[發(fā)明專利]一種鑭摻雜鐵磷酸鹽耐堿玻璃纖維及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810193515.6 | 申請(qǐng)日： | 2018-03-09 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108191251A | 公開（公告）日： | 2018-06-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 岳云龍;王彥玲;石慶順 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 濟(jì)南大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C03C13/00 | 分類號(hào)： | C03C13/00 |
| 代理公司： | 濟(jì)南譽(yù)豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240 | 代理人： | 高強(qiáng) |
| 地址： | 250022 山東*** | 國(guó)省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 耐堿玻璃纖維 制備 磷酸鹽 鑭摻雜 玻璃纖維增強(qiáng)混凝土 磷酸鹽玻璃纖維 無(wú)堿玻璃纖維 磷酸鹽玻璃 質(zhì)量百分比 玻璃高溫 玻璃纖維 電池隔板 腐蝕材料 化學(xué)組成 拉絲冷卻 耐堿性能 稀土摻雜 玻璃組 耐堿性 氧化物 換算 耐堿 熔融 纖維 優(yōu)化 | ||
本發(fā)明公開了一種鑭摻雜鐵磷酸鹽耐堿玻璃纖維及其制備方法。屬于稀土摻雜磷酸鹽玻璃技術(shù)領(lǐng)域。制備鐵磷酸鹽玻璃纖維采用熔融?拉絲冷卻法，玻璃纖維化學(xué)組成以氧化物換算的質(zhì)量百分比表示，P2O5 45?55％，F(xiàn)e2O3 37?50％，CaO 2?7％，La2O3 0.5?6％。本發(fā)明在P2O5?Fe2O3?CaO?La2O3系統(tǒng)組分基礎(chǔ)上通過(guò)玻璃組份優(yōu)化，改善玻璃高溫粘度和纖維耐堿性能，得到同傳統(tǒng)無(wú)堿玻璃纖維（E玻璃纖維）相比耐堿性相當(dāng)?shù)臒o(wú)氟耐堿玻璃纖維，在耐堿腐蝕材料領(lǐng)域，如玻璃纖維增強(qiáng)混凝土（GRC）、電池隔板等有較好的實(shí)用性。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于稀土摻雜磷酸鹽玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)，涉及一種可作為增強(qiáng)材料在玻璃纖維增強(qiáng)混凝土、電池隔板等要求耐腐蝕材料中有實(shí)用性的一種鑭摻雜鐵磷酸鹽耐堿玻璃纖維及其制備方法。
背景技術(shù)
耐堿玻璃纖維是一種具有優(yōu)異性能的新型無(wú)機(jī)非金屬材料，具有良好的耐熱性、抗腐蝕性、較高的機(jī)械強(qiáng)度等性能。以耐堿玻璃纖維做為增強(qiáng)材料添加到水泥凈漿或水泥砂漿基體中，而制成的一種韌性好、抗沖擊性能高的復(fù)合材料-玻璃纖維增強(qiáng)混凝土（GRC），可以應(yīng)用在公路、結(jié)構(gòu)復(fù)雜應(yīng)力區(qū)、橋梁和隧道工程等。玻璃纖維混凝土的價(jià)格較低，應(yīng)用也較為寬泛，具有良好的應(yīng)用前景。但是，由于硅酸鹽水泥中含有NaOH、KOH等堿成分，會(huì)腐蝕GRC中耐堿玻纖，使其耐久性降低，因此需要耐堿性較優(yōu)的玻璃纖維對(duì)混凝土進(jìn)行増韌。目前耐堿性能較好的玻璃纖維為硅酸鹽耐堿玻璃纖維，其普遍含有較高含量的二氧化硅和氧化鋯，造成熔制與成型溫度高，生產(chǎn)工藝嚴(yán)苛，高溫還會(huì)導(dǎo)致鉑金漏板壽命降低，導(dǎo)致整體成本較高，限制了耐堿玻璃纖維的推廣應(yīng)用。
磷酸鹽玻璃熔融溫度和玻璃化溫度較低，在放射性廢物固化、快離子導(dǎo)體、玻璃與金屬件密封劑等領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用。由于磷酸鹽的結(jié)構(gòu)中存在一個(gè)雙鍵，使得其結(jié)構(gòu)中最多含有三個(gè)橋氧鍵，與硅酸鹽的最多四個(gè)橋氧鍵結(jié)構(gòu)存在明顯差異，導(dǎo)致其耐水、堿性和熱穩(wěn)定性等與硅酸鹽玻璃相比較差。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在氧化磷玻璃中引入一些氧化物時(shí)，它會(huì)作為網(wǎng)絡(luò)形成體或外體，參與玻璃的形成。例如在磷酸鹽中一定范圍引入Fe2O3或Al2O3會(huì)形成了[FePO4]和[AlPO4]結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)類似于[SiO4]結(jié)構(gòu)，使鏈狀結(jié)構(gòu)成為架狀結(jié)構(gòu)，能夠改善玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前高硅高鋯耐堿玻璃纖維生產(chǎn)工藝嚴(yán)苛、高成本問(wèn)題，提供了一種鑭摻雜鐵磷酸鹽耐堿玻璃纖維及其制備方法。本專利在P2O5-Fe2O3-CaO-La2O3系統(tǒng)組分基礎(chǔ)上，限定P2O5、Fe2O3、CaO、La2O3各組分質(zhì)量含量，通過(guò)組分調(diào)節(jié)，制備耐堿性能優(yōu)異，成型性和熱穩(wěn)定性良好，成本較低的鑭摻雜磷酸鹽耐堿玻璃纖維。該耐堿纖維可作為纖維增強(qiáng)材料，摻加到有耐腐蝕要求的基體材料中，增加其強(qiáng)度與韌性。
本發(fā)明技術(shù)方案：一種鑭摻雜鐵磷酸鹽耐堿玻璃纖維用原料，按照氧化物質(zhì)量比例計(jì)由以下組成：
P2O5 43.2％-52.8％；
Fe2O3 35.5-48％；
CaCO3 3-11％；
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