專利名稱：以直接熔化操作制造高強(qiáng)度玻璃纖維的方法以及由此形成的產(chǎn)品的制作方法
以直接熔化操作制造高強(qiáng)度玻璃纖維的方法以及由此形成
的產(chǎn)品 本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)適用范圍本發(fā)明總體上涉及制造用于高強(qiáng)度應(yīng)用的連續(xù)玻璃纖維的方法以及由此制備的產(chǎn)品，如防彈裝甲、壓力容器、航天結(jié)構(gòu)材料、航海結(jié)構(gòu)材料以及用于風(fēng)能的結(jié)構(gòu)材料，比如風(fēng)車的支柱和槳葉。
背景技術(shù)：
玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已經(jīng)用于航海和航天材料相當(dāng)長的一段時間。盡管成本相當(dāng)高，可以采用其它纖維材料，例如碳纖維和芳族聚酰胺纖維。本發(fā)明的制品可以使用任何已知的制造方法，包括壓縮成型、層壓、噴射、手工鋪疊、預(yù)制鋪疊(預(yù)浸漬)、壓縮成型、真空袋成型、壓力袋成型、加壓成型、傳遞成型、真空輔助樹脂傳遞成型、擠拉成型、纖維纏繞、 澆鑄、高壓釜成型、離心澆鑄樹脂傳遞和連續(xù)澆鑄。復(fù)合物的性能由纖維和樹脂及兩者之間的協(xié)同作用控制，其產(chǎn)生出單個材料不具備的材料性能。許多樹脂可用于復(fù)合制品的制造，所述樹脂包括聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂和環(huán)氧樹脂。聚酯樹脂適合于許多情況。乙烯基酯樹脂相比聚酯樹脂具有較低粘度的預(yù)硫化和較高柔性的后硫化，且一般更抗退化。當(dāng)固化時，環(huán)氧樹脂一般是透明的。環(huán)氧樹脂是通過雙酚A、雙酚F、雙酚C及相似結(jié)構(gòu)的化合物與反應(yīng)性環(huán)氧鍵形成中得到的表氯醇的聚合而形成的聚醚樹脂。環(huán)氧樹脂可與多種固化劑反應(yīng)，包括胺、酐、硫醇、聚酯以形成難溶的固體。 該反應(yīng)是縮合反應(yīng)，典型地不產(chǎn)生副產(chǎn)物。固化的環(huán)氧樹脂在固化過程中具有高強(qiáng)度，低收縮。它們被用作涂層、粘合劑、鑄件、復(fù)合物或泡沫。環(huán)氧樹脂也被期望作為結(jié)構(gòu)基質(zhì)材料或結(jié)構(gòu)膠用于高強(qiáng)度應(yīng)用中。酚醛樹脂是熱固性樹脂，通過酚或者酚類衍生物與醛，典型地是甲醛縮合形成。酚醛樹脂主要用于涂料和塑料的制造中。其它具體的高強(qiáng)度模量樹脂包括雙馬來酰亞胺、聚酰胺、乙烯基酯酚類(vinyl ester phenolic)、乙烯基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物，高強(qiáng)度介質(zhì)模量熱塑性塑料，例如離子聚合物(即，交聯(lián)的亞乙基-甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸甲酯共聚物)、聚碳酸酯、聚氨酯、尼龍、芳族聚酰胺、改性環(huán)氧樹脂。用于制備連續(xù)玻璃纖維原絲的最普通的高強(qiáng)度玻璃組合物是“S-玻璃”。S-玻璃為一族主要由鎂、鋁和硅的氧化物組成的玻璃，其具有制備機(jī)械強(qiáng)度比E-玻璃纖維高的玻璃纖維的化學(xué)組成。S-玻璃族中常用的玻璃已知為S2-玻璃。S2-玻璃包括大約65wt% Si02,25wt% Al2O3JP IOwt% MgO0 S-玻璃的組成最初被設(shè)計(jì)用于高強(qiáng)度的應(yīng)用中，如防彈裝甲。R-玻璃為一族主要由硅、鋁、鎂和鈣的氧化物組成的玻璃，其具有制備機(jī)械強(qiáng)度比 E-玻璃纖維高的玻璃纖維的化學(xué)組成。R-玻璃具有約含58-60wt% SiO2,23. 5-25. 5wt% Al203>14"17wt% CaO加Mg0、0% B203>0% F2和少于2wt%其它組分的組成。R-玻璃含有比 E-玻璃更多的氧化鋁和氧化硅，在纖維形成過程中需要更高的熔化和加工溫度。典型地， R-玻璃的熔化和加工溫度至少要高于E-玻璃160°C。加工溫度的升高一般需要使用昂貴的鉬襯里熔窯。除此之外，R-玻璃的液相線溫度與成形溫度接近，因此，要求R-玻璃在比E-玻璃更高的溫度下纖維化。其它已知高強(qiáng)度玻璃組合物可以在題為“高性能玻璃用組合物、高性能玻璃纖維及其制品”的以美國專利申請公開No. 2008/0009403公開的美國專利申請No. 11/267, 739 中找到。R-玻璃和S玻璃都通過在鉬襯里的熔化容器中對組合物的組分進(jìn)行熔化而制備。 由于在這樣的熔窯中制備纖維的成本，致使形成R-玻璃和S-玻璃纖維的成本明顯高于 E-玻璃纖維。因而，在本領(lǐng)域中需要一種形成玻璃組合物的方法，該玻璃組合物可用于在基本不含鉬和其它貴金屬材料的熔窯中由直接熔化工藝形成高性能玻璃纖維，以及由其形成的產(chǎn)品。發(fā)明概述本發(fā)明包括一種用于利用基本不含鉬或其它貴金屬材料的玻璃熔窯從生玻璃配合料制備精制玻璃的方法。該方法包括向玻璃熔窯的熔化區(qū)加入生玻璃配合料，在熔化區(qū)熔化生玻璃配合料，并且從熔體形成連續(xù)的纖維。本發(fā)明還包括通過這種方法形成的纖維及由這種纖維制成的產(chǎn)品。