ES2746014T3 - Fibra de vidrio de intensidad alta y módulo alto - Google Patents
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Abstract
Una fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto, que comprende componentes con contenidos (porcentajes en peso) como se indican a continuación: SiO2 56-64 Al2O3 13-20 CaO 8-13 MgO 7-12 Li2O > 0-0,8 TiO2 > 0-2,5 ZrO2 > 0-2,0 Na2O+K2O > 0-1,0 Fe2O3 0-0,60 F2 0-0,60 en la que se añade SO3 a la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto, y no se incluye B2O3 en la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto.
Description
DESCRIPCIÓN
Fibra de vidrio de intensidad alta y módulo alto
Campo de la tecnología
La invención mencionada pertenece al campo de los materiales de fibra de vidrio, especialmente una fibra de vidrio con resistencia alta y módulo alto que es apropiada para el tipo de potenciación y el tipo de hilado.
Antecedente de la tecnología
Las fibras de vidrio típicas de resistencia alta y módulo alto son casi todas de vidrio que pertenece al sistema SiO2-Al2O3-MgO, tal como el vidrio S-2 de los EE.UU., el vidrio T de Japón y el vidrio S de China (para obtener la definición, introducción, tecnología y rendimiento de productos pertinentes tales como vidrio E, vidrio S, vidrio T, vidrio ECR y vidrio S-2, consúltense los siguientes documentos: Collection of Glass Fiber Standards, la primera edición de China Standards Publishing House en 2008, que fue compilada por el Centro Nacional de Supervisión y Ensayo de Calidad de Productos de Fibra de Vidrio y el Comité Técnico Nacional de Administración de Normalización de Fibra de Vidrio de China, y publicada por la quinta sala editorial de China Standards Publishing House; Application Technology of Glass Fiber, la primera edición de China Petro-Chemical Publishing House en 2004, escrita por Jiang Zhaozhong; Glass Fiber and Mineral Wool Encyclopedia, la primera edición de Beijing Publishing House of Chemist Industry, escrita por Zhang Yaoming).
Algunos productores de fibra de vidrio añaden una cantidad decente de otros óxidos metálicos que ayudan a reducir la temperatura de modelado de fibra y mejorar la inclinación de desvitrificación, de manera que se mantenga la naturaleza de resistencia alta y módulo alto así como también se mejore la tecnología para el proceso de fusión y modelado de fibra. Sin embargo, con las grandes dificultades en la producción y los gastos altos en el coste de producción, esta fibra de vidrio del sistema SiO2-A^O3-MgO se aplica menos en el campo de los materiales compuestos universales, pero más en la industria bélica, aviación y los productos civiles de gama alta.
Invención
El objeto de la presente invención es obtener la técnica y un dispositivo para producir el bien conocido vidrio E universal (consúltese The Study of Melt Flow in Glass Tanks with Bubbling Process and Its Application in E-glass Unit Melter para obtener la técnica y un dispositivo para producir el bien conocido vidrio E universal; escrito por el doctor Yang Zhiqiang con las directrices del profesor Guo Zengyuan y publicado en el tercer volumen de Engineering Thermophysics de la Universidad de Tsinghua) y producir una nueva fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto mediante la mejora de la técnica, los componentes y las fórmulas. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto se produce de manera generalmente similar, en cuanto a tecnología de producción y dispositivos, a la del vidrio E. La supuesta resistencia alta y módulo alto son relativos, con valores algo más bajos que los del vidrio S o el vidrio T, pero obviamente más altos que los del vidrio E y el vidrio ECR que se producen en gran cantidad y se usan universalmente, u otro vidrio sin boro tal como el cristal Advantex. Además de la naturaleza de módulo de resistencia y resistencia a la fatiga, este vidrio tiene otras características distintivas con respecto al vidrio E, tales como la naturaleza de resistencia al calor, resistencia a los ácidos y resistencia a los álcalis.
La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto en la invención incluye los componentes con contenido en porcentaje en peso como se indica a continuación:
La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto en la invención incluye los componentes con contenido en porcentaje en peso preferentemente como se indica a continuación:
En la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto anterior, el contenido de F2 en porcentaje en peso es preferentemente del 0,00-0,005.
