 2 и предпочтительно больше или равно 1,3.
Задачей настоящего изобретения является получить филаменты, состоящие из стекла, имеющего повышенный удельный модуль Юнга, которые могут быть получены в обычных условиях прямого формования волокон, которые предписывают, в частности, чтобы стекло имело температуру ликвидуса меньше или равную 1250°C, предпочтительно не выше 1230°C.
Эта задача достигается благодаря стекловолокнам, в состав которых входят следующие компоненты в определяемых ниже пределах, выраженных в весовых процентах:
SiO2 57-65%
Аl2О3 15-23%
SiO2+Al2O3 >79%
СаО 1-10%
МgО 6-12%
Li2O 1-3%, предпочтительно 1-2%
BaO+SrO 0-3%
В2О3 0-3%
TiO2 0-3%
Na2O+K2O <2%
F2 0-1%
Fe2O3 <1%
Оксид кремния SiO2 является одним из оксидов, которые образуют решетку стекол согласно изобретению, и играет важную роль для их стабильности. В рамках изобретения, когда содержание оксида кремния ниже 50%, вязкость стекла становится слишком низкой, и повышаются риски расстекловывания при формовании волокон. При содержании выше 65% стекло становится слишком вязким и трудным для расплавления. Предпочтительно, содержание оксида кремния составляет от 58 до 63%.
Оксид алюминия Al2O3 также является компонентом, формирующим решетку стекол согласно изобретению, и в комбинации с оксидом кремния играет существенную роль с точки зрения модуля. В рамках пределов, задаваемых согласно изобретению, уменьшение процентной доли этого оксида ниже 12% влечет снижение удельного модуля Юнга и способствует повышению максимальных скоростей расстекловывания, тогда как слишком сильное увеличение процентного содержания этого оксида, выше 23%, вызывает риски расстекловывания и повышение вязкости. Предпочтительно, содержание оксида алюминия в выбранных составах лежит в интервале от 18 до 23%. Выгодно, когда сумма содержаний оксида кремния и оксида алюминия выше 80%, еще лучше выше 81%, что позволяет получить выгодные значения удельного модуля Юнга.
Известь CaO позволяет скорректировать вязкость и контролировать расстекловывание стекла. Содержание CaO в волокнах по изобретению является важной характеристикой. Оно составляет от 1 до 10%, предпочтительно больше или равно 3%, благоприятно больше или равно 5% и, еще лучше, больше или равно 6%. Особенно выгодно, когда содержание CaO меньше или равно 9%, еще лучше меньше или равно 8%.
Оксид магния MgO, как и CaO, играет роль разжижителя и также оказывает выгодный эффект на удельный модуль Юнга. Содержание MgO составляет от 6 до 12%, предпочтительно от 9 до 12%.
Весовое отношение CaO/MgO влияет на удельный модуль Юнга и на температуру ликвидуса стекла. При заданном содержании оксида алюминия уменьшение отношения CaO/MgO приводит к повышению удельного модуля Юнга. Предпочтительно, отношение CaO/MgO варьируется от 0,5 до 1,3, благоприятно от 0,7 до 1,1.
В составе стекла могут присутствовать другие оксиды щелочноземельных металлов, например BaO и SrO. Полное содержание этих оксидов удерживается ниже 3%, предпочтительно ниже 1%, чтобы не увеличивать плотность стекла, эффектом чего является снижение удельного модуля Юнга. Как общее правило, состав по существу не содержит BaO и SrO.
Оксид лития Li2O обязателен для получения высокого удельного модуля Юнга. Кроме того, он выполняет роль разжижителя, как и MgO. При содержании выше 3% Li2O вызывает сильное снижение рабочей температуры и, таким образом, диапазона формования (разница между рабочей температурой и температурой ликвидуса), что не позволяет больше формовать волокна из стекла в удовлетворительных условиях. При содержании ниже 1% снижение рабочей температуры недостаточное.
