[發明專利]用于制造纖維的玻璃組合物及方法

在審

• 申請號: 202011222164.0
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN112521006A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: P·B·麥金尼斯;D·A·霍夫曼;M·L·科爾文-愛迪生
• 申請（專利權）人: OCV智識資本有限責任公司
• 主分類號: C03C3/085
• 分類號: C03C3/085;C03C3/087;C03C3/091;C03C13/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳靜;劉依云

提供了改進的玻璃配料組合物以及纖維化該組合物以形成纖維的方法。本組合物的配料可以包括：40?60wt％SiO₂；15?50wt％Al₂O₃；0?30wt％MgO；0?25wt％CaO；0?5wt％Li₂O；0?9wt％B₂O₃以及0?5wt％Na₂O。由該組合物形成的纖維可具有大于82.7GPa(12MPSI)的楊氏模量。該纖維還可具有至少100ng/cm²/小時的良好生物可溶性(k_dis)。

相關申請

本申請為申請日為2013年10月18日、申請號為201380060017.X、名稱為“用于制造纖維的玻璃組合物及方法”的中國發明專利申請的分案申請。

本申請要求2012年10月18日提交的名稱為GLASS COMPOSTION FOR THEMANUFACTURING OF FIBERS AND PROCESS的美國臨申請序號61715494的優先權，通過引用將其以其全文并入本文。

背景技術

由以特定比例結合用以產生所需的化學組成的各種原料制造用于復合材料應用的玻璃纖維。通常將這種比例稱為“玻璃配料”。該玻璃配料以及由其制造的玻璃的組成通常以組分的百分數形式表達，所述組分以氧化物形式表達。SiO₂、A1₂O₃、CaO、MgO、B₂O₃、Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、以及少量的其它氧化物是玻璃配料的常用組分。可以通過改變玻璃配料中這些氧化物的量或省略這些氧化物中的一些來生產多種類型的玻璃。可以生產的這樣的玻璃的實例包括E-玻璃、S-玻璃、R-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、以及ECR-玻璃。該玻璃組成確定玻璃的性質，包括性質例如玻璃的粘度、液相線溫度、耐久性、密度、強度、以及楊氏模量。對于商業玻璃組合物的非物理考慮包括原料成本和由制造玻璃引起的環境影響。

E-玻璃組合物為用于制作在紡織品和增強應用中使用的連續玻璃纖維束的最常用的玻璃組合物。E-玻璃的一個優點是其液相線溫度低于其形成溫度約200℉，通常將其形成溫度定義為在玻璃粘度等于1000泊時的溫度。E-玻璃具有寬范圍的形成溫度和低的脫玻化速率。歷史上，商業E-玻璃組合物具有在2150℉和2350℉之間的形成溫度以及低于該形成溫度從約100℉至250℉的液相線值。

用于制作連續玻璃纖維束的最常用的高強度玻璃組合物是“S-玻璃”。S-玻璃為主要由鎂、鋁和硅的氧化物組成的玻璃族，其具有的化學組成產生的玻璃纖維具有比E-玻璃纖維更高的機械強度。S-玻璃通常具有最初將其設計為在高強度應用(例如防彈裝甲)中使用的組成。S-玻璃的一些實例包括Owens Corning的以及具有約88GPa的楊氏模量。另一個實例是AGY的S-2其是一種S-玻璃，可具有約89.6GPa(13MPSI)的楊氏模量。

由于它們的高形成溫度以及由于其它的工藝限制，許多具有高機械強度的玻璃的生產可為非常昂貴的。另外，許多具有高機械強度的玻璃可能不可溶解于生物流體中。在生物流體中缺乏可溶性可限制了形成對于用戶是可接受的產品。因此，本領域保持著對改進的玻璃組合物以及制作這樣的玻璃的方法的需求，該玻璃提供高機械強度，具有在生物流體中為可溶的優點。

發明內容