La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto en la invención incluye los componentes con contenido en porcentaje en peso preferentemente como se indica a continuación:
En la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto anterior, son más preferibles componentes con un porcentaje en peso más preferible como se indica a continuación: SiO2 en el porcentaje del 60,6 en peso, CaO en el porcentaje del 12,3 en peso, TiO2 en el porcentaje del 1,2 en peso, Li2O en el porcentaje del 0,40 en peso, Na2O+K2O en el porcentaje del 0,40 en peso, Fe2O3 en el porcentaje del 0,35 en peso, AhO3 en el porcentaje del 15,8 en peso y MgO en el porcentaje del 8,8 en peso. Además, se añade una cantidad apropiada de SO3 y está en el porcentaje preferible del 0,02 en la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto. En la estructura proporcional de los componentes con contenidos específicos, se forma una diferencia de al menos 80 °C entre la temperatura para conformar la fibra de vidrio (cuando la viscosidad del vidrio es de 1000 poises) y la temperatura líquida del vidrio. Con los componentes, la proporción y la técnica, los productos tienen el mejor rendimiento.
Específicamente, el vidrio de la invención se proporciona con el sistema SiO2-A^O3-MgO-CaO que tiene los componentes como se indica a continuación:
F2 en los componentes de vidrio más optimizados, pueden retirarse directamente o fabricarse con un contenido del 0,0-0,005 %.
En el esquema anterior, siempre que se hace referencia al dicho de que básicamente no hay F2 en el vidrio, significa que no se añade CaF2 en el lote de vidrio. El F2 existente solo se introduce por otras materias primas como impurezas con un contenido generalmente del 0,0-0,005 %.
La invención proporciona una fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto del sistema SiO2-Al2O3-MgO-CaO. La resistencia de la fibra de vidrio está fuertemente relacionada con los componentes (estructuras), así como con el diámetro del monofilamento, mientras que el módulo flexible parece estar solo relacionado con los componentes químicos (estructuras). El vidrio R también tiene una fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto del sistema SiO2-Al2O3-MgO-CaO, sin embargo, ya que el contenido de A^O3 es casi tan alto en los componentes como el vidrio S, la temperatura de fusión y el modelado de fibra es tan alta que se establecen pocas aplicaciones comerciales contra el alto coste de producción.
Se introduce una cantidad determinada de CaO sobre la base del vidrio del sistema ternario SiO2-A^O3-MgO tradicional para convertirlo en un vidrio del sistema cuaternario SiO2-A^O3-MgO-CaO, de manera que se reduce la temperatura de fusión y modelado de la fibra. Aparte de eso, la invención también ha añadido algún otro óxido metálico en el vidrio del sistema SiO2-A^O3-MgO-CaO para mejorar la tecnología de fusión y modelado de la fibra, mejorar el módulo, la resistencia y la resistencia a la corrosión química del vidrio, o mejorar una determinada naturaleza de aplicación de los materiales compuestos de fibra de vidrio.
La estructura principal reticular del vidrio está compuesta de SiO2. En el vidrio del sistema S de resistencia alta tradicional, el contenido de SiO2 tomará un porcentaje de aproximadamente el 65 %. En la fórmula optimizada de la invención, el contenido del SiO2 tiene un intervalo del 58-62 %. Si el contenido de SiO2 es superior al 62 %, la temperatura de fusión y modelado de la fibra de vidrio aumenta notablemente con una mayor viscosidad del vidrio. Los contenidos de AhO3+CaO+MgO+TiO2, que no pertenecen a la red del vidrio, son altos en este vidrio de resistencia alta y módulo alto en la invención. Si el contenido de S O es inferior al 56 %, la resistencia y el módulo de la fibra de vidrio disminuyen, al igual que aumenta la inclinación de desvitrificación del vidrio.
