[發(fā)明專利]低成本高性能玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復(fù)合材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010510570.0
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111559871A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓利雄;姚遠(yuǎn);曾慶文;譚家頂;宋凡;茍習(xí)穎;彭珂;徐強(qiáng);王藝;高冰心;許詩勇;黃浪
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶國際復(fù)合材料股份有限公司;重慶億煊新材料科技有限公司
• 主分類號: C03C13/00
• 分類號: C03C13/00;C03B37/022;C03B37/16;C03B37/10
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 朱亞娜

所述低成本高性能玻璃纖維組合物的一種優(yōu)選的方案為：所述玻璃纖維組合物包括以下組分：55.2?59.2wt％的SiO₂；11.6?13.6wt％的Al₂O₃；21.5?23.3wt％的CaO；0?0.9wt％的MgO；4.1?4.9wt％的Y₂O₃；0.1?0.5wt％的ZrO₂；0?0.3wt％的Fe₂O₃；0?0.4wt％的TiO₂；0?1.0wt％的Li₂O；Li₂O、Na₂O和K₂O的質(zhì)量百分含量之和為0.3?1.5wt％。所述低成本高性能玻璃纖維的折射率為1.580?1.590，與聚碳酸酯樹脂的折射率具有良好的匹配性，且顏色更淺；所述低成本高性能玻璃纖維浸膠紗線拉伸模量大于87GPa，具有良好的尺寸穩(wěn)定性。所述低成本高性能玻璃纖維成型溫度不超過1210℃，析晶上限溫度不超過1150℃。它不僅具有優(yōu)異的力學(xué)性能，同時(shí)透光性也非常好，可廣泛應(yīng)用于對力學(xué)性能和透明性都有較高要求的領(lǐng)域，且降低了貴金屬Y₂O₃的含量，極大的降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料改性技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種低成本高性能玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復(fù)合材料。

背景技術(shù)

玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，它具有拉伸強(qiáng)度高、強(qiáng)度大、耐溫性、耐腐蝕性能好、隔熱、隔音、不燃等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子、電氣、汽車、航空、艦船、環(huán)保、化工、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。

聚碳酸酯(PC)作為一種熱塑性樹脂，其透明性好，無毒，耐候耐熱，抗沖擊性、耐疲勞和電氣性能俱佳，是五大工程塑料使用頻率中增長速度最快的通用工程塑料，廣泛應(yīng)用于玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)、工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計(jì)算機(jī)等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等領(lǐng)域。隨著PC樹脂應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)展，為彌補(bǔ)其機(jī)械強(qiáng)度不足的缺陷，人們開始用玻璃纖維來增強(qiáng)其力學(xué)性能和尺寸穩(wěn)定性。但PC樹脂折射率較高，通常大于1.58，而普通玻璃纖維的折射率一般在1.54-1.56，兩者相差較大，如果直接加入普通玻璃纖維，則其制品透光性下降，且隨著普通玻璃纖維含量的增加，其制品透光性下降愈加明顯。

在無堿玻璃纖維發(fā)展歷程中，人們多考慮的是提高玻璃纖維機(jī)械性能，對于提高玻璃纖維折射率和透明度的研究并不多。

日本專利特開平5-155638公開了一種用于強(qiáng)化聚碳酸酯樹脂的玻璃纖維組合物，其組成包括(以重量百分比計(jì))：SiO₂ 54-62％，Al₂O₃ 8-12％，CaO 18-22％，TiO₂ 0.5-1.9％，MgO0-5％，ZnO 0-5％，BaO 0-5％，ZrO₂ 0.6-5％，Li₂O+Na₂O+K₂O 0-1％，這種玻璃纖維的折射率為1.5700-1.6000，加入0.5-1.9％的TiO₂，雖然能夠提高玻璃纖維的折射率，但是當(dāng)TiO₂含量高于0.5％，會使得玻璃纖維制品呈現(xiàn)淡黃色，透明度不高。