CN110577366A - 一种高性能的耐碱玻璃纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于碱液中浸泡，浸泡10h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度70℃的去离子水中40min；将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。本发明中，制备出的玻璃纤维在具有其优异耐碱性的同时，还具有一定的耐酸性，同时还具备导电的特性，应用时，比传统的玻璃纤维应用范围更广，对使用环境的耐受度更高。
Description
技术领域
本发明属于纤维制备技术领域，具体为一种高性能的耐碱玻璃纤维及其制备方法。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时，最大的特征是抗拉强度大。抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9 g/d，湿润状态5.4～5.8 g/d。密度2.54g/cm3。耐热性好，温度达300℃时对强度没影响。有优良的电绝缘性，是高级的电绝缘材料，也用于绝热材料和防火屏蔽材料，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域，现有的玻璃纤维在其性能上仍有改进空间。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有玻璃纤维其耐碱性高而由于硼含量较高使得不耐酸的问题，提供一种高性能的耐碱玻璃纤维及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种高性能的耐碱玻璃纤维，包括如下质量份原料组成，SiO2，70～75份；CaO，20～30份；CaF2，1～5份；TiO2，0.5～2份；CaWO4，1～5份；MgO，0.1～1份；Al2O3，10～15份；ZrO2，1～4份；Na2CO3，10～20份。
一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；
步骤2：拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；
步骤3：清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于碱液中浸泡，浸泡5～10h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度40～70℃的去离子水中40～50min，取出再使用碱液浸泡，重复三次；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。
其中，所述碱液的pH值为9～11。
其中，所述碱液为NaOH溶液。
其中，所述步骤2中对熔融转态下的原料液进行拉丝，熔融转态下的原料液粘度为1000～1200泊，拉出的玻璃纤维平均直径等于小于10um。
其中，所述步骤4中对玻璃纤维进行有机涂敷前，对玻璃纤维进行热处理，采用高温烘炉进行热处理，处理温度430～450℃，处理时间5～8h。
其中，在步骤1中使用窑炉对各原料进行熔融时，混入原料总质量1%～2.2%的碳粉。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，制备出的玻璃纤维在具有其优异耐碱性的同时，还具有一定的耐酸性，同时还具备导电的特性，应用时，比传统的玻璃纤维应用范围更广，对使用环境的耐受度更高。
2、本发明中，玻璃纤维的制备方法中使用的原料不仅可以是直接购买的经过处理加工的原料粉末，也可以直接使用其对于的矿石或矿物进行制备，原料使用灵活度高。
3、本发明中，通过加入CaF2和CaWO4，在增加了玻璃纤维的机械强度的同时，同步增加了纤维的耐压和耐热稳定性，从而进一步提升了玻璃纤维的整体质量水平。
4、本发明中，制备出的玻璃纤维外观平顺，颜色均匀，制备工艺简单，具有很好的市场价值。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一，一种高性能的耐碱玻璃纤维，包括如下质量份原料组成，SiO2，70份；CaO，30份；CaF2，1份；TiO2，2份；CaWO4，1份；MgO，1份；Al2O3，10份；ZrO2，4份；Na2CO3，10份。
一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；
步骤2：拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；
步骤3：清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于pH值为9的NaOH溶液中浸泡，浸泡10h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度40℃的去离子水中50min，取出再使用碱液浸泡，重复三次；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。
所述步骤2中对熔融转态下的原料液进行拉丝，熔融转态下的原料液粘度为1000泊，拉出的玻璃纤维平均直径等于小于10um。
实施例二，一种高性能的耐碱玻璃纤维，包括如下质量份原料组成，SiO2，75份；CaO，20份；CaF2，5份；TiO2，0.5份；CaWO4，5份；MgO，0.1份；Al2O3，15份；ZrO2，1份；Na2CO3，20份。
一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；
步骤2：拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；