El Al2O3 es un componente muy interesante en el vidrio. De acuerdo con la teoría de la estructura del vidrio, una determinada cantidad de A^O3 podría entrar en la estructura reticular del vidrio en forma de [A O ] tetraédrico. Si el contenido es demasiado, parte de Al3+ formaría una estructura de coordinación de [AlO6] y no podría entrar en la estructura reticular del vidrio. Como resultado, un alto contenido de A^O3 aumentará notablemente la viscosidad y la tensión superficial del vidrio y la temperatura de desvitrificación del vidrio, para aumentar la dificultad en la fusión y el modelado de la fibra de vidrio. Como la estructura reticular del vidrio, el contenido total de SO+AhO3 desempeña un papel importante en la resistencia y el módulo de la fibra de vidrio. El contenido total de SO+AhO3 en el vidrio S, T y R típico está entre el 83-90 %. El contenido de A^O3 es del 12-20 % en la invención y del 14-18 % en la fórmula optimizada, con un contenido total de SO+AhO3 entre el 72-80 %. Si el contenido total de SO+AhO3 es superior al 80 %, es difícil aplicar la tecnología tradicional de horno de tanque de vidrio en la producción.
Aunque el MgO y el CaO no pertenecen a la red en la estructura del vidrio y ayudan a disminuir la viscosidad del vidrio a altas temperaturas, desempeñan diferentes papeles en el vidrio. Con una resistencia de unión simple de Mg-O mayor que Ca-O, MgO desempeña un papel importante en el aumento de la resistencia y el módulo del vidrio, a pesar de que la inclinación de la cristalización aumenta claramente con un alto contenido de MgO. El contenido de MgO en la fórmula optimizada de la invención está entre el 8-10 %. Aunque la introducción de CaO es eficaz para disminuir la viscosidad térmica alta de la masa fundida y mejorar la inclinación de la cristalización del vidrio, un exceso de cantidad disminuiría la resistencia y el módulo. El contenido de CaO en la fórmula optimizada de la invención está entre el 10-13 %.
De acuerdo con los experimentos científicos, el inventor que solicita la patente descubre que: como componente que no pertenece a la estructura reticular del vidrio, el TiO2 ayuda a disminuir la viscosidad térmica alta de la masa fundida. Con la mayor fuerza de unión simple de Ti-O entre los componentes iónicos que no pertenecen a la red, la
introducción de TÍO2 ayuda a mejorar el módulo de la fibra de vidrio así como la resistencia a la corrosión química (especialmente la resistencia a los ácidos). Sin embargo, la existencia de TO2 desempeña un papel negativo en el color del vidrio. A medida que aumenta la cantidad, el vidrio presentaría un aspecto arcilloso gradual, así como una mayor inclinación de la cristalización y mayor coste de lote. El contenido de TO2 es de hasta el 2,5 % en la invención y del 0,8-2,0 % en la combinación óptima.
La introducción de ZrO2 también ayuda a aumentar el módulo de la fibra de vidrio. El hecho de que ZrO2 ayude a mejorar la resistencia a los álcalis y al agua de la fibra de vidrio es una naturaleza clave en la aplicación de sus secciones de material compuesto para fortalecer el hormigón. El contenido de ZrO2 es de hasta el 2,0 % para el vidrio de la invención.
Como óxido metálico alcalino, el Li2O rara vez se usa como componente eficaz del vidrio por sus altos precios, mientras que Na2O y K2O se usan con mayor frecuencia en vidrio industrial. Aunque el Li2O ayuda más en la fusión y disminución de la viscosidad térmica alta que el Na2O y el K2O, es demasiado caro entre las materias primas que se han de aplicar de forma práctica. Si el contenido total del óxido metálico alcalino es fijo en los componentes de vidrio, un determinado reemplazo de Na2O y K2O con Li2O tendría un efecto notable en la mejora de la fusión y el modelado de fibra de vidrio. El contenido de Li2O es de hasta el 0,8 % en los componentes de vidrio.
La introducción de Na2O y K2O es necesaria (parte de Na2O y K2O en los componentes de vidrio siempre se obtienen de otras materias primas minerales). Los óxidos metálicos alcalinos ayudan a disminuir la viscosidad térmica alta y mejoran la inclinación de la cristalización con un límite máximo de introducción. La cantidad de Na2O+K2O recomendada en la invención es inferior al 0,85 %, con un esquema más óptimo del contenido total de Li2O+ Na2O+K2O inferior al 1,0%. El contenido total de Na2O+K2O es del 0,8% en un esquema óptimo de la invención, mientras que el contenido total de U2O+ Na2O+K2O es del 0,8 % en otro esquema práctico con un contenido de Li2O del 0,41 %.