Li2O вносится в основном двумя сырьевыми материалами, одним синтетическим (карбонат лития), а другим натуральным (сподумен, который содержит порядка 7-8% Li2O).
Состав стекла, из которого образованы филаменты согласно изобретению, основан на выборе содержания Al2O3, отношения CaO/MgO и содержания Li2O. Комбинация этих трех параметров позволяет получить вполне удовлетворительные значения удельного модуля Юнга (больше или равные 36,5 МПа/кг/м3), имея одновременно хорошие условия для формования волокон.
Оксид бора B2O3 играет роль разжижителя. Его содержание в составе стекла по изобретению ограничено 3%, предпочтительно 2%, чтобы избежать проблем с улетучиванием и выделением загрязняющих веществ.
Оксид титана играет роль разжижителя и способствует повышению удельного модуля Юнга. Он может присутствовать в качестве примеси (тогда его содержание в композиции составляет от 0 до 1%) или добавляться намеренно. В этом последнем случае необходимо применять непривычное более дорогое сырье. Предпочтительно, содержание TiO2 ниже 2%, благоприятно ниже 1%, чтобы предотвратить, что стекло будет иметь нежелательную желтую окраску.
Na2O и K2O могут быть введены в состав по изобретению, чтобы способствовать снижению расстекловывания, и в известных случаях для снижения вязкости стекла. Содержание Na2O и K2O должно, однако, оставаться ниже 2%, чтобы избежать неблагоприятного уменьшения гидролитической стойкости стекла. Предпочтительно, состав содержит менее 0,8% этих двух оксидов.
Фтор F2 может присутствовать в составе для облегчения расплавления стекла и формования волокон. Однако его содержание ограничено 1%, так как выше этого значения могут возникать риски выделения загрязняющих веществ и коррозии огнеупоров печи.
Оксиды железа (выраженные в виде Fe2O3) в составах согласно изобретению обычно присутствуют в качестве примесей. Содержание Fe2O3 должно оставаться ниже 1%, предпочтительно меньше или равным 0,5%, чтобы не ухудшить необратимо цвет волокон и рабочие характеристики установки формования волокон, в частности, что касается теплопередачи в печи.
Предпочтительно, стекловолокна имеют состав, содержащий следующие компоненты в определенных ниже пределах, выраженных в весовых процентах:
SiO2 58-63%
Al2O3 18-23%
SiO2+Al2O3 >79%
CaO 5-9%, предпочтительно 6-8%
MgO 9-12%
Li2O 1-2%
BaO+SrO 0-1%
B2O3 0-2%
TiO2 0-1%
Na2O+K2O <0,8%
F2 0-1%
Fe2O3 <0,5%
Особенно выгодно, когда весовое отношение Al2O3/(Al2O3+CaO+MgO) в составе варьируется от 0,4 до 0,7, предпочтительно от 0,5 до 0,6, что позволяет получить стекло, имеющее температуру ликвидуса меньше или равную 1250°C, предпочтительно меньше или равную 1230°C.
Как общее правило, стекловолокна согласно изобретению не содержат оксид бора B2O3 и фтор F2.
Стекловолокна по изобретению получают из стекла описанного выше состава согласно следующему способу: вытягивают множество ниточек расплавленного стекла, вытекающих из множества отверстий, находящихся в основании одной или нескольких фильер, в виде одного или нескольких слоев непрерывных филаментов, затем филаменты собирают в одно или несколько волокон, которые собирают на движущуюся опору. Это может быть вращающаяся опора, когда волокна собираются в виде намоток, или опора, движущаяся поступательно, когда волокна режутся механизмом, служащим также для их вытягивания, или когда волокна выталкиваются механизмом, служащим для их вытягивания, чтобы образовать мат.
Таким образом, полученные волокна, возможно, после других операций преобразования могут находиться в разных формах: непрерывные или резаные волокна, ткани, трикотаж, пряди, ленты или маты, причем эти волокна состоят из филаментов, диаметр которых может составлять примерно от 5 до 30 микрон, предпочтительно он меньше или равен 13 мкм. Предпочтительно, волокно является волокном, подвергшимся операции скручивания.