步骤3：清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于pH值为11的NaOH溶液中浸泡，浸泡5h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度70℃的去离子水中40min，取出再使用碱液浸泡，重复三次；
步骤4：对玻璃纤维进行热处理，采用高温烘炉进行热处理，处理温度450℃，处理时间5h；
步骤5：将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。
所述步骤2中对熔融转态下的原料液进行拉丝，熔融转态下的原料液粘度为1200泊，拉出的玻璃纤维平均直径等于小于10um。
实施例三，一种高性能的耐碱玻璃纤维，包括如下质量份原料组成，SiO2，72份；CaO，22份；CaF2，2份；TiO2，0.8份；CaWO4，3.1份；MgO，0.5份；Al2O3，14份；ZrO2，3.3份；Na2CO3，17份。
一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；
步骤2：拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；
步骤3：清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于pH值为10的NaOH溶液中浸泡，浸泡7h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度60℃的去离子水中44min，取出再使用碱液浸泡，重复三次；
步骤4：对玻璃纤维进行热处理，采用高温烘炉进行热处理，处理温度430℃，处理时间5h；
步骤5：将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。
所述步骤2中对熔融转态下的原料液进行拉丝，熔融转态下的原料液粘度为1100泊，拉出的玻璃纤维平均直径等于小于10um。
在步骤1中使用窑炉对各原料进行熔融时，混入原料总质量2.2%的碳粉。
实施例四，一种高性能的耐碱玻璃纤维，包括如下质量份原料组成，SiO2，73份；CaO，28份；CaF2，3份；TiO2，1.1份；CaWO4，1.7份；MgO，0.4份；Al2O3，12份；ZrO2，2份；Na2CO3，18份。
一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；
步骤2：拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；
步骤3：清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于pH值为9的NaOH溶液中浸泡，浸泡7h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度55℃的去离子水中47min，取出再使用碱液浸泡，重复三次；
步骤4：对玻璃纤维进行热处理，采用高温烘炉进行热处理，处理温度430℃，处理时间8h；
步骤5：将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。
所述步骤2中对熔融转态下的原料液进行拉丝，熔融转态下的原料液粘度为1000泊，拉出的玻璃纤维平均直径等于小于10um。
在步骤1中使用窑炉对各原料进行熔融时，混入原料总质量2.2%的碳粉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高性能的耐碱玻璃纤维，其特征在于,包括如下质量份原料组成，SiO2，70～75份；CaO，20～30份；CaF2，1～5份；TiO2，0.5～2份；CaWO4，1～5份；MgO，0.1～1份；Al2O3，10～15份；ZrO2，1～4份；Na2CO3，10～20份。
2.如权利要求1所述的一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：熔融混合，称取上述质量份原料，加入至窑炉中混合均匀，加热窑炉使原料熔融；
步骤2：拉丝成型，使用拉丝机对熔融转态下的原料液进行拉丝，然后将拉出的丝经过冷却成型；
步骤3：清洗去杂，将冷却后的玻璃纤维使用去离子水进行冲洗，冲洗完成后置于碱液中浸泡，浸泡5～10h，浸泡完成后取出先用清水冲洗，然后浸泡于温度40～70℃的去离子水中40～50min，取出再使用碱液浸泡，重复三次；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维进行有机涂敷、并束，然后烘干制成高性能的耐碱玻璃纤维。
3.如权利要求2所述的一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于，所述碱液的pH值为9～11。
4.如权利要求3所述的一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于，所述碱液为NaOH溶液。
5.如权利要求1所述的一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2中对熔融转态下的原料液进行拉丝，熔融转态下的原料液粘度为1000～1200泊，拉出的玻璃纤维平均直径等于小于10um。
6.如权利要求1所述的一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤4中对玻璃纤维进行有机涂敷前，对玻璃纤维进行热处理，采用高温烘炉进行热处理，处理温度430～450℃，处理时间5～8h。
7.如权利要求1所述的一种高性能的耐碱玻璃纤维的制备方法，其特征在于，在步骤1中使用窑炉对各原料进行熔融时，混入原料总质量1%～2.2%的碳粉。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20191217 |