在一個實(shí)施方式中，本發(fā)明包括在連續(xù)系統(tǒng)內(nèi)形成高強(qiáng)度玻璃纖維的方法，該系統(tǒng)具備熔窯、供料槽和漏板。該方法包括提供玻璃熔窯，該玻璃熔窯用于接收玻璃配合料和排出熔融玻璃，并使用基本不含貴金屬材料的材料對熔窯的至少一部分進(jìn)行襯里以形成熔窯的玻璃接觸表面。將玻璃配合料供給熔窯，該玻璃配合料能夠形成能纖維化的熔融玻璃， 該熔融玻璃具有高于45下(250C )的纖維化ΔΤ，用于制備具有包含如下成分的組成的玻璃纖維約 50-約 75wt% SiO2、約 15-約 30wt% Al2O3、約 5-約 20wt% MgO、約 0-約 IOwt % CaO、和約0-約5wt% ，其中等于Li20、Na20和K2O之和。通過從熔窯熱源，例如含氧燃料燃燒器，提供熱量在熔窯中將玻璃配合料熔化，形成與熔窯玻璃接觸表面接觸的熔融玻璃液。提供供料槽用于將熔融玻璃從熔窯輸送到漏板，并且用基本不含貴金屬的材料對供料槽的至少一部分進(jìn)行襯里以形成供料槽玻璃接觸表面。在從供料槽熱源提供熱量的同時，將熔融玻璃在供料槽中輸送，使其沿著供料槽玻璃接觸表面形成的基本上水平的流動路徑流過供料槽。在約M00°F (1316°C)至約(1593°C )的溫度和預(yù)定粘度下(例如約1000泊)，將熔融玻璃從供料槽排出到漏板中，形成為連續(xù)的纖維。本發(fā)明包括一種制備玻璃組合物的方法，該玻璃組合物用于形成連續(xù)的玻璃纖維及由其制成的適合在高強(qiáng)度應(yīng)用中使用的產(chǎn)品。在本發(fā)明中有用的組合物可以使用低成本、以在基本不含鉬或者其它貴金屬材料，包括其合金的熔窯中直接熔化的工藝廉價地形成為玻璃纖維。本發(fā)明中一種有用的組合物包括64_75wt% Si02U6-26wt% Al203>8-12wt% MgO 和 0-3. Owt % R2O,其中 R2O 是 Li20、N￡i20 和 K2O 之和。另一個本發(fā)明中有用的組合物包括64_75wt% SiO2,16-24wt % Al203>8"12wt % MgO和0. 25到3. Owt % R2O,其中R2O是Li20、Na20和K2O之和。在一些實(shí)施方式中，玻璃組合物由 64-70wt% Si02U7-22wt% Al203、9_12wt% MgO 和 1. 75-3. Owt % R2O 組成，其中 R2O 是Li2CKNa2O和K2O之和。在另一個實(shí)施方式中，本發(fā)明中有用的組合物由64_70wt% SiO2, 17-22wt% Al203>9-12wt% MgO 和 1. 75-3. Owt% Li2O 組成。本發(fā)明中有用的又一個組合物包括50_75wt% Si02U3-30wt% Al203>5-20wt%MgO,O-IOwt % CaO,0 到 5wt% R2O,其中 R2O 是 Li20、Nei2O 禾口 K2O 之和。在一些示范性的實(shí)施方式中，組合物不包含大于約5. Owt %的下述化合物，例如 CaO、P2O5> ZnO, ZrO2, SrO, BaO、SO3> F、B203、TiO2, Fe2O3> CeO2 和 BeO20 在其它示范性的實(shí)施方式中，組合物中沒有有意添加的CeO2和徹02。在另一些其它示范性的實(shí)施方式中，組合物優(yōu)選不含有大于約的下述化合物或鹵素，如&ι0、SO3、氟、B203、TiO2, ZrO2和F%03。在一些示范性的實(shí)施方式中，通過本發(fā)明制造的高性能纖維所期望的特性包括低于沈50下(1454°C )的纖維化溫度和優(yōu)選低于纖維化溫度至少80下(44 °C)，更優(yōu)選低于纖維化溫度至少約120 T (670C )，最優(yōu)選低于纖維化溫度至少約150 T (83°C )的液相線溫度。在其它示范性的實(shí)施方式中，通過本發(fā)明制造的高性能纖維所期望的特性包括 2400-2900 0F (1316_1593°C )的纖維化溫度和低于纖維化溫度至少45 °F (25°C )的液相線溫度。本發(fā)明還提供一種具有降低的成本和改善了的可制造性，改善了的結(jié)構(gòu)性能的結(jié)構(gòu)部件。連續(xù)的玻璃纖維的直接熔化形成使用在基本不含鉬或者其它貴金屬材料的玻璃熔窯中的低成本熔融。本發(fā)明的用于高強(qiáng)度應(yīng)用中的玻璃纖維的相對較低的纖維化溫度允許以降低的成本改善纖維的加工。本發(fā)明的制品典型地通過以下方法形成，包括壓縮成型、層壓、噴射、手工鋪疊、預(yù)制鋪疊(預(yù)浸漬)、壓縮成型、真空袋成型、壓力袋成型、加壓成型、傳遞成型、真空輔助樹脂傳遞成型、擠拉成型、纖維纏繞、澆鑄、高壓釜成型、離心澆鑄樹脂傳遞或連續(xù)澆鑄。本發(fā)明中制備和使用的纖維在制作上基本上是低廉的，且還具有良好的強(qiáng)度和密度性能。本發(fā)明中使用的纖維密度范圍在2. 434-2. 520g/cc，更優(yōu)選2. 434-2. 486g/cc并且具有大于12. 7MPsi的測量模量和大于680KPsi的測量的原纖維強(qiáng)度。