La existencia de Fe2O3 en el vidrio afecta al color del vidrio y a la eficiencia de transmisión del calor en el horno de tanque. La diatermancia se ve más afectada por aquellos vidrios con una determinada cantidad de TiO2. El contenido de Fe2O3 recomendado en el esquema es del 0-0,5 %.
B2O3 podría ayudar a disminuir la temperatura de fusión y la viscosidad eficazmente y su contenido es del 4,0-8,5 % en el vidrio E. Sin embargo, B2O3 tiene un efecto negativo sobre la resistencia y el módulo de la fibra de vidrio, así como en la resistencia a los ácidos y los álcalis del vidrio. No hay B2O3 en los componentes de vidrio de la invención. Como fundente que se aplica de manera más universal y eficaz en la producción de vidrio, el F2 podría disminuir la tensión superficial de la masa fundida de vidrio eficazmente. El vidrio E tradicional también tiene F2. Como contaminante del aire, el contenido de F2 en una de las fórmulas de vidrio es del 0,6 %. El hecho de que el vidrio óptimo en la invención no contenga F2 y de que no se añada CaF2 especialmente en el lote no significa necesariamente que el vidrio con contiene F2. F2 también podría ser de grado ppm traído por otras materias minerales como impurezas. El objetivo de no incluir B2O3 y F2 en el vidrio de la invención es obtener una fibra de vidrio respetuosa con el medio ambiente, de resistencia alta y módulo alto con un rendimiento excelente, así como un proceso de producción fácil a partir de la fusión y el modelado de la fibra de vidrio.
En el control de producción tradicional para las fibras de vidrio E, el papel que desempeña SO3 es muy interesante. El SO3 es crucial para el aclaramiento (burbujas en el vidrio) en el vidrio E y el SO3/C es siempre una medida de regulación importante. SO3/C sirve como una medición en lugar de un indicador y la redox del vidrio es más eficaz en la presentación del efecto de fusión y aclaramiento de la masa fundida de vidrio. La redox solicitada en fórmulas de vidrio diferentes y su correspondiente efecto de aclaramiento mejor no son completamente iguales y la redox entre el vidrio de la invención y el vidrio E también es diferente.
En el proceso de producción de las fibras de vidrio, el Fe2O3 no se considera un componente principal, sino incluso como una parte perjudicial que no se añadirá especialmente. En general, el Fe2O3 está contenido en otras materias primas minerales y se transporta con una cantidad con estricto control. De acuerdo con las disposiciones de la patente, el contenido de Fe2O3 es del 0-0,6 %. En comparación con la técnica anterior, es más estricto especificar el contenido de Fe2O3 en las materias primas y la baja cantidad de Fe2O3 es más conveniente para la fusión y el rendimiento de las fibras de vidrio.
La fibra de vidrio es una composición con múltiples componentes y es un vidrio bastante especial. Es bastante importante equilibrar el contenido de los componentes. Una ligera variación en el contenido del mismo componente puede provocar un gran cambio en el rendimiento de las fibras de vidrio, y que se añada o disminuya contenido del mismo componente da como resultado una gran diferencia en el rendimiento de los productos. Por tanto, se realizan una gran cantidad de experimentos exploratorios y análisis de detección para obtener una fórmula de fibra de vidrio que consiga un alto rendimiento, cumpla con los requisitos de solicitud y sea adecuada para la producción industrializada.
El esquema de componentes y proporciones de la patente son logros en la investigación científica obtenidos por el
inventor de la misma a través de una gran cantidad de esfuerzos intelectuales sobre la base de muchos experimentos y ensayos de acuerdo con los requisitos de rendimiento y las experiencias reales de producción. Se produce una enorme diferencia entre los rendimientos de la patente y la técnica anterior. La patente es una innovación importante en la ciencia y la tecnología con características y mejoras materiales sobresalientes.
