[发明专利]一种硅酸盐玻璃纤维的化学强化方法

说明书

本发明属于无机材料制备领域，具体涉及一种硅酸盐玻璃纤维的化学强化方法。该方法通过以下步骤实现：将玻璃纤维烘干处理后进行预热，然后将玻璃纤维浸入到熔盐当中进行离子交换处理；将熔盐处理后的玻璃纤维取出，清洗、烘干后，涂抹浸润剂即可。本发明首先对玻璃纤维进行预热，使得玻璃纤维在熔盐中盐浴时不会因为急剧变化的温度而造成破坏；本发明提供的预热温度，能够避免玻璃在高温过程中发生变化；通过化学强化，能够提升硅酸盐玻璃纤维的机械性能，使得硅酸盐玻璃纤维的应用领域得到增广。

技术领域

本发明属于无机材料制备领域，具体涉及一种硅酸盐玻璃纤维的化学强化方法。

背景技术

玻璃纤维是复合材料增强基材中用量最大、应用最广的无机非金属材料。玻纤可用于增加材料的刚性、硬度、韧性，像加入了玻纤的塑料可增加强度和刚度；添加了玻纤的尼龙可提高其耐热性。此外玻璃纤维在复合材料中还有降低材料收缩、减少变形、降低表面光泽度等作用。在实际生产中，大多科研工作者和企业通过调节组分以提高玻璃纤维的性能。但由于玻纤机械强度的提高难以仅通过调节组分实现，从而玻纤与其他材料形成的复合材料的强度难以提高，难以应用到性能要求更高的场景中。为解决上述技术问题，需采用新的生产工艺提高玻纤的机械性能，保证复合材料的轻质化和高性能。

随着玻璃纤维应用领域的逐渐增大，对高硼或钠钙硅酸盐玻璃纤维的性能要求也越来越高，现在对于高硼硅酸盐玻璃纤维的弯曲强度、抗拉强度以及强度等性能的要求逐渐增高，因此，如何增强高硼硅酸盐玻璃纤维的机械性能成为研究的热点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种硅酸盐玻璃纤维的化学强化方法，该硅酸盐玻璃具体包括高硼硅酸盐玻璃和钠钙硅酸盐玻璃。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：

本发明提供了一种硅酸盐玻璃纤维的化学强化方法，包括以下步骤：

（1）清洗烘干：将表面的粉尘、杂质清洗干净的硅酸盐玻璃纤维进行烘干处理；

（2）预热：将玻璃纤维进行预热；

（3）盐浴：将玻璃纤维浸入到熔盐当中进行离子交换处理；

（4）清洗：将熔盐处理后的玻璃纤维取出，清洗、烘干后，涂抹浸润剂即可。

进一步的，所述硅酸盐玻璃纤维的直径为5-80μm。

本发明化学强化的硅酸盐玻璃纤维为高硼硅酸盐玻璃纤维或钠钙硅酸盐玻璃纤维；

所述高硼硅酸盐玻璃纤维以质量百分比计，具体组成为：SiO2 55%-85%；Al2O3 0-10%；B2O3 15-25%；Li2O+Na2O+K2O 2%-15%；MgO+CaO 5%-15%；TiO2 0-5%；所述钠钙硅酸盐玻璃纤维以质量百分比计，具体组成为：SiO2 60%~75%、Al2O3 0~7%、MgO 0~11%、CaO 7%~20%、Na2O 10%~22%、P2O5 0~10%。

进一步的，步骤(1)中，所述烘干处理的温度为40-60℃，烘干时间控制在0.5-2h。

进一步的，步骤(2)中，所述预热的温度为350-450℃，预热时间为0.1-2h。

进一步的，步骤(3)中，所述离子交换处理为在350-450℃的温度下，对玻璃纤维进行盐浴，盐浴时间控制为0.1-6h。

本发明盐浴过程中使用的熔盐为硝酸钾、氢氧化钾、硫酸钾、硅藻土的混合熔盐，其中熔盐硝酸钾的含量的为：80-88%，氢氧化钾和硝酸钾的含量为：8-18%，硅藻土的含量为：2-6%。

进一步的，步骤（4）中，所述的浸润剂组成为：聚酯树脂乳液 6%-12%、环氧树脂如液 3%-10%、二醛淀粉 1%-5%、润滑剂 0.1%-0.8%、消泡剂 0.1%-0.5%、抗静电剂 0.1%-0.6%、PH值调节剂 0.1%-0.5%、余量水。