圖1為本發(fā)明的方法中使用的玻璃熔窯的縱剖圖。圖2為圖1中的玻璃熔窯沿著線2-2的平剖圖。圖3為圖1中的玻璃熔窯沿著線3-3的剖面圖，圖示了與熔窯的上游端壁相鄰的兩個燃燒器。圖4為圖1中的玻璃熔窯沿著線3-3的另一剖面圖，圖示了與熔窯的上游端壁相鄰的一個燃燒器。圖5為漏板裝置/支持結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖，部分為剖面，在本發(fā)明的方法中設(shè)置用來制備有用的連續(xù)玻璃絲。圖6為本發(fā)明的方法中使用的示范性供料槽剖面圖的頂視平面圖，該供料槽用于將熔融玻璃從玻璃熔窯輸送到漏板裝置/支持結(jié)構(gòu)。圖7為本發(fā)明的方法中使用的另一個示范性供料槽剖面圖的側(cè)視圖。發(fā)明詳述和優(yōu)選實(shí)施方式現(xiàn)在通過參考本發(fā)明的具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行描述。但是，本發(fā)明可以以不同的形式具體化且并不應(yīng)該解釋為限于此處所提出的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式是為了使本公開內(nèi)容是充分的且完整的，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地轉(zhuǎn)達(dá)本發(fā)明的范圍。除非另外定義，此處使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所通常理解的含意相同。此處發(fā)明描述中使用的術(shù)語僅用于描述特定的實(shí)施方式且不是用來限制本發(fā)明。當(dāng)用于本發(fā)明的說明書和所附的權(quán)利要求中時，除非本文明確指出，使用的單數(shù)形式的“一(a)”、“一個(an)”和“該(the) ”也用于包括復(fù)數(shù)形式。除非另外定義，在說明書和權(quán)利要求中使用的所有表示成分、性質(zhì)的數(shù)量，如分子量，反應(yīng)條件等，應(yīng)理解為在所有舉例中通過術(shù)語“大約”進(jìn)行修飾。因此，除非另外指出， 說明書和權(quán)利要求中闡述的用數(shù)字表示的性能是近似化的，其根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式中尋求獲得的期望的性能而變化。盡管闡述本發(fā)明寬范圍的數(shù)字表示的范圍和參數(shù)是近似化的， 在具體實(shí)施例中闡述的數(shù)值是盡可能精確的。然而，所有數(shù)值本身含有由它們各自的測量中所存在的誤差而必然導(dǎo)致的一些誤差。用以形成本發(fā)明的玻璃纖維的玻璃組合物的纖維性能包括纖維化溫度、液相線和 delta-T。除非本文另外定義，纖維化溫度定義為對應(yīng)于粘度1000泊(log3溫度)的溫度。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)識到可定義其它的纖維化溫度，例如，纖維化溫度可以定義為對應(yīng)于粘度316泊(log2. 5溫度)的溫度。如下面更加詳細(xì)討論的，在一些實(shí)施方式中降低的纖維化溫度減少了纖維的制備成本，為更長的漏板壽命創(chuàng)造了條件，增加了產(chǎn)量，允許玻璃在基本不含鉬或者其它貴金屬材料的熔窯中熔化，并減少了能源的使用。例如，在較低的纖維化溫度，漏板在一個較冷的溫度下工作而不會很快“凹陷”。凹陷是長時間保持在高溫的漏板中發(fā)生的一種現(xiàn)象。通過降低纖維化溫度，可以降低漏板的凹陷速率并且延長漏板壽命。除此之外，因?yàn)樵诮o定的時間和給定的輸入能量下，可以熔化更多的玻璃，所以較低的纖維化溫度可以使產(chǎn)量更高。這樣的結(jié)果是，降低了生產(chǎn)成本。除此之外，較低的纖維化溫度也將允許通過本發(fā)明的方法和組合物形成的玻璃在耐火材料襯里的熔窯或者具有外部冷卻壁的熔窯中熔化，由于其熔化溫度和纖維化溫度都低于許多可商購的耐火材料或當(dāng)提供外部冷卻時，其它材料的使用溫度上限。液相線定義為液相玻璃和它的主晶相之間存在平衡的最高溫度。在液相線之上的所有溫度，玻璃不存在其主相形式的晶體。低于液相線溫度，可能形成晶體。另一種纖維化性能為delta-T(AT)，定義為纖維化溫度和液相線之差。較大的 Δ T在玻璃纖維的形成過程中提供了較大程度的柔韌性，并在熔化和纖維化過程中有助于防止玻璃失透(即，在熔體中形成晶體)。通過為延長漏板壽命創(chuàng)造條件和給形成纖維提供更寬的工藝窗口，提高ΔΤ也降低了玻璃纖維的生產(chǎn)成本。相反地，較高的纖維化溫度和/或較小的△ T意味著纖維的形成過程是較低寬容的，對溫度的變化更加敏感，冷點(diǎn)以及緩慢移動的玻璃。本發(fā)明中使用的玻璃組合物有利地適合在熔窯中或者基本上不含鉬或者其它貴金屬材料及其合金的玻璃熔窯中熔化，包括傳統(tǒng)的、商業(yè)上可獲得的耐火材料襯里的玻璃熔窯，以及商業(yè)上可獲得的襯有外部冷卻壁例如，水冷卻壁的玻璃熔窯。典型地，初始配合料成分包括=SiO2(磨碎硅砂)、和Al2O3(煅燒氧化鋁)、 Li2CO3 (碳酸鋰)、H3BO3(硼酸)、NaCaB5O9 · 8Η20(鈉硼解石)、2Ca0-3B203_5H20(硬硼酸 丐石)以及來自源材料，例如，MgCO3 (菱鎂礦)、CaCO3 (石灰石)、SrCO3 (菱鍶礦)、BaCO3 (碳酸鋇礦)、^SiO4(鋯石)、和Na2CO3(泡堿)的鏈改良成分。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解可以使用其它原材料。