En comparación con la técnica anterior, la invención también se proporciona con algunas características innovadoras como se indica a continuación:
(1) En la invención, el contenido máximo de CaO es del 13 %
En la invención, el CaO representa el 10-13 % de fibras de vidrio resistencia alta y módulo alto mientras que supera el 13 % en la técnica anterior. De acuerdo con los experimentos y ensayos científicos, el inventor descubre que el CaO representa más del 13 %, mientras que el MgO representa el 8-10 %. Puede ser beneficioso fundir y dar forma a las fibras de vidrio, pero la resistencia y el módulo de las fibras de vidrio se reducirán a medida que aumente la frangibilidad del vidrio. Si el CaO representa menos del 10 %, la viscosidad del vidrio líquido a alta temperatura será tan alta que será difícil para el trabajo con soplete de los vidrios. Por tanto, en la invención, el contenido de CaO se determina como del 10-13 %.
(2) Se introduce ZrO2 en la invención
Como la invención aplicada principalmente a las palas de las turbinas para la generación de energía eólica requiere no solo una resistencia alta y un módulo alto, sino también resistencia a los álcalis y resistencia al agua, se añade exclusivamente un 0-2 % de ZrO2 en la fórmula de fibra de vidrio con resistencia alta y módulo alto en la invención. El ZrO2 con los beneficios de uso de mejora del módulo de fibras de vidrio de resistencia alta y, lo que es más importante, mejora de la resistencia a los álcalis y la resistencia al agua de la fibra de vidrio, desempeña un papel importante en las palas de las turbinas para la generación de energía eólica y contribuye a prolongar la vida útil de las mismas en mal estado. Si el contenido de ZrO2 es superior al 2 %, la viscosidad del vidrio aumentará obviamente y el trabajo con soplete del vidrio se verá afectado.
(3) Los elementos B y F no están contenidos en la invención
Los elementos B y F son los componentes básicos del vidrio E tradicional y están disponibles para reducir la temperatura para fundir el vidrio, así como la tensión y la viscosidad de la superficie del vidrio líquido, lo que puede reducir el coeficiente de dificultad para la producción de las fibras de vidrio. Sin embargo, los elementos B y F provocarán efectos negativos sobre la resistencia, el módulo elástico, la resistencia a los álcalis y la resistencia al agua de las fibras de vidrio después de introducirlos en las fibras de vidrio. Además, los elementos B y F son tan volátiles que los equipos se corroerán y el aire estará muy contaminado. En la invención, los elementos B y F no se aplican a la fórmula de fibra de vidrio, de acuerdo con los requisitos nacionales para la protección del medio ambiente y contribuyen a mejorar la resistencia y la resistencia a la corrosión de las fibras de vidrio.
(4) Se introduce Li2O en la invención
Se añaden los elementos Ti y Zr en lugar de B y F en la fórmula de la invención para promover el módulo y la estabilidad química. Se añade hasta el 0,8 % de Li2O correspondientemente en la fórmula con el fin de mejorar el rendimiento de la fibra de vidrio, contribuyendo a fundir el vidrio a una temperatura alta, reduciendo la viscosidad del vidrio líquido y mejorando la estabilidad química del vidrio. En el aspecto del coste, el Li2O puede extraerse de minerales naturales y puede usarse un poco, aunque es caro. La borocalcita utilizada en el país, sin embargo, tiene un coste mayor, ya que debe importarse de otros países.
(5) Cambio en el rendimiento y el uso del producto de fibra de módulo
El objetivo de la invención es diseñar una fibra de vidrio aplicada principalmente a las palas de una turbina para la generación de energía eólica. Tiene resistencia alta, módulo alto y buena resistencia a los álcalis y al agua. Con una operabilidad bastante buena, la invención ha entrado en una etapa de producción a gran escala. De acuerdo con la comparación, el documento-solicitud de patente más similar N.° CN1802327A, encontrado por un examinador de la Oficina de Patentes de China, se aplica principalmente a las fibras de vidrio en el campo de la aviación y pone énfasis en el módulo de Young alto. La invención y la solicitud de Patente N.° CN1802327A son completamente diferentes en cuanto a sus objetivos, campos de aplicación e ideas de diseño de la fórmula. De acuerdo con los datos de las dos descripciones de las invenciones de patente, la resistencia a la tracción de las fibras de vidrio de la invención es un 22 % superior a la del vidrio E tradicional y el módulo de las mismas es un 11-15,7 % superior a la del vidrio E tradicional, mientras que el módulo de la fibra de vidrio en la patente N.° CN1802327A es solo un 8,5 % superior al del vidrio E. En el aspecto de la detección de la estabilidad de la fibra de vidrio, la resistencia a los ácidos, a los álcalis y al agua de la invención son obviamente mejores que las de la solicitud de patente N.° CN1802327A.
