[發明專利]一種高性能的耐堿玻璃纖維

有效

• 申請號: 201310329338.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103387341B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 唐志堯;劉洪剛;張德剛;楊浩;李永艷;壽業菲;王加芳;吳欽霞;柳麗娜
• 申請（專利權）人: 泰山玻璃纖維有限公司
• 主分類號: C03C13/00
• 分類號: C03C13/00
• 代理公司: 泰安市泰昌專利事務所37207
• 代理人: 高軍寶

技術領域

本發明涉及一種高性能耐堿玻璃纖維及其制品，尤其涉及E玻璃所不能適用的高性能增強（水泥）混凝土等領域,它能夠廣泛用于GRC墻板、土木工程和國內網格布等市場?。同時該玻璃配方不含氟，是一種環境友好型的玻璃配方。

背景技術

玻璃纖維在交通、工業、建筑、環境等領域有著廣泛的用途，隨著玻纖領域的日益擴大，在某些領域，特別是具有高耐堿性、抗老化性等領域，普通的無堿玻璃纖維由于其性能的缺陷已不能滿足市場需求。尤其是在建筑領域中，作為水泥的增強材料，普通無堿玻璃纖維不具有較高的耐堿性能，不能達到要求。根據市場需求，需要尋求具有高耐堿性、抗老化性的玻璃纖維作為增強材料。在普通玻璃纖維上曾嘗試涂以耐堿被覆層來提高耐堿性，但效果不佳。根據市場需求，需要尋求具有高耐堿性、抗老化性的玻璃纖維作為增強材料。那么要提高玻璃纖維的耐堿性，勢必要在玻璃網架結構中中添加耐堿組分。

針對以上情況，許多研究機構及玻璃纖維企業進行了大量的實驗研究，想方設法提高玻璃纖維的耐堿性能。通過研究確定了ZrO₂在抗堿方面的效果，隨著ZrO₂含量的增加，玻璃耐酸、堿性提高，纖維失重減少，纖維在水泥中的強度值也增高。

目前國內外已有的耐堿纖維配方，其耐堿性能比普通的玻璃纖維有明顯提高。耐堿玻璃纖維能有效抵抗水泥中高堿物質的侵蝕，握裹力強，彈性模量、抗沖擊、抗拉、抗彎強度極高，不燃、抗凍、耐溫度、濕度變化能力強，抗裂、抗滲性能卓越，具有可設計性強，易成型等特點。耐堿纖維中含有較高含量的ZrO₂，在纖維耐堿性顯著提高的同時，玻璃的熔化溫度也明顯提高，同時增加了玻璃的失透性。耐堿玻璃失透性增加，析晶速率明顯快于普通E玻璃及其他的玻璃配方種類。這就造成了耐堿玻璃纖維在實際生產中的困難，導致耐堿玻璃纖維生產工藝難控制，作業難度增加。

鑒于以上情況，需要一種既可以提高玻璃纖維耐堿性能，而作業難度不至于大大增加的高性能耐堿玻璃纖維配方。

發明內容

本發明的目的在于針對以上存在的情況，通過調整各玻璃組分的含量，以及相互間的比例關系，并在配方中引入一定含量的Li₂O，在提高其耐堿性能的基礎上，減小玻璃的析晶速率，降低玻璃的熔制溫度及粘度，改善玻璃的作業情況。

本發明提供了一種高性能耐堿玻璃配方，其在傳統的Na₂O-ZrO₂-SiO₂三元系統的基礎上，通過調整Na₂O、ZrO₂、SiO₂三種主量成分的比例，同時盡可能的降低Al₂O₃等成分的含量來減小玻璃的析晶速率，并提高玻璃的耐堿性能。

本發明所述的高性能耐堿玻璃纖維配方，屬于Na₂O-ZrO₂-SiO₂三元系統，在此基礎上，進一步限定三者之間的質量比例為Na₂O：ZrO₂：SiO₂=?1：（1～1.5）：（3.5～4.7），在上述限定比例下，不影響玻璃性能。

本發明所述的高性能耐堿玻璃纖維配方，屬于Na₂O-ZrO₂-SiO₂三元系統，在限定三者組分含量及相互比例的基礎上，配方中引入0.25-0.45%的Li₂O，在不影響玻璃纖維耐堿性的基礎上，降低玻璃的熔制溫度和粘度。

為了提高玻璃纖維的耐堿性能，本發明在Na₂O-ZrO₂-SiO₂三元系統的基礎上，調整優化了各組分之間的質量比例關系。由于α-?Al₂O₃的溶解焓較小，在堿液侵蝕下極不穩定，在配方中，Al₂O₃含量盡可能的減少或者不用，其質量百分比限定在0.5%以內。