RU2513903C1 - Стекло для производства непрерывного стекловолокна - Google Patents
Стекло для производства непрерывного стекловолокна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513903C1 RU2513903C1 RU2012155803/03A RU2012155803A RU2513903C1 RU 2513903 C1 RU2513903 C1 RU 2513903C1 RU 2012155803/03 A RU2012155803/03 A RU 2012155803/03A RU 2012155803 A RU2012155803 A RU 2012155803A RU 2513903 C1 RU2513903 C1 RU 2513903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- zro
- mgo
- cao
- tio
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составам стекол для производства высокомодульного, прочного и химически стойкого стекловолокна, которое может быть использовано для изготовления ровингов и тканей различного назначения, а также в качестве армирующих материалов для стеклопластиковых изделий, используемых в кислых и щелочных средах. Техническим результатом изобретения является повышение коэффициента полезного времени процесса формования волокна и снижение капельной обрывности, т.е. повышение производительности стеклоплавильного сосуда. Стекло для производства непрерывного стекловолокна содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: SiO2 50,0-60,0; Al2O3 10,0-20,0; СаО 12,0-16,0; MgO 6,0-10,0; TiO2 4,0-10,0; R2O (Na2O+K2O) 0,1-0,7; ZrO2 0,01-0,4; Fe2O3 0,01-0,5, причем стекло обладает низкой температурой верхнего предела кристаллизации 1240°С и химической стойкостью - 1-й гидролитический класс. 1 табл.
Description
Изобретение относится к составам стекол для производства непрерывного, высокомодульного, прочного и химически стойкого стекловолокна, которое может быть использовано для изготовления ровингов и тканей различного назначения, а также в качестве армирующих материалов для стеклопластиковых изделий, используемых в кислых и щелочных средах.
На модуль упругости, прочность и химическую устойчивость стеклянного волокна большое влияние оказывает химический состав стекла.
Известен состав стекла для производства стекловолокна (патент РФ №2129102, кл. С03С 13/02, 1997 г.), включающий, мас.%:
SiO2 | 57,0-60,0 |
Al2O3 | 20,0-27,0 |
MgO | 10,0-16,0 |
ZrO2 | 0,05-0,6 |
Fe2O3 | 0,1-0,6 |
K2O | 0,15-0,35 |
Na2О | 0,03-0,1 |
Недостатком этого состава являются высокие значения температуры варки стекла и верхнего предела кристаллизации, низкая вязкость расплава при формовании стеклянного волокна, короткий температурный интервал выработки, вследствие чего наблюдаются нестабильный процесс выработки волокна и высокая капельная обрывность.
Также известно стекло для получения высокопрочного и высокомодульного волокна (патент ЕР №2450321 А1, кл. С03С 13/02, 2012 г. - аналог), включающий, мас.%:
SiO2 | 56,0-64,0 |
Al2O3 | 13,0-20,0 |
CaO | 8,0-13,0 |
MgO | 7,0-12,0 |
TiO2 | 0-2,5 |
Li2O | 0-0,08 |
Na2O+K2O | 0-1,0 |
ZrO2 | 0-2,0 |
Fe2O3 | 0-0,6 |
F2O | 0-0,6 |
Однако у этих безборных составов недостаточно высокий модуль упругости, а наличие щелочей, особенно оксида лития, ухудшает химическую стойкость и диэлектрические свойства волокна. Кроме того, наличие тугоплавкого оксида циркония в количестве до 2% затрудняет процесс варки стекла и выработки волокна, снижает коэффициент полезного времени (КПВ) процесса формования и значительно повышает капельную обрывность.
Наиболее близким к заявленному составу по технической сущности и достигаемому результату является стекло для производства стекловолокна (патент РФ №2263639, кл. С03С 13/00, 2004 г. - прототип), включающий, мас.%:
SiO2 | 58,0-60,0 |
Al2O3 | 12,0-14,0 |
CaO | 20,0-22,0 |
MgO | 3,0-5,0 |
TiO2 | 0,01-1,9 |
R2O(Na2O+K2O) до | 1,0 |
ZrO2 | 0,01-2,0 |
Данное стекло обладает модулем упругости 7700 МПа, прочностью волокна 3400 МПа.
Недостатком данного состава являются невысокие значения прочности (3400 МПа) и модуля упругости (7700 МПа).
Заявленное изобретение направлено на ликвидацию указанных недостатков данного состава стекла, предназначенного для производства непрерывного стеклянного волокна.