Расплавленное стекло, питающее фильеры, получено из чистых сырьевых материалов или, чаще всего, из натуральных (то есть тех, которые могут содержать примеси в следовых количествах), причем эти материалы смешивают в подходящих пропорциях, а затем расплавляют. Температура расплавленного стекла регулируется традиционно так, чтобы позволить формование волокон и избежать проблем с расстеклованием. После сборки в виде волокон филаменты обычно покрывают замасливающей композицией в целях защиты их от истирания для облегчения их сборки, в частности, в виде сеток и тканей, и чтобы способствовать их позднейшему соединению с органическими и/или неорганическими веществами композитных материалов.
Композитные материалы, полученные из волокон по изобретению, содержат по меньшей мере один органический и/или по меньшей мере один неорганический материал и стекловолокна, причем по меньшей мере часть волокон является волокнами согласно изобретению.
Стекловолокна по изобретению могут использоваться в приложениях любого типа, и их применение не ограничено упомянутыми выше областями авиации и строительства. В частности, указанные волокна могут применяться для изготовления продуктов, получаемых ламинированием.
Следующие примеры позволяют проиллюстрировать изобретение, но не ограничивают его.
Стекловолокна, состоящие из стеклянных нитей диаметром 13 мкм, получены вытягиванием расплавленного стекла, имеющего состав, показанный в таблице 1, выраженный в весовых процентах.
Обозначим T(log η=3) температуру, при которой вязкость стекла равна 103 пуаз (дециПаскаль на секунду).
Обозначим Tliquidus температуру ликвидуса стекла, соответствующую температуре, при которой наиболее тугоплавкая фаза, которая может расстекловываться в стекле, имеет нулевую скорость роста, таким образом, эта температура соответствует температуре плавления этой расстеклованной фазы.
Приводятся значения удельного модуля Юрга стекла в массе, рассчитанные из модуля Юнга, измеренного согласно стандарту ASTM C1259-01, и плотности, измеренной по методу Архимеда. В качестве сравнительных примеров даны измерения для стекол E, R и S (согласно примеру 1 документа FR 1 357 393) и стекла согласно FR 2 879 591 (сравнительный пример 1).
Оказалось, что примеры согласно изобретению имеют отличный компромисс между характеристиками плавления и формования волокон и механическими свойствами. Эти характеристики формования являются особенно благоприятными, в частности, имея температуру ликвидуса порядка 1210-1230°C, заметно более низкую, чем у стекол R и S. Диапазон формования волокон по примерам 1-4 является положительным, с разницей между T(log η=3) и Tliquidus, больше или равной 60°C (пример 4), 70°C (пример 1) или 80°C (пример 2), или порядка 90°C (пример 3).
Удельный модуль Юнга у стекла, полученного из составов согласно примерам 1 и 2, заметно выше, чем у стекла E и также улучшен по сравнению со стеклом R и стеклом из сравнительного примера 1.
Таким образом, примечательно, что со стеклами согласно изобретению достигаются ощутимо лучшие механические свойства, чем у стекла R, при одновременном существенном снижении температуры формования волокон, приближающейся к значению, полученному для стекла E. Стекла из примеров 1-4 создают прекрасную альтернативу стеклу S благодаря очень сильному снижению температуры ликвидуса (220°C, 230 и 210°C, соответственно) и рабочей температуры (179, 165, 172 и 176 °C, соответственно), сохраняя относительно высокий удельный модуль Юнга.
Кроме того, стекловолокна согласно изобретению имеют улучшенную водостойкость и улучшенную стойкость к щелочам по сравнению со стеклом E.
Стекловолокна согласно изобретению являются более дешевыми, чем волокна из стекла R, которые они могут с выгодой заменять во всех приложениях, в частности, в которых используются текстильные волокна.