其它合適的初始配合料成分的非限制例子包括高嶺石(Al2Si2O5(OH)4)、 葉臘石(Al2Si4Oltl(OH)2)、鋁礬土 (AlO(OH))、硅灰石(CaSiO3)、鋰輝石(LiAlSi2O6)、長石(CaAl2Si2O8)、白云石(CaMg(CO2)2)、石灰(CaO)、白云石質(zhì)生石灰(CaMgO2)、和熟石灰 (Ca (OH) 2)。玻璃熔窯圖1-4顯示了在此描述的形成所述玻璃纖維的方法中可使用的玻璃熔窯(10)， 并在以下的實(shí)施例和權(quán)利要求中進(jìn)行闡述。也可以希望在熔窯中使用氧氣燃燒加熱法， 如在題為“用于玻璃形成操作的氧氣燃燒前端”，發(fā)明人為David J Baker等的美國專利 No. 7，509，819中公開的，這里通過參考全文引入。玻璃熔窯(10)將熔融的玻璃提供給玻璃供料槽(12)。在一個示范性的實(shí)施方式中、熔融玻璃由50_75wt% Si02U3-30wt % A1203> 5-20wt% MgO,O-IOwt % Ca0、0 到 5wt% R2O 組成，其中 R2O 為 Li2O, Nei2O 禾口 K2O 之和。示范性實(shí)施方式包括的玻璃組合物具有例如M00-2900°F (1316-1593°C )的較高的纖維化溫度和/或低于纖維化溫度僅45下(250C )的液相線溫度。在另一個示范性實(shí)施方式中，熔融玻璃由約64_75wt% Si02U6-26wt % A1203> 8-12wt% MgO 和 0 到 3. Owt % R2O 組成，其中 R2O 為 Li20、Na20 和 K2O 之和。在又一個示范性實(shí)施方式中，熔融玻璃由約64_75wt% Si02U6-24wt % A1203> 8-12wt% MgO和0. 25到3. Owt % R2O組成，其中是Li20、Na2O和K2O之和。根據(jù)該示范性實(shí)施方式的方法形成的纖維具有低于沈50下(14M°C )、在一些實(shí)施方式中低于約 2625 0F (1458°C )、在其它實(shí)施方式中低于約沈00°F (1427°C )、并且在一些實(shí)施方式中低于約2575下(1413°C)的纖維化溫度，以及在一些實(shí)施方式中低于纖維化溫度至少約 80T (44°C)、在其它實(shí)施方式中低于纖維化溫度至少約120下(67°C)、在另一些實(shí)施方式中低于纖維化溫度至少約150下(830C )的液相線溫度。在又一個示范性實(shí)施方式中、熔融玻璃由50_75wt % Si02、13_30wt % A1203、 5-20wt% MgO,O-IOwt % Ca0、0 到 5wt% R2O 組成，其中 R2O 為 Li2O, Nei2O 禾口 K2O 之和。該示范性實(shí)施方式包括的玻璃組合物具有在log3纖維化溫度之上的液相線溫度，S卩，負(fù)的ΔΤ， 例如-122下(_68°C)。這種組合物可以在較高的溫度下纖維化，例如，對應(yīng)于316泊粘度的log2. 5纖維化溫度。在一些示范性實(shí)施方式中，組合物不包含大于約5. Owt %的如下氧化物或者化合物，例如 CaO> P205、ZnO> ZrO2> SrO> BaO> S03、氣、B203、Ti02、Fe2O3> K2O> CeO2 禾P Be02。在其它的示范性實(shí)施方式中組合物中沒有有意添加的( 和Be02。本發(fā)明中制備和使用的纖維在制作上基本上是低廉的，且還具有良好的強(qiáng)度和密度性能。本發(fā)明中使用的纖維的密度范圍為2. 434-2. 520g/cc，更優(yōu)選2. 434-2. 486g/cc。 此外，在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的玻璃纖維具有超過680KPsi的原纖維強(qiáng)度，在一些其它的實(shí)施方式中具有超過約700KPsi的強(qiáng)度，在另一些實(shí)施方式中具有超過約730KPsi的強(qiáng)度。進(jìn)一步，所述玻璃纖維有利地具有大于12. OMPsi，在一些實(shí)施例中大于約12. ISMPsi, 在一些實(shí)施方式中大于約12. 7MPsi的模量。本發(fā)明的方法優(yōu)選使用玻璃熔窯(10)進(jìn)行實(shí)施，該玻璃熔窯包括長形的通道，具有上游端壁(14)，下游端壁(16)，側(cè)壁(18)，底部(20)和頂部(22) 0玻璃熔窯(10)的每個構(gòu)件均由適當(dāng)?shù)哪突鸩牧现瞥?，例如，氧化鋁、氧化鉻、氧化硅、氧化鋁-氧化硅、鋯石、氧化鋯-氧化鋁-氧化硅、或類似的氧化物基耐火材料，尤其是與熔融玻璃接觸的表面。頂部0 通常顯示為弓形，其相對于組合物通道的縱軸是橫向的；然而，頂部可以具有任意合適的設(shè)計(jì)。典型地，頂部0 位于玻璃配合料(30)表面之上約3-10英尺。玻璃配合料 (30)為本發(fā)明的玻璃制造中所使用的原料的混合物。玻璃熔窯(10)可選地包括一個或多個鼓泡器04)和/或電助熔電極(未圖示)。 鼓泡04)和/或電助熔電極提高了整體玻璃的溫度并且提高了配合料覆蓋下的熔融玻璃的循環(huán)流動。鼓泡器04)和/或電助熔電極在第二和第三示范性實(shí)施方式中特別有用，其中包括的玻璃組合物具有較高的纖維化溫度，例如，24004900 0F (1316-1593°C )和/或低的 ΔΤ，例如，低至45°C (25°F )，或者甚至負(fù)的ΔΤ，如-122°F (_68°C )，其失透潛力大。