[发明专利]一种玻璃纤维、及其制备方法以及玻璃纤维复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃纤维、其制备方法，该玻璃纤维具有低析晶温度、高强度、低粘度特征。该玻璃纤维可用于制造玻璃纤维复合材料。

背景技术

现有的玻璃纤维及玻璃纤维复合材料制品，均具有一些缺陷：

1、高、中碱玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为67％，氧化镁约1％，氧化钙约9.5％，氧化铝约5-7％，氧化钠约2-10％，氧化氟约0.5％，氧化硼约3％，氧化钡约2％。其制品的缺陷在于，生产工艺中的粘度高，生产能耗大；当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)差，一般都在0.4以下，所以技术效果差，有克服的必要。

2、无碱E玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为55％，氧化镁小于2％，氧化钙大于20％，氧化铝约14％，氧化钠小于1％，氧化硼约8％。其制缺陷在于：

A、其生产工艺中的粘度高，生产能耗大，生产中有大量的硼毒气排放；

B、由于硼成份对耐火砖的侵蚀快，2年就要停产更换许多被侵蚀的耐火砖，耐火砖成本高，生产线2年寿命太短；

C、当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)一般都在0.5左右，所以断裂强度效果差；有克服的必要。

3、氟玻玻璃纤维：按重量百分率计，该玻璃中氧化硅的含量约为44％，氧化钙含量约为22％，氧化镁含量约为7％，氧化铝含量为20％，氟含量约为7％，氧化钙的含量是氧化镁的含量的3倍。其缺陷在于：

A、生产中有大量的氟毒气排放，环保问题严重。所以有克服的必要。

B、由于这种高温的生产工艺，加速了氟成份对耐火砖的侵蚀，决定了每年就要停产更换许多被侵蚀的耐火砖，要对生产线进行冷修；耐火砖替换又成本很高，加上生产线每年要停产的寿命太短，更推高了总成本。

4、中国的S级高强玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为63％，氧化钙约为0.3％，氧化镁约14％，氧化铝约25％，氧化硼约2％；其缺陷在于：

A、当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)一般都在0.7-0.8左右，有克服的必要；

B、其生产工艺中这种制品的粘度太高，生产能耗太大，产量效率很低，一条线仅年产百吨左右；

C、而且其这种高温的生产工艺，加速硼成份对耐火砖的侵蚀，决定了其每年都要对生产线进行冷修；耐火砖替换又成本很高，加上生产线的寿命太短，更推高了总成本，所以有克服的必要。

5.本发明人公开了有高强度及节能减排环保和低粘度特征的玻璃纤维，申请号为201110060932.1，这项技术方案的缺陷在于：

由于技术方案中氧化钙比例偏高，其许多成份的析晶粘度为10^2.5(帕·秒)-10^2.9(帕·秒)，大大高于10^3.0(帕·秒)玻璃纤维的成型温度。所以这只有在工艺制度上提高拉丝温度，采用特别的漏嘴冷却装置来防止拉丝过程中产生析晶失透。但这又不利于正常实现高效率的大规模产能的生产。

6、现有技术CN101580344A(中国巨石集团)：①其0.7＜CaO/MgO＜2.2，②优选的Al2O3含量范围为15-18％(说明书5页)；③而且其6个实例的氧化铝都在16％以内；(见其说明书11、12页表1、表2)反映出一种技术偏见。

7、国外的S级高强玻璃纤维：按重量百分比计，其成份中含氧化硅约为65％，氧化镁约10％，氧化铝约25％；其缺陷在于：

A、当玻纤直径≤9微米时，断裂强度(N/tex)一般都在0.9以内，强度受局限，有克服的必要；

B、生产能耗太大，产量效率很低，一条线仅年产百吨左右。

C、而且这种极高温的生产工艺，加速了对耐火砖的侵蚀，决定了其每年都要对生产线进行冷修；耐火砖替换又成本很高，加上生产线的寿命太短，更推高了总成本，所以有克服的必要。

8、对比文件：比较先有技术TW201144249A，其中实施例15其氧化铝18.7％，氧化硅的含量是氧化钙含量的4.5倍，氧化钙的含量是氧化镁的含量的1.33倍；而其19个实施例中，仅有2个氧化硅：氧化钙的含量，氧化钙：氧化镁的含量在本发明范围内，而且这2个实施例氧化铝都低于20％。先有技术TW201144249A，由于氧化铝都低于20％，存在玻璃纤维的断裂强度(N/tex)低的缺陷。