Таблица 1
  Пр.1 Пр.2 Пр.3 Пр.4 Стекло E (сравнение) Стекло R
(сравнение)		 Стекло S
(сравнение)		 Сравнительный пример 1
SiO2(%) 60,50 60,90 60,60 60,20 54,40 60,00 65,00 60,50
Al2O3 (%) 19,90 18,30 20,50 21,50 14,50 25,00 25,00 16,00
CaO (%) 7,70 8,30 6,80 5,80 21,20 9,00 - 13,50
MgO (%) 9,50 10,00 9,30 9,30 0,30 6,00 10,00 8,35
Na2O (%) 0,20 - 0,20 0,20 0,60 - - -
K2O (%) 0,50 - 0,50 0,50 - - - -
Li2O (%) 1,40 1,30 1,65 2,00 7,30 - - 0,75
TiO2 (%) 0,13 - 0,17 0,10 - - - -
Fe2O3 (%) - - 0,20 0,20 - - - -
CaO/MgO 0,81 0,83 0,73 0,62 70,66 1,5 0 1,61
T(log η=3) (°C) 1293 1307 1300 1296 1203 1410 1472 1279
Tliquidus (°C) 1220 1220 1210 1230 1080 1330 1440 1200
T(log η=3) - Tliquidus (°C) 73 87 90 66 123 80 32 79
Удельный модуль Юнга (МПа/кг/м3) 36,7 36,5 36,7 36,9 33,3 35,5 37,4 35,6
DGG (мг) н.д. 6,9 - - 8,0 3,3 н.д. н.д.
Щелочность (мг) н.д. 1,2 - - 1,4 0,4 н.д. н.д.
н.д.: нет данных

Claims (12)

1. Стекловолокно, предназначенное, в частности, для получения композитных материалов с органической и/или неорганической матрицей, в состав которого входят следующие компоненты в определенных ниже пределах, вес.%:
SiO2 57-65 Аl2О3 15-23 SiO2+Al2O3 >79 СаО 1-10 MgO 6-12 Li2O 1-3, предпочтительно 1-2 BaO+SrO 0-3 В2О3 0-3 ТЮ2 0-3 Na2O+K2O <2 F2 0-1 Fe2O3 <1
2. Стекловолокно по п.1, отличающееся тем, что его состав имеет содержание SiO2+Al2O3 выше 80%, предпочтительно выше 81%.
3. Стекловолокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что состав имеет содержание СаО больше или равное 3%, предпочтительно больше или равное 5% и благоприятно больше или равное 6%.
4. Стекловолокно по п.3, отличающееся тем, что содержание СаО меньше или равно 9%, предпочтительно меньше или равно 8%.
5. Стекловолокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что весовое отношение CaO/MgO в составе варьируется от 0,5 до 1,3, предпочтительно от 0,7 до 1,1.
6. Стекловолокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что весовое отношение Аl2О3/(Аl2О3+СаО+МgO) в составе варьируется от 0,4 до 0,7, предпочтительно от 0,5 до 0,6.
7. Стекловолокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что в его состав входят следующие компоненты, вес.%:
SiO2 58-63 Аl2О3 18-23 SiO2+Al2O3 >79 СаО 5-9, предпочтительно 6-8 MgO 9-12 Li2O 1-2 BaO+SrO 0-1 В2О3 0-2 TiO2 0-1 Na2O+K2O <0,8 F2 0-1 Fe2O3 <0,5
8. Стекловолокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно не содержит В2О3 и F2.
9. Объединение стекловолокон, в частности, в виде сетки или ткани, отличающееся тем, что оно содержит стекловолокна по одному из пп.1-8.
10. Композитный материал из стекловолокна и органического и/или неорганического материала или материалов, отличающийся тем, что он содержит стекловолокна по одному из пп.1-8.