除此之外，玻璃熔窯(10)可包含兩個連續(xù)區(qū)域，上游熔化區(qū)06)和下游澄清區(qū) 08)。在熔化區(qū)06)中，使用本領(lǐng)域公知類型的加料設(shè)備(3 將玻璃配合料組合物(30) 加入熔窯。在一個合適的熔窯配置中，在玻璃熔窯(10)的熔化區(qū)06)中，玻璃配合料(30) 在熔融玻璃的表面形成固體顆粒配合料層。漂浮的玻璃配合料組合物(30)的固體配合料顆粒至少部分地被至少一個燃燒器(34)熔化，該燃燒器具有可控的火焰形狀和長度，其安裝在玻璃熔窯(10)的頂部02)內(nèi)。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，玻璃熔窯(10)包括三個燃燒器(34)。一個單獨(dú)的燃燒器(34)設(shè)置于兩個毗鄰設(shè)置的下游燃燒器(34)的上游。然而，應(yīng)理解，任何數(shù)量的燃燒器(34)都可以設(shè)置在配合料上方的熔窯(10)的頂部0 的任何合適的位置來熔化玻璃配合料(30)。例如，兩個燃燒器(34)可以以并排的關(guān)系設(shè)置(圖3)或者使用一個單獨(dú)的燃燒器(圖4)。值得注意的是，玻璃熔窯(10)的燃燒器(34)可以設(shè)置在熔窯的拱頂(頂部)、側(cè)壁、壁端中、浸在配合料或者熔融玻璃內(nèi)，或以上述組合的方式設(shè)置。在不脫離本發(fā)明的情況下也可以使用其它熔窯，適合的熔窯包括空氣-煤氣熔窯、氧氣-煤氣熔窯、電加熱熔窯、或任何化石燃料燃燒熔窯。可向任一個熔化方法增加電助熔或鼓泡器。還可包括一單獨(dú)的澄清區(qū)(如圖1所示)，或者將澄清區(qū)合并至熔窯的主池中。供料槽配置供料槽接收從玻璃熔窯排出的熔融玻璃并輸送熔融玻璃，在合適的條件下將熔融玻璃排出至成型位置。供料槽的部件可以用適當(dāng)?shù)哪突鸩牧弦r里，例如，氧化鋁、氧化鉻、氧化硅、氧化鋁-氧化硅、鋯石、氧化鋯-氧化鋁-氧化硅、或類似的氧化物基耐火材料，尤其是與熔融玻璃接觸的表面。優(yōu)選這種供料槽玻璃接觸表面用氧化鉻材料、鋯石或其組合進(jìn)行襯里。對于纖維化溫度低于沈50下(14540C )且液相線溫度低于纖維化溫度至少 80T (440C )的組合物，可以使用傳統(tǒng)供料槽。對于纖維化溫度高和/或△ T低的其它組合物，其它的供料槽配置可有助于促進(jìn)熔融玻璃中的等溫狀態(tài)，從而防止失透。例如，在較淺深度(D)例如，小于約8英寸，或者優(yōu)選小于約3. 5英寸下通過供料槽輸送熔融玻璃可以通過透過熔融玻璃的輻射改善熱傳導(dǎo)。 在這點(diǎn)上，安裝氧氣-燃料燃燒器作為供料槽熱源尤其有用。典型的氧氣-燃料燃燒系統(tǒng)由英國BH-F(工程)有限公司提供。如此處定義的，氧氣-燃料燃燒器是使用高純度的氧 (例如，典型地為90到99%的純度，雜質(zhì)為氮和氬的混合物)代替空氣燃料燃燒器中的環(huán)境空氣和用于供給可燃烴的化石燃料的作為氧化劑的燃燒器，但可包括使用富氧空氣(例如，30到90%純度)的燃燒器。氧氣-煤氣燃燒器的火焰溫度為約4200到約5200下(約 2315到約)。在此溫度下，燃燒的火焰和產(chǎn)物以熔融玻璃可以吸收的波長輻射能量。 這可以促進(jìn)熔融玻璃表面水平方向上和通過熔融玻璃的垂直方向的玻璃溫度均勻?？諝?燃料燃燒器也可以用作供料槽熱源，尤其當(dāng)以非常緊湊的空間，例如相隔4 英寸安裝時。在圖6和7中顯示了本發(fā)明中使用的示范性供料槽配置。供料槽(322A)適合于將熔融物質(zhì)(例如，熔融玻璃G)從玻璃熔窯提供給制備點(diǎn)(也就是形成位置，如下所述)。熔融玻璃(G)不與供料槽(322A)的上部接觸。因此，該部分可以由相對便宜的耐火材料(也就是上部結(jié)構(gòu)耐火材料，如氧化硅，莫來石，或者其它不需要耐受熔融玻璃(G)侵蝕作用的材料)構(gòu)建。供料槽(322A)的較低部分在玻璃液面(L)之下，并且由此形成玻璃接觸表面，接觸到熔融玻璃(G)。因此，供料槽(322A)的該部分由更昂貴的玻璃接觸材料構(gòu)建。陶瓷耐火材料(即，鋯石、氧化鉻、或者其它合適的材料)為合適的玻璃接觸耐火材料，因?yàn)樗梢猿惺苋廴诓Ａ?G)的侵蝕作用。供料槽(322A)可包括頂部或拱頂(未顯示)、底部(也未顯示)、和側(cè)壁(3^A)。 供料槽(322A)具有上游端，一般是指(330A)，和下游端，一般是指(332A)。開口端(334) 可提供在供料槽(322A)的下游端(332A)。端壁(336A)可提供在供料槽(322A)的上游端 (330A)。一個或多個玻璃拉絲漏孔(338)提供在與端壁(336A)最接近，鄰近或接近的供料槽(322A)的底部。前端的供料槽，如上所述，是具有端壁(336A)和在底部的玻璃拉絲漏孔 (338)的供料槽(322A)的部分。對于供料槽燃燒器(344)，例如氧氣-燃料燃燒器，位于玻璃液面(L)之上，示于圖7。供料槽燃燒器(344)在與表面(340)垂直的水平面(例如，基本上水平的面)且以相對于表面(340)成銳角取向。如圖6所示，供料槽燃燒器(344)以相對于表面(340)為約 5度到約85度之間的角度指向供料槽(322A)的下游端332A。供料槽燃燒器(344)可以錯開或者交替隔開配置，以便位于相對的側(cè)壁(3^A)中的相對的供料槽燃燒器(344)橫向偏置或者不在橫向上相互直線相對(當(dāng)觀察圖6時不垂直排列)。