[發明專利]耐堿纖維玻璃組合物及制備方法

有效

• 申請號: 202110448498.8
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113072304B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 吳孝瑋
• 申請（專利權）人: 泰安順茂新材料技術有限公司
• 主分類號: C03C13/00
• 分類號: C03C13/00;C03C13/02;C03C3/112;C03C3/087;C03B37/022
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理有限公司 11756
• 代理人: 楊磊

一種耐堿纖維玻璃組合物及制備方法，其包含：63.0?71.5wt％SiO₂；5.1?8.9wt％Al₂O₃；7.0?22.0wt％金屬氧化物RO；8.0?18.0wt％堿金屬氧化物R₂O；1.0?6.0wt％的ZrO₂；0?1.0wt％鐵的氧化物。還可以進一步包含0?3.0wt％TiO₂；0?3.0wt％的ZnO；0?3.0wt％的MnO₂；0?3.0wt％的La₂O₃。該組合物所制得的耐堿性能較好的低成本可纖維化玻璃，其玻璃成型溫度比液相溫度高65℃以上，易于玻璃纖維拉絲成型，使用該玻璃組合物制成的玻璃纖維耐堿性良好，可用于GRC等復合材料增強。

技術領域

本發明涉及玻璃組合物，特別地涉及可用于纖維生產的耐堿纖維玻璃組合物。

背景技術

玻璃纖維制品被廣泛應用于國民經濟的各個領域，其中電子、交通和建筑是最主要的三大應用領域，其中，建筑行業玻璃纖維增強水泥(GRC)對玻璃纖維的耐堿性有較高要求。

中國建材標準JC 935-2004中定義的耐堿玻璃(AR玻璃)成分為：59.2-60.8wt％的SiO₂，13.9-16.1wt％的R₂O,13.7-15.3wt％的ZrO₂，5.5-6.5wt％的TiO₂，4.0-5.0wt％的CaO，不大于1wt％的Al₂O₃，其中2.2-2.8wt％的K₂O，和不大于0.5wt％的Fe₂O₃；AR玻璃的酸堿耐腐蝕能力強，但由于玻璃成分中含有大量ZrO和TiO₂，成型溫度達1300℃，制造纖維的綜合成本是普通ECR玻纖的3倍以上，限制了它的應用。

中國建材標準JC 935-2004定義的中堿玻璃(C玻璃)成分為：66.5％-67.5％的SiO₂，5.8-6.6wt％的Al₂O₃，9.2-9.8wt％的CaO，3.9-4.5wt％的MgO，11.6-12.4wt％的R₂O，其中K₂O≦0.4wt％的，不大于0.4wt％的Fe₂O₃；C玻璃耐酸性比較好，但耐堿性能差，而且因在潮濕環境中堿金屬離子易析出，形成堿性環境腐蝕，致使C玻璃的耐水性也很差。C玻璃屬鈉-鈣-鋁-硅四元系玻璃，氧化硅和堿金屬氧化物含量相對較高，粘度-溫度曲線較無堿玻璃平緩，硬化速度慢，無法實現大漏板、高流量穩定抽絲，生產效率低，綜合成本不占優勢。

CN201080034381.5專利公開文件所描述的玻璃組合物，雖在C玻璃基礎上有所改進，一些實施例表現出較好的耐酸和耐堿性，但由于其各氧化物定義寬泛，部分實施例的耐堿性表現改善并不明顯，也有些比C玻璃耐堿性更差；另外，由于其要求形成玻璃組合物的批料組合物必須至少包含50％的玻璃質礦物，對原料要求高。

CN201810566742.9專利公開文件所描述的玻璃組合物，其Al₂O₃wt％含量提高到9.0-14.0％，較C玻璃在耐水性能上有改善，但Al₂O₃過高會使玻璃液相溫度上升，增加纖維成型難度；另外，Al₂O₃引入量過多在玻璃結構中形成網絡外體鋁氧八面體[AlO₆]，且Al₂O₃在NaOH溶液中的溶解焓小，在堿液侵蝕下不穩定，不利于玻璃耐堿性的提高。

中國專利CN202010546626.8公開一種耐腐蝕性能較好的玻璃組合物，但是由于其Al₂O₃ wt％含量較高，同樣影響在堿性環境中的耐久性，不適于GRC等堿性環境較強的應用。