11. Состав стекла, подходящий для получения стекловолокон по одному из пп.1-8, который содержит следующие компоненты в указанных ниже пределах, вес.%:
SiO2 57-65 Al2O3 15-23 SiO2+Al2O3 >79 CaO 1-10 MgO 6-12 Li2O 1-3, предпочтительно 1-2 BaO+SrO 0-3 B2O3 0-3 TiO2 0-3 Na2O+K2O <2 F2 0-1 Fe2O3 <1
12. Состав по п.11, отличающийся тем, что он имеет диапазон формования (T(log η=3) - Tliquidus) больше или равный 60°C, предпочтительно больше или равный 70°C, благоприятно больше или равный 80°C и, еще лучше, порядка 90°C.
RU2010147651/03A 2008-04-23 2009-04-22 Стекловолокна и композитные материалы с органической и/или неорганической матрицей, содержащие указанные волокна RU2502687C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0852716 2008-04-23
FR0852716A FR2930543B1 (fr) 2008-04-23 2008-04-23 Fils de verre et composites a matrice organique et/ou inorganique contenant lesdits fils
PCT/FR2009/050748 WO2009138661A2 (fr) 2008-04-23 2009-04-22 Fils de verre et composites a matrice organique et/ou inorganique contenant lesdits fils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010147651A RU2010147651A (ru) 2012-05-27
RU2502687C2 true RU2502687C2 (ru) 2013-12-27

Family

ID=40119360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147651/03A RU2502687C2 (ru) 2008-04-23 2009-04-22 Стекловолокна и композитные материалы с органической и/или неорганической матрицей, содержащие указанные волокна

Country Status (15)

Country Link
US (1) US8476175B2 (ru)
EP (1) EP2280911B1 (ru)
JP (1) JP5519636B2 (ru)
KR (1) KR101573100B1 (ru)
CN (1) CN102015563B (ru)
BR (1) BRPI0911345B8 (ru)
CA (1) CA2721384C (ru)
DK (1) DK2280911T3 (ru)
ES (1) ES2405582T3 (ru)
FR (1) FR2930543B1 (ru)
MX (1) MX2010011481A (ru)
PL (1) PL2280911T3 (ru)
RU (1) RU2502687C2 (ru)
SI (1) SI2280911T1 (ru)
WO (1) WO2009138661A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667170C1 (ru) * 2015-01-20 2018-09-17 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Композиция стекловолокна, стекловолокно и содержащий его композиционный материал
RU2732764C1 (ru) * 2017-08-30 2020-09-22 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Композиция стекловолокна и стекловолокно и композиционный материал на его основе

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2856055B1 (fr) * 2003-06-11 2007-06-08 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques, composites les renfermant et composition utilisee
US8586491B2 (en) 2005-11-04 2013-11-19 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom
US9187361B2 (en) * 2005-11-04 2015-11-17 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing S-glass fibers in a direct melt operation and products formed there from
US9656903B2 (en) * 2005-11-04 2017-05-23 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high strength glass fibers in a direct melt operation and products formed there from
US7799713B2 (en) * 2005-11-04 2010-09-21 Ocv Intellectual Capital, Llc Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom
JP2013500939A (ja) 2009-08-04 2013-01-10 オーシーヴィー インテレクチュアル キャピタル リミテッド ライアビリティ カンパニー 弾性率が改善されたリチウムを含まないガラス
EP2354104A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
EP2354106A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
EP2354105A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
US20130316148A1 (en) * 2010-11-29 2013-11-28 Gtm-Advanced Products B.V. Metal sheet-fiber reinforced composite laminate
US9783454B2 (en) * 2010-12-22 2017-10-10 Agy Holding Corp. High strength glass composition and fibers
EP2655276B1 (en) 2010-12-22 2019-09-18 AGY Holding Corporation High strength glass composition and fibers