氧氣-燃料燃燒器的火焰溫度為約4200-5200 T。然而，優(yōu)選火焰非常小。因此， 火焰不直接接觸側(cè)壁(3^A)。然而，從火焰輻射的熱量非常充足。雖然火焰并不直接接觸側(cè)壁(3^A)，側(cè)壁通過對流或者另外的自火焰輻射出的熱量被充分加熱。該輻射熱足夠適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)熔融玻璃(G)并將熔融玻璃G保持在期望的溫度，而不會由于供料槽(322A) 暴露在過高的溫度下而損害供料槽(322A)的完整性。即便燃燒器(344)相互之間隔開約 1英尺到約5英尺這也是適用的。應(yīng)該意識到其它的供料槽燃燒器的配置是可能的并落入到本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，另一種示范性燃燒器的配置示于圖7。供料槽燃燒器(344)在與表面(346)垂直的平面 (例如，基本垂直的平面)且以相對于表面(346)成銳角取向。如圖7所示，供料槽燃燒器 (344)可以相對于表面346約5度至約85度之間的角度指向槽(322C)的上游端330C。在另一種方法中，供料槽燃燒器(344)可以相對于表面(346)約95度至175度之間的角度指向槽(322C)的下游端(332C)。值得注意的是，燃燒器可以設(shè)置于供料槽的拱頂(頂部)、側(cè)壁、端壁中、浸于配合料或熔融玻璃內(nèi)，或以上述組合的方式設(shè)置。漏板裝置如圖5所示，漏板裝置100包括漏板(110)和漏板框架210，漏板(110)包括漏板主體(120)，其中漏板主體(120)具有側(cè)壁(12 和在側(cè)壁(12 之間延伸的漏嘴板(124)。 主體(120)設(shè)置在襯磚(300)下面，依次地，襯磚(300)設(shè)置在供料槽(310)之下。在實(shí)施本發(fā)明的方法時，由主體(120)從供料槽(310)接收熔融玻璃流。供料槽(310)從熔窯(10) 接收熔融玻璃(示于圖1)。供給通道GO)設(shè)置在熔窯(10)和供料槽(310)之間用來從熔窯(10)向供料槽(310)提供熔融玻璃配合料組合物(30)。供料槽(310)和襯磚(300)可以是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并可以由耐火材料制作而成。漏嘴板(124)包括多個漏嘴(IMa)(也稱之為拉絲漏孔)，多股熔融玻璃流可以通過其排出。熔融材料流可以通過傳統(tǒng)的卷取設(shè)備G00)，例如拉絲機(jī)或短切機(jī)或其它拉細(xì)裝置從漏嘴板(124)機(jī)械地拉出從而形成連續(xù)纖維絲(125)。纖維絲(12 在由上漿施加設(shè)備(410)涂覆上了漿料組合物保護(hù)性涂層之后，可以聚集成單根或多根的連續(xù)原絲 (125a)。連續(xù)纖維絲(125a)可以被纏繞到卷取裝置000)的旋轉(zhuǎn)套筒(40 上從而形成絲筒(125b)。連續(xù)纖維絲(12 也可以被加工成其他期望的復(fù)合玻璃材料，包括，但不限于，濕用短切原絲纖維、干用短切原絲纖維、連續(xù)纖維薄氈、短切原絲薄氈、濕法氈或干法氈 (air laid mats)0本發(fā)明的高強(qiáng)度制品使用上述形成的纖維作為聚合物基質(zhì)材料中的玻璃纖維增強(qiáng)物。典型的基質(zhì)材料包括環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂，乙烯基酯和聚酯。制品可以通過任意適合的制備技術(shù)形成，其包括壓縮成型、層壓、噴射、手工鋪疊、預(yù)制鋪疊(預(yù)浸漬)、壓縮成型、 真空袋成型、壓力袋成型、加壓成型、傳遞成型、真空輔助樹脂傳遞成型、擠拉成型、纖維纏繞、澆鑄、高壓釜成型、離心澆鑄樹脂傳遞和連續(xù)澆鑄。已對本發(fā)明進(jìn)行了一般描述，通過參考下面列舉的一些具體實(shí)施例，可以更進(jìn)一步理解本發(fā)明，而提供這些實(shí)施例僅用于說明目的，除另有說明外，并無全面涵蓋或限制的企圖。
實(shí)施例將在表II A-II C中列舉的實(shí)施例中的玻璃在鉬坩堝或在連續(xù)的鉬襯里熔窯中進(jìn)行熔化，以確定由該方式制備的玻璃和纖維的機(jī)械和物理性能。物理性能的測量單位為粘度(°F )、液相線溫度(下)和ΔΤ(Τ )。在一些實(shí)施例中對玻璃進(jìn)行了纖維化，并測量了強(qiáng)度(KPsi)，密度(g/cc)和模量(MPsi)。使用旋轉(zhuǎn)軸粘度計(jì)測量了纖維化溫度。纖維化粘度定義為1000泊(Poise)。液相線通過將一個裝滿玻璃的鉬容器放入熱梯度爐中16個小時來測定。其中晶體存在的最高溫度被認(rèn)為是液相線溫度。對玻璃單纖維使用聲波技術(shù)來測量模量。對原單纖維測量了拉伸強(qiáng)度。表 II-A
權(quán)利要求
