[發明專利]在具有耐火材料襯里的熔爐中制造高性能玻璃纖維的方法及用該方法制成的纖維

無效

• 申請號: 200680041104.0
• 申請日: 2006-10-31
• 公開（公告）號: CN101300200A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: D·A·霍夫曼;P·B·麥金尼斯
• 申請（專利權）人: OCV智識資本有限責任公司
• 主分類號: C03C3/087
• 分類號: C03C3/087;C03C3/04;C03C13/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及一種制造連續玻璃纖維的方法及采用該方法制成的纖維，該纖維可在高強度應用中使用。

背景技術

用于制造連續玻璃纖維原絲(glass?fiber?strand)的最常用玻璃組合物為“E-玻璃”(E-Glass)。E-玻璃的液相線溫度約為2100°F(1149℃)或者更低，E-玻璃的一個優點在于它的液相線溫度允許生產玻璃纖維的操作溫度為約1900°F至2400°F(1038℃至1316℃)。對于在印刷電路板和航空應用中使用的E-玻璃纖維紗，美國材料實驗協會(ASTM)分類中定義該組合物為：52至56wt％SiO₂、16至25wt％CaO、12至16wt％Al₂O₃、5至10wt％B₂O₃、0至5wt％MgO、0至2wt％Na₂O和K₂O、0至0.8wt％TiO₂、0.05至0.4wt％Fe₂O₃和0至1.0wt％氟。

無硼纖維以商標ADVANTEX(Owens?Corning，Toledo，Ohio，USA)出售。無硼纖維，如同在此整體引用的美國專利No.5,789,329所公開的，其在操作溫度上提供了一個超過了含硼的E-玻璃的顯著進步。無硼玻璃纖維被歸入ASTM定義的普遍使用的E-玻璃纖維中。

S-玻璃為一族主要由鎂、鋁和硅的氧化物組成的玻璃，采用其化學成分生產的玻璃纖維具有比E-玻璃纖維更高的機械強度。用于形成S-玻璃的組合物包含大約65wt％SiO₂、25wt％Al₂O₃和10wt％MgO。S-玻璃的組成最初被設計為在高強度的應用中使用，如：防彈裝甲。

R-玻璃為一族主要由硅、鋁、鎂和鈣的氧化物組成的玻璃，采用其化學成分生產的玻璃纖維具有比E-玻璃纖維更高的機械強度。R-玻璃的組成包括大約58-60wt％SiO₂、23.5-25.5wt％Al₂O₃、14-17wt％CaO加MgO、0％B₂O₃、0％F₂和少于2wt％的雜質組分。R-玻璃包含比E-玻璃更多的氧化鋁和氧化硅，在纖維形成過程中需要更高的熔化和處理溫度。典型地，R-玻璃的熔化和處理溫度至少高于E-玻璃的相應溫度160℃。處理溫度的升高需要使用昂貴的鉑襯熔爐。除此之外，由于R-玻璃的液相線溫度與成型溫度的非常接近，因此，要求R-玻璃要在比E-玻璃更低的粘度下纖維化，通常在或者接近1000泊(poise)下纖維化。通常在1000泊粘度下纖維化R-玻璃將可能會導致玻璃失透，從而導致工藝中斷和生產效率降低。

表IA-IE列出了一些常規高強度玻璃組合物的成分。

表I-A