EP2789592B1 (en) * 2011-12-06 2018-03-21 Nitto Boseki Co., Ltd Glass fabric and glass fiber sheet material using same
EP2789591B1 (en) * 2011-12-06 2018-09-05 Nitto Boseki Co., Ltd Glass fibers having non-circular cross sections, and fiber-reinforced resin compact using same
WO2013084892A1 (ja) * 2011-12-06 2013-06-13 日東紡績株式会社 長繊維強化熱可塑性樹脂プリフォーム及びそれを用いる繊維強化樹脂成形体
EP2838858A1 (en) 2012-04-18 2015-02-25 3B-Fibreglass SPRL Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
CN104743888B (zh) * 2014-09-22 2016-03-23 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料
CN104973792A (zh) * 2015-04-28 2015-10-14 安徽丹凤集团桐城玻璃纤维有限公司 一种耐热玻璃纤维布
CN104973791A (zh) * 2015-04-28 2015-10-14 安徽丹凤集团桐城玻璃纤维有限公司 一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺
US9944551B2 (en) 2015-05-07 2018-04-17 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions, fiberizable glass compositions, and glass fibers made therefrom
JP6972548B2 (ja) * 2016-12-28 2021-11-24 日本電気硝子株式会社 ガラス繊維用組成物及びガラス繊維、ガラス繊維を含有するガラス繊維含有複合材料、並びにガラス繊維の製造方法
CN116282906A (zh) * 2017-06-29 2023-06-23 日本板硝子株式会社 玻璃组合物和使用了该玻璃组合物的玻璃制品
CN110809565B (zh) * 2017-06-29 2023-03-31 日本板硝子株式会社 玻璃组合物和使用了该玻璃组合物的玻璃制品
WO2019051148A1 (en) * 2017-09-07 2019-03-14 Peiser Mark C GLASS COMPOSITIONS AND ASSOCIATED METHODS
MX2020006064A (es) 2017-12-19 2020-08-24 Ocv Intellectual Capital Llc Composicion de fibra de vidrio de alto rendimiento.
CN108373268A (zh) * 2018-04-08 2018-08-07 重庆国际复合材料股份有限公司 一种高模量玻璃纤维组合物以及玻璃纤维
KR102585391B1 (ko) * 2018-07-25 2023-10-06 삼성디스플레이 주식회사 커버 글래스, 이의 제조 방법, 및 커버 글래스를 포함하는 표시장치
BR112021010112A2 (pt) * 2018-11-26 2021-08-24 Owens Corning Intellectual Capital, Llc Composição de fibra de vidro de alto desempenho com módulo específico melhorado
EP3894364A2 (en) 2018-12-12 2021-10-20 Corning Incorporated Ion-exchangeable lithium-containing aluminosilicate glasses
CN113060938A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 Ocv智识资本有限责任公司 玻璃组合物、玻璃纤维和形成方法及增强的复合制品
WO2023076588A1 (en) * 2021-10-28 2023-05-04 Electric Glass Fiber America, LLC Glass compositions, fiberizable glass compositions, and glass fibers made therefrom

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892581A (en) * 1973-09-10 1975-07-01 Ppg Industries Inc Glass fiber compositions
US3945838A (en) * 1974-08-12 1976-03-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Glass compositions and their fibers
SU1728149A1 (ru) * 1990-03-26 1992-04-23 Научно-производственное объединение "Хрусталь" Стекло дл получени стекловолокна
RU2178776C2 (ru) * 1996-02-29 2002-01-27 Роквул Интернэшнл А/С Способ изготовления продукта из искусственных стеклянных волокон (варианты), упаковка, содержащая искусственный стеклянный волокнистый продукт (варианты), и продукт, полученный из стеклянного расплава
WO2002042233A2 (en) * 2000-10-31 2002-05-30 Owens Corning High temperature glass fibers

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1209244A (en) * 1967-04-05 1970-10-21 Owens Corning Fiberglass Corp Glass composition
US3902881A (en) * 1971-06-04 1975-09-02 Owens Illinois Inc Method of forming an opalescent article having a colored bulk and at least one surface strata of a different color than the bulk
US3876481A (en) * 1972-10-18 1975-04-08 Owens Corning Fiberglass Corp Glass compositions, fibers and methods of making same
FR2856055B1 (fr) * 2003-06-11 2007-06-08 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques, composites les renfermant et composition utilisee
FR2879591B1 (fr) * 2004-12-16 2007-02-09 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques
US7823417B2 (en) * 2005-11-04 2010-11-02 Ocv Intellectual Capital, Llc Method of manufacturing high performance glass fibers in a refractory lined melter and fiber formed thereby
FR2910462B1 (fr) * 2006-12-22 2010-04-23 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques
FR2916438B1 (fr) * 2007-05-23 2010-08-20 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3892581A (en) * 1973-09-10 1975-07-01 Ppg Industries Inc Glass fiber compositions
US3945838A (en) * 1974-08-12 1976-03-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Glass compositions and their fibers
SU1728149A1 (ru) * 1990-03-26 1992-04-23 Научно-производственное объединение "Хрусталь" Стекло дл получени стекловолокна
RU2178776C2 (ru) * 1996-02-29 2002-01-27 Роквул Интернэшнл А/С Способ изготовления продукта из искусственных стеклянных волокон (варианты), упаковка, содержащая искусственный стеклянный волокнистый продукт (варианты), и продукт, полученный из стеклянного расплава
WO2002042233A2 (en) * 2000-10-31 2002-05-30 Owens Corning High temperature glass fibers

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2667170C1 (ru) * 2015-01-20 2018-09-17 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Композиция стекловолокна, стекловолокно и содержащий его композиционный материал
RU2732764C1 (ru) * 2017-08-30 2020-09-22 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Композиция стекловолокна и стекловолокно и композиционный материал на его основе
RU2732764C9 (ru) * 2017-08-30 2021-06-29 Цзюйши Груп Ко., Лтд. Композиция стекловолокна и стекловолокно и композиционный материал на его основе
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

Also Published As

Publication number Publication date
JP5519636B2 (ja) 2014-06-11
US8476175B2 (en) 2013-07-02
DK2280911T3 (da) 2013-05-06
CN102015563B (zh) 2013-07-17
SI2280911T1 (sl) 2013-06-28
KR101573100B1 (ko) 2015-11-30
EP2280911A2 (fr) 2011-02-09
FR2930543B1 (fr) 2010-11-19
BRPI0911345B1 (pt) 2020-10-27
ES2405582T3 (es) 2013-05-31
RU2010147651A (ru) 2012-05-27
CA2721384C (fr) 2016-10-11
CA2721384A1 (fr) 2009-11-19
EP2280911B1 (fr) 2013-01-30
BRPI0911345A2 (pt) 2019-08-06
CN102015563A (zh) 2011-04-13
WO2009138661A2 (fr) 2009-11-19
KR20110005279A (ko) 2011-01-17
MX2010011481A (es) 2010-12-06
US20110039681A1 (en) 2011-02-17
PL2280911T3 (pl) 2013-07-31
FR2930543A1 (fr) 2009-10-30
BRPI0911345B8 (pt) 2022-11-08
JP2011518748A (ja) 2011-06-30
WO2009138661A3 (fr) 2010-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2502687C2 (ru) Стекловолокна и композитные материалы с органической и/или неорганической матрицей, содержащие указанные волокна
RU2404932C2 (ru) Стеклянные нити для усиления органических и/или неорганических материалов
RU2370463C2 (ru) Стеклянные волокна для упрочнения органических и/или неорганических материалов, содержащие их композиционные материалы и используемый состав
RU2720902C2 (ru) Исходная композиция для получения стеклянных волокон и полученное из них стеклянное волокно
US20100184345A1 (en) Glass yarns suitable for reinforcing organic and/or inorganic materials
US8987154B2 (en) Modulus, lithium free glass
US9783454B2 (en) High strength glass composition and fibers
US9346944B2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
US9352999B2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
US9029279B2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
US8367571B2 (en) Glass strands with low alumina content capable of reinforcing organic and/or inorganic materials
US7449243B1 (en) Glass yarns, composite thereof, method for making same and reinforcing glass composition