(6) Diferencia de los datos del ensayo sobre el parámetro de pérdida de peso
De acuerdo con los informes para someter a ensayo la estabilidad de las fibras de vidrio en la invención y la patente N.° CN1802327A, se producen enormes diferencias en los parámetros de pérdida de peso de las dos en la siguiente tabla:
Diferencia de datos de ensayo
(7) Adición de SO3
En la producción de fibras de vidrio, la pequeña dosis de SO3 desempeña un papel importante en la regulación de la atmósfera en el horno de tanque. El SO3 es crucial para el aclaramiento (burbujas en el vidrio) en el vidrio E y el SO3/C es siempre una medida de regulación importante. SO3/C sirve como una medición en lugar de un indicador y la redox del vidrio es más eficaz en la presentación del efecto de fusión y aclaramiento de la masa fundida de vidrio. La redox solicitada en una fórmula de vidrio diferente y su efecto de aclaramiento mejor correspondiente no son completamente iguales y la redox entre el vidrio de la invención y el vidrio E también es diferente.
Con los experimentos repetidos, se añade una cantidad decente de SO3 a la invención.
(8) Retirada de B2O3
B2O3 podría ayudar a disminuir la temperatura de fusión y la viscosidad eficazmente y el contenido del mismo en la tecnología existente es del 4,0-8,5 % en el vidrio E. Sin embargo, B2O3 tiene un efecto negativo sobre la resistencia y el módulo de la fibra de vidrio, así como en la resistencia a los ácidos y los álcalis del vidrio. No hay B2O3 en los componentes de vidrio de la invención.
En conclusión, la solicitud de patente en comparación con la tecnología existente tiene diferencias obvias en aspectos tales como el objeto de la invención, el campo de aplicación, el diseño de la fórmula, el rendimiento de la fibra de vidrio y la maquinabilidad real de la fibra de vidrio. Se presenta un logro de trabajo creativo de este tipo realizado sobre la base de experimentos y exploraciones masivos, ensayos y análisis, así como puestas en práctica y verificaciones, con la novedad y creatividad requeridas en la ley de patentes.
Aplicaciones específicas
Se realiza un experimento práctico de fusión de componentes de vidrio y se ilustra como se indica a continuación para presentar la invención, en forma de componentes de vidrio.
Aunque se funde el vidrio en el laboratorio con hornos de calentamiento eléctricos, las materias primas utilizadas son todas materias primas minerales habitualmente utilizadas en las fábricas de fibra de vidrio, con la excepción de TO2 y Na2O como productos químicos industriales. La introducción de componentes principales tales como SO2, A^O3, CaO y MgO es a través de las materias primas de arena de cuarzo, pirauxita o caolín, piedra caliza y magnesita, respectivamente. U2O y ZrO2 también se introducen a través de materias primas minerales. Este esquema de selección de material del experimento se aproxima más a las condiciones realistas de producción de fibra de vidrio. El lote de todos los componentes se pone en un crisol de aleación de rodio y molibdeno y se funde en vidrio en el horno de calentamiento eléctrico. Una comparación de las diferencias en el tiempo y la temperatura de fusión podría observar fácilmente el nivel de dificultad en la fusión y el aclaramiento del vidrio en cada fórmula y el ensayo de cada vidrio en el punto de reblandecimiento, temperatura de cristalización y temperatura de modelado de fibra (Tlogn = 3). Los fragmentos de vidrio fundidos en el laboratorio se ponen en el crisol hecho únicamente de molibdeno y rodio (con 10 boquillas de descarga en la parte inferior) y se calientan durante 2 horas con una temperatura 60-100 °C más alta que su temperatura de modelado, después se disminuye la temperatura del crisol a aproximadamente 10 °C por encima de su temperatura de modelado para realizar el ensayo de hilado. Ajuste la temperatura del crisol adecuadamente para obtener el mejor estado de hilado para la fibra de vidrio.
