[发明专利]可增强有机和/或无机材料的玻璃丝

说明书

本发明涉及玻璃丝(fils)或纤维，尤其涉及用于增强有机和/或无 机材料且可用作纺织品丝的玻璃丝或纤维，这些丝可通过下述方法来制 备：该方法在于将从设置在拉丝模底部的多个孔流出的熔融玻璃丝的机 械地拉制，其中，该拉丝模通常利用电阻加热(chauffée par effet Joule)。

本发明更具体地涉及了具有特别有利的新组成的玻璃丝。

玻璃增强丝(fils de verre de renforcement)领域是玻璃工业的一个特 殊的领域。这些丝由特定的玻璃组合物进行生产，所用玻璃应该能够根 据上述方法被拉制成几个微米直径的细丝(filaments)形式，并且应该可 以形成尤其适合完成它们增强作用的丝。因此，最普遍使用的玻璃增强 丝就是由这样的玻璃形成的丝，所述玻璃的组成合物源自 SiO₂-Al₂O₃-CaO三相图的低共熔组合物，该三相图的液相线温度为 1170℃。这些丝被称作“E-玻璃”丝，其原型记载于专利公开US-A-2334 961和US-A-2571074，该丝具有基于二氧化硅、氧化铝、氧化钙和硼 酸酐的基本组成。其中，后者在被称为“E-玻璃”的玻璃组成具有实际 上为5-13％的含量，它作为氧化铝的替代物而加入以便降低形成的玻璃 的液相线温度，和使得该玻璃易于熔解。术语“液相线温度”表示为T_liq， 在热力平衡的系统中，在该温度时出现最难熔的结晶。因此，该液相线 温度给出了可以进行纤维化的下限。成型余量(marge de formage)被定义 为玻璃的粘度为1000泊(100Pa.s)的温度(玻璃通常被纤维化的温度) 和液相线的温度的差。

此外，E-玻璃丝特征还为被限定的碱金属氧化物(基本上是Na₂O 和/或K₂O)含量。

申请WO 96/39362记载了一种组合物，其既不含硼也不含氟，基本 由SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO四元系统形成，该四元系统含有少量的二氧化 钛(小于0.9％)。

使用玻璃纤维增强的复合材料(composite)的机械性质一部分通过玻 璃纤维在待增强的聚合物基体中的分布均匀性进行调节。因此，能够提 出用于检测该分布的均匀性的方法(最好为无损方法)和适合实施所述 方法的玻璃组合物是十分重要的。

本发明的一个目的是提供有利地低成本的玻璃组合物，其具有良好 可成型性，并可获得具有耐高温和耐酸性介质性介质的玻璃丝，并且其 机械强度较E-玻璃和/或类似于在申请WO 96/39362中记载的玻璃的机 械强度得到显著改进，所述组合物可以实施待增强聚合物基体内的纤维 分布的均匀性的无损检测方法(méthodes non destructives)。

本发明的另一目的是提出在其熔解时产生很少量的对环境有害的 飞灰(envol)的玻璃组合物。

为此，本发明目的是玻璃丝，其化学组成基本不含氧化硼，并且包 含在下面所限定的限度中(重量百分比)的以下组分：

SiO₂                55-65

Al₂O₃                39-16

CaO                 15-26

MgO                 1-5

Na₂O+K₂O+Li₂O       0-2

TiO₂                0-1

BaO+SrO             0.5-5

ZnO                 0-2

ZrO₂                0-2