Главным критерием, определяющим достижение новых качественных характеристик и создание нового вида изделий, являются не только повышение отдельных показателей, таких как модуль упругости, прочность, высокая химстойкость и их сочетание, но и улучшенные технологические свойства, обеспечивающие стабильность и безобрывность процесса формования стеклянного волокна на многофильерных стеклоплавильных сосудах с высоким коэффициентом полезного времени.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке высокотехнологичного высокомодульного состава стекла, позволяющего осуществить стабильный процесс выработки непрерывного волокна, гарантирующего повышение КПВ процесса формования волокна и снижение капельной обрывности, т.е. производительности стеклоплавильного сосуда. Достижение этой задачи обеспечивает получение высокотехнологичного высокомодульного волокна с повышенной прочностью (высокой разрывной нагрузкой комплексной и крученой нити), низким коэффициентом вариации прочности, обеспеченным высоким КПВ и низкой капельной обрывностью, а также хорошей химической стойкостью в кислых и нейтральных средах.
Перечисленные задачи достигаются присутствием в составе кальций-магнийалюмосиликатного стекла диоксида титана в достаточном количестве (от 4 до 10 мас.%), которое в сочетании с микродобавками оксида циркония от 0,01 до 0,04 мас.%, оксида железа от 0,01 до 0,50 мас.% и оксидов щелочных металлов калия и натрия от 0,01 до 0,70 мас.% обеспечивает высокий модуль упругости, повышенную прочность и химическую стойкость 1-й гидролитический класс.
Технический результат достигается тем, что стекло для производства непрерывного стекловолокна, включающее SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, R2O (Na2O+K2O), ZrO2, содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
SiO2 | 50,0-60,0 |
Al2O3 | 10,0-20,0 |
CaO | 12,0-16,0 |
MgO | 6,0-10,0 |
TiO2 | 4,0-10,0 |
R2O(Na2O+K2O) | 0,1-0,7 |
ZrO2 | 0,01-0,4 |
Fe2O3 | 0,01-0,5, |
причем стекло обладает низкой температурой верхнего предела кристаллизации 1240°С и химической стойкостью - 1-й гидролитический класс.
Пример 1. Для получения предлагаемого состава готовят шихту, содержащую (мас.%): SiO2 - 55,5; Al2O3 - 14,0; CaO - 14,0; MgO - 8,0; TiO2 - 8,0; R2O - 0,3; ZrO2 - 0,1; Fe2O3 - 0,1. Шихту загружают в печь и плавят при температуре 1550-1570°С, затем из расплавленной стекломассы формуют непрерывное стеклянное волокно диаметром 8-10 мкм при температуре 1350-1370°С на многофильерном стеклоплавильном сосуде. Примеры 1, 2 и 3 приведены в таблице 1.
Таблица 1 | |||
Оксиды, мас.% и свойства | Примеры | ||
1 | 2 | 3 | |
SiO2 | 55,5 | 52,0 | 59,5 |
Al2O3 | 14,0 | 12,0 | 19,2 |
CaO | 14,0 | 15,0 | 12,0 |
MgO | 8,0 | 10,0 | 4,0 |
TiO2 | 8,0 | 10,0 | 4,0 |
R2O | 0,3 | 0,7 | 0,4 |
ZrO2 | 0,1 | 0,2 | 0,4 |
Fe2O3 | 0,1 | 0,1 | 0,5 |
Модуль упругости, МПа | 90000 | 93000 | 91000 |
Прочность волокна, МПа | 4100 | 4200 | 4000 |
Температура формования при log η=3,0 | 1250 | 1240 | 1230 |
Химическая устойчивость | 13 | 16 | 17 |
H2O | 80 | 90 | 100 |
1н. HCl | 450 | 480 | 430 |
1н. NaOH | 1 гидрол класс | 1 гидрол класс | 1 гидрол класс |
Диэлектрическая проницаемость при 25°С и 60 Гц | 7,0 | 6,9 | 6,8 |
Коэффициент полезного времени (КПВ) процесса выработки волокна | 0,95-0,98 | 0,92-0,95 | 0,94-0,97 |
Капельная обрывность, количество капель/ч | 0,4-0,6 | 0,6-0,8 | 0,5-0,7 |
Температура верхнего предела кристаллизации, °С | 1240 | 1250 | 1235 |
Разрывная нагрузка комплексной нити, Н | 22-24 | 20-22 | 21-23 |
Таким образом, использование изобретения позволяет создать высокомодульное, прочное и химически стойкое непрерывное стеклянное волокно, которое может быть использовано для изготовления ровингов и тканей различного назначения, в том числе электроизоляционного, в качестве армирующих материалов для стеклопластиковых изделий, применяемых в кислых и щелочных средах.