1.在連續(xù)系統(tǒng)中形成高強(qiáng)度玻璃纖維的方法，該系統(tǒng)具有熔窯(10)，供料槽(1 和漏板(110)，該方法包括:提供玻璃熔窯，該玻璃熔窯用于接收玻璃配合料(30)且排出熔融玻璃，并使用基本不含貴金屬材料的材料對熔窯的至少一部分進(jìn)行襯里，以形成熔窯的玻璃接觸表面；向熔窯供給玻璃配合料，該玻璃配合料能夠形成能纖維化的熔融玻璃，該玻璃具有高于45下(250C )的纖維化Δ T，用以制備具有包含如下成分的組成的玻璃纖維 約 50-約 75wt% SiO2 ； 約 15-約 30wt% Al2O3 ； 約 5-約 20wt% MgO ； 約 0-約 IOwt % CaO ；約0-約5wt % ，其中等于Li20、Na2O和K2O之和；及痕量雜質(zhì)，其中每一種雜質(zhì)約為0. 05wt%或更少；通過從熔窯熱源提供熱量在熔窯中熔化玻璃配合料，并形成與熔窯玻璃接觸表面接觸的熔融玻璃液；提供供料槽，該供料槽用于將熔融玻璃從熔窯輸送到漏板，并使用基本不含貴金屬材料的材料對供料槽的至少一部分進(jìn)行襯里，以形成供料槽的玻璃接觸表面；從供料槽熱源提供熱量的同時，在供料槽中輸送熔融玻璃，并使熔融玻璃沿著由供料槽的玻璃接觸表面形成的基本上水平的流動路徑流過供料槽；在約MOO T (1316°C )到約四00 T (1593°C )的溫度和預(yù)定粘度下將熔融玻璃從供料槽排出到漏板中；并且將熔融玻璃形成為連續(xù)纖維。
2.權(quán)利要求1的方法，其中輸送步驟包括使熔融玻璃以低于約8英寸的深度流過供料槽(12)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中輸送步驟包括使熔融玻璃以低于約3.5英寸的深度流過供料槽(12)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中對熔窯(10)進(jìn)行襯里的步驟包括使用氧化物基熔窯耐火材料對熔窯的至少一部分進(jìn)行襯里。
5.權(quán)利要求4的方法，其中對熔窯(10)進(jìn)行襯里以形成熔窯玻璃接觸表面的步驟包括使用選自由氧化鉻材料和鋯石組成的組中的材料對熔窯的至少一部分進(jìn)行襯里。
6.權(quán)利要求1的方法，其中對熔窯(10)進(jìn)行襯里的步驟包括使用外部冷卻壁對熔窯的至少一部分進(jìn)行襯里。
7.權(quán)利要求1的方法，其中對供料槽(1 進(jìn)行襯里以形成供料槽的玻璃接觸表面的步驟包括使用氧化物基供料槽耐火材料對供料槽的至少一部分進(jìn)行襯里。
8.權(quán)利要求7的方法，其中對供料槽(1 進(jìn)行襯里的步驟包括使用選自由氧化鉻材料和鋯石組成的組中的材料對供料槽進(jìn)行襯里。
9.權(quán)利要求1的方法，其中從熔窯(10)熱源提供熱量的步驟還包括將一個或多個含氧燃料燃燒器(34)安裝在頂部(22)、側(cè)壁(328A)、端壁或熔窯底部，或其組合內(nèi)。
10.權(quán)利要求1的方法，其中從供料槽(1 熱源提供熱量的步驟還包括將一個或多個含氧燃料燃燒器(34)安裝在頂部(22)、側(cè)壁(3^A)或供料槽的端壁，或其組合內(nèi)。
11.權(quán)利要求1的方法，其中從供料槽(1 熱源提供熱量的步驟還包括以足以防止供料槽中的熔融玻璃失透的間隔將一個或多個空氣-燃料燃燒器(34)安裝在頂部(22)、側(cè)壁 (328A)或熔窯(10)的端壁，或其組合內(nèi)。
12.權(quán)利要求11的方法，還包括以約4英寸的間隔安裝空氣-燃料燃燒器(34)的步驟。
13.權(quán)利要求1的方法，還包括在玻璃熔窯(10)中安裝一個或多個鼓泡器(M)、電助熔電極及其組合的步驟。
14.權(quán)利要求1的方法，還包括在供料槽(12)中安裝一個或多個鼓泡器(M)、電助熔電極及其組合的步驟。
15.權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)定的粘度為約1000泊。
16.權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)定粘度為約316泊。
17.權(quán)利要求1的方法，其中制備的玻璃纖維具有2.434-2. 520g/cc的密度。
18.權(quán)利要求1的方法，其中制備的玻璃纖維具有大于12.7MPsi的測量模量。
19.權(quán)利要求1的方法，其中制備的玻璃纖維具有大于680KI^i的測量強(qiáng)度。
20.權(quán)利要求1的方法，其中制備的玻璃纖維具有2.434-2. 520g/cc的密度和大于 12. 7MPsi的測量模量。
21.權(quán)利要求1的方法，其中制備的玻璃纖維具有2.434-2. 486g/cc的密度和 688-737KPsi的測量強(qiáng)度。
22.一種用于在耐火材料襯里的玻璃熔窯中由生玻璃配合料制備玻璃纖維的方法，該方法包括如下步驟將生玻璃配合料加入到耐火材料襯里的玻璃熔窯的熔化區(qū)，該玻璃配合料包含 64-75wt% SiO2 ； 16-26wt% Al2O3 ； 8-12wt% MgO ；禾口，其中等于 Li20、Nei2O 禾口 K2O 之和； 加熱玻璃配合料到超過所得玻璃的液相線溫度的成型溫度以形成能纖維化的熔融玻璃；并且將所述熔融玻璃纖維化。
23.一種用于在耐火材料襯里的玻璃熔窯中由生玻璃配合料制備玻璃纖維的方法，該方法包括如下步驟將生玻璃配合料加入到耐火材料襯里的玻璃熔窯的熔化區(qū)，該玻璃配合料包含 64-75wt% SiO2 ； 16-24wt% Al2O3 ； 8-12wt% MgO ；禾口0. 25-3wt%^ R20，其中，R2O 等于 Li20、Na20 和 K2O 之和；加熱玻璃配合料到超過所得玻璃的液相線溫度的成型溫度以形成能纖維化的熔融玻璃；并且將所述熔融玻璃纖維化。
24.權(quán)利要求23的方法，其中玻璃配合料包含約 68wt% SiO2 ； 約 20wt% Al2O3 ； 約 IOwt % MgO ；禾口約Li2O。