Com onentes del vidrio
Para verificar adicionalmente la invención, se realiza un experimento de producción en un horno de tanque de fibra de vidrio de tamaño pequeño sobre el vidrio con los componentes. Se produce una mecha de giro cero con un diámetro de monofilamento de 13 |jm, 17 jm y 24 jm en el ensayo con los componentes del vidrio de aplicación como se indica a continuación:
SiO2 60,58 %; AhOa 15,88%; CaO 12,32%; MgO 8,77%; U2O 0,41 %; Na2O K2O 0,39%; TO2 1,2%; Fe2Oa 0,35 %; SO30,02 %. El punto de reblandecimiento del vidrio es de 896 °C, la temperatura log3 es de 1276 °C, la temperatura del vidrio líquido es de 1194 °C y la 5T es de 82 °C.
Las propiedades mecánicas de la mecha de giro cero directa obtenidas de acuerdo con la norma ASTM D 2343 son como se indica a continuación:
Aunque se obtiene una única propiedad mecánica aparente de la resina I de mecha de fibra de vidrio a partir del ensayo de tracción mecánica, todos los resultados de los ensayos de las fibras de vidrio anteriores muestran la tendencia comparativa de la resistencia a la tracción y el módulo para todo tipo de fibras de vidrio. Una serie de ensayos demuestra que la mecha de esta fibra de vidrio tiene una resistencia a la tracción un 22 % más alta y un módulo un 11-15,7 % más alto que el vidrio E, y una resistencia a la tracción un 16 % más alta y un módulo un 5-6 % más alto que el vidrio ECR.
Claims (7)
1. Una fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto, que comprende componentes con contenidos (porcentajes en peso) como se indican a continuación:
SiO2 56-64
Al2O3 13-20
CaO 8-13
MgO 7-12
Li2O > 0-0,8
TiO2 > 0-2,5
ZrO2 > 0-2,0
Na2O+K2O > 0-1,0
Fe2O3 0-0,60
F2 0-0,60
en la que se añade SO3 a la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto, y no se incluye B2O3 en la fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto.
2. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los componentes y contenidos en porcentaje en peso son como se indica a continuación:
SiO2 58-62
Al2O3 14-18
CaO 10-13
MgO 8-10
TiO2 > 0-2,5
ZrO2 > 0-2,0
Li2O > 0-0,8
Na2O+K2O 0,2-0,85
Li2O+Na2O+K2O <1,2
Fe2O3 0-0,5
F2 0-0,6.
3. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el contenido de F2 en porcentaje en peso es del 0,00-0,005.
4. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que los componentes y contenidos en porcentaje en peso son como se indica a continuación:
SiO2 58-62
Al2O3 14-18
CaO 10-13
MgO 8-10
TiO2 0,8-2,0
ZrO2 > 0-2,0
Li2O > 0-0,8
Na2O+K2O 0,2-0,85
Li2O+Na2O+K2O <1,0
Fe2O3 0-0,5.
5. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el contenido de SiO2 en porcentaje en peso es del 60,6; el contenido de CaO en porcentaje en peso es del 12,3; el contenido de TO2 en porcentaje en peso es del 1,2; el contenido de U2O en porcentaje en peso es del 0,40; el contenido de Na2O+K2O en porcentaje en peso es del 0,40; y el contenido de Fe2O3 en porcentaje en peso es del 0,35.
6. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto de acuerdo con la reivindicación 4, en la que el contenido de Al2O3 en porcentaje en peso es del 15,8; el contenido de MgO en porcentaje en peso es del 8,8.
7. La fibra de vidrio de resistencia alta y módulo alto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el contenido de SO3 en porcentaje en peso es del 0,02.
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