Claims (1)
- Стекло для производства непрерывного стекловолокна, включающее SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, R2O (Na2O+K2O), ZrO2, отличающееся тем, что оно содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
SiO2 50,0-60,0 Al2O3 10,0-20,0 CaO 12,0-16,0 MgO 6,0-10,0 TiO2 4,0-10,0 R2O (Na2O+K2O) 0,1-0,7 ZrO2 0,01-0,4 Fe2O3 0,01-0,5,
причем стекло обладает низкой температурой верхнего предела кристаллизации 1240°С и химической стойкостью - 1-й гидролитический класс.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155803/03A RU2513903C1 (ru) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | Стекло для производства непрерывного стекловолокна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012155803/03A RU2513903C1 (ru) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | Стекло для производства непрерывного стекловолокна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2513903C1 true RU2513903C1 (ru) | 2014-04-20 |
Family
ID=50481150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012155803/03A RU2513903C1 (ru) | 2012-12-24 | 2012-12-24 | Стекло для производства непрерывного стекловолокна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513903C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2017695C1 (ru) * | 1992-04-13 | 1994-08-15 | Акционерное общество "НПО "Стеклопластик" | Стекло для производства стекловолокна |
EP1561732A1 (en) * | 2002-10-15 | 2005-08-10 | Nippon Electric Glass Co., Ltd | Glass composition and glass fiber |
RU2263639C1 (ru) * | 2004-10-22 | 2005-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" | Стекло для производства стекловолокна |
US20100152338A1 (en) * | 2007-03-07 | 2010-06-17 | Nitto Denko Corporation | Nonlinear optical material composition and method of manufacture |
RU2406702C2 (ru) * | 2005-10-28 | 2010-12-20 | Сэнт-Гобэн Ветротекс Франс С.А. | Состав стекла, стойкого к воздействию щелочей и кислот, полученное из него стекловолокно и композит, содержащий стекловолокно |
-
2012
- 2012-12-24 RU RU2012155803/03A patent/RU2513903C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2017695C1 (ru) * | 1992-04-13 | 1994-08-15 | Акционерное общество "НПО "Стеклопластик" | Стекло для производства стекловолокна |
EP1561732A1 (en) * | 2002-10-15 | 2005-08-10 | Nippon Electric Glass Co., Ltd | Glass composition and glass fiber |
US7629279B2 (en) * | 2002-10-15 | 2009-12-08 | Nippon Electric Glass Co., Ltd. | Glass fiber |
RU2263639C1 (ru) * | 2004-10-22 | 2005-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" | Стекло для производства стекловолокна |
RU2406702C2 (ru) * | 2005-10-28 | 2010-12-20 | Сэнт-Гобэн Ветротекс Франс С.А. | Состав стекла, стойкого к воздействию щелочей и кислот, полученное из него стекловолокно и композит, содержащий стекловолокно |
US20100152338A1 (en) * | 2007-03-07 | 2010-06-17 | Nitto Denko Corporation | Nonlinear optical material composition and method of manufacture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101503279B (zh) | 一种新型玻璃纤维组合物 | |
RU2531951C2 (ru) | Композиция для высокопрочных стеклянных волокон и волокна, сформованные из этой композиции | |
CA2769401C (en) | Improved modulus, lithium free glass | |
US7704902B2 (en) | Glass fibre compositions | |
US10287206B2 (en) | Boron-free glass fiber composition, glass fiber prepared from the same, and composite material comprising the glass fiber | |
US9346944B2 (en) | Glass composition for producing high strength and high modulus fibers | |
US20100160140A1 (en) | Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith | |
US8586491B2 (en) | Composition for high performance glass, high performance glass fibers and articles therefrom | |
CN104261686B (zh) | 一种耐碱玻璃纤维组合物 | |
WO2020112396A2 (en) | High performance fiberglass composition with improved specific modulus | |
EA016242B1 (ru) | Композиции для минеральной ваты | |
US20130225025A1 (en) | Glass composition for producing high strength and high modulus fibers | |
CN109982982B (zh) | 玻璃纤维用玻璃组合物、玻璃纤维和玻璃纤维的制造方法 | |
US9352999B2 (en) | Glass composition for producing high strength and high modulus fibers | |
CN101575172A (zh) | 一种玻璃纤维组合物 | |
CN104445965B (zh) | 一种高性能玻璃纤维 | |
RU2513903C1 (ru) | Стекло для производства непрерывного стекловолокна | |
US11577990B2 (en) | Glass fiber and method for producing same | |
RU2263639C1 (ru) | Стекло для производства стекловолокна | |
JPH0127009B2 (ru) | ||
TWI392658B (zh) | Glass fiber composition | |
CN104591542A (zh) | 一种含过渡金属氧化物的高强度玻璃纤维及其制备方法 | |
RU2709042C1 (ru) | Стекло для производства непрерывного стекловолокна | |
US20230331621A1 (en) | High modulus fiberglass composition with reduced energy consumption | |
JPH0127008B2 (ru) |