25.權(quán)利要求23的方法，其中玻璃配合料包含 約 68wt% SiO2 ；約 20wt% Al2O3 ； 約 9. 7wt% MgO ；和約Li2O。
26.權(quán)利要求23的方法，其中玻璃配合料包括總量低于5%的選自下組的化合物，該組由CaO、P2O5> ZnO, ZrO2^SrO, BaO, SO3、氟、B203、 TiO2, Fe2O3> CeO2 和 BeR 組成。
27.權(quán)利要求23的方法，其中由所述配合料制備的玻璃具有低于沈50下(1454°C)的纖維化溫度，和至少80 0F (44. 440C )的ΔΤ。
28.權(quán)利要求23的方法，其中由所述配合料制備的玻璃具有至少120下(66.67°C )的ΔΤ。
29.權(quán)利要求23的方法，其中使用氧化物基耐火材料對玻璃熔窯進(jìn)行襯里。
30.權(quán)利要求23的方法，其中使用選自下組的耐火材料對玻璃熔窯進(jìn)行襯里，該組由氧化鋁、氧化硅、氧化鉻、氧化鋁-氧化硅，鋯石、氧化鋯-氧化鋁-氧化硅及其組合組成。
31.權(quán)利要求23的方法，其中在低于沈00下(1427°C)的成型溫度下對由配合料制備的玻璃進(jìn)行纖維化。
32.權(quán)利要求23的方法，其中由配合料制備的玻璃具有至少140下(77.78°C )的ΔΤ。
33.一種在耐火材料襯里的玻璃熔窯中由生玻璃形成材料制備玻璃的方法，該玻璃熔窯具有頂部(22)、底部和側(cè)壁(328A)，定義了長形通道(322c)，具有熔化區(qū)和下游澄清區(qū) ( )，該方法由以下步驟組成將生玻璃配合料(30)加入到耐火材料襯里的玻璃熔窯的熔化區(qū)，該玻璃配合料包含 64-75wt% SiO2 ； 16-24wt% Al2O3 ； 8-12wt% MgO ；禾口0. 25-3wt% R2O,其中 R2O 為 Li20、N￡i20 禾口 K2O 之禾口 ；在玻璃熔窯的頂部0 內(nèi)提供至少一個燃燒器；并熔化玻璃配合料以形成能纖維化的熔融玻璃。
34.權(quán)利要求32的方法，其中在低于沈50下(1454°C)的成型溫度對由配合料(30) 制備的玻璃進(jìn)行纖維化。
35.一種在耐火材料襯里的玻璃熔窯中由生玻璃形成材料制備玻璃的方法，該玻璃熔窯具有頂部(22)、底部和側(cè)壁(328A)，定義了長形通道(322C)，具有熔化區(qū)和下游澄清區(qū) (16)，該方法由以下步驟組成將生玻璃配合料(30)加入到耐火材料襯里的玻璃熔窯的熔化區(qū)，該玻璃配合料包含 68-69wt% SiO2 ；20-22wt% Al2O3 ； 9-10wt% MgO ；禾口 l-3wt% Li2O,在玻璃熔窯(10)的頂部02)內(nèi)提供至少一個燃燒器(34)；并熔化玻璃配合料以形成能纖維化的熔融玻璃。
36.一種在耐火材料襯里的玻璃熔窯(10)中由生玻璃配合料制備的玻璃纖維，制備該纖維的方法包括如下步驟將生玻璃配合料(30)加入到耐火材料襯里的玻璃熔窯的熔化區(qū)，該玻璃配合料包含 64-75wt% SiO2 ； 16-24wt% Al2O3 ； 8-12wt% MgO ；禾口0. 25-3wt%^ R2O,其中 R2O 等于 Li20、Na20 禾口 K2O 之禾口 ；加熱玻璃配合料到超過所得玻璃的液相線溫度的成型溫度以形成能纖維化的熔融玻璃；并且將所述熔融玻璃纖維化。
37.一種高強(qiáng)度制品，包含 基質(zhì)材料；和由玻璃配合料組合物形成的多根玻璃纖維，該組合物包含 64-75wt% SiO2 ； 16-24wt% Al2O3 ； 8-12wt% MgO ；禾口0. 25-3wt%^ R2O,其中 R2O 等于 Li20、Na20 和 K2O 之和。
38.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中玻璃配合料組合物包含 約 68wt% SiO2 ；約 20wt% Al2O3 ； 約 IOwt % MgO ；禾口約Li2O。
39.權(quán)利要求38的高強(qiáng)度制品，其中玻璃配合料包含 約 68wt% SiO2 ；約 20wt% Al2O3 ； 約 9. 7wt% MgO ；和約 2wt% Li2O。
40.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中玻璃纖維具有2.434-2. 486g/cc的密度。
41.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中玻璃纖維具有12.71-12. 96MPsi的測量模量。
42.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中玻璃纖維具有688-737KPsi的測量強(qiáng)度。
43.權(quán)利要求37高強(qiáng)度制品，其中玻璃纖維具有2.434-2. 486g/cc的密度和 12. 71-12. 96MPsi 的測量模量。
44.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中玻璃纖維具有2.434-2. 486g/cc的密度和 688-737KPsi的測量強(qiáng)度。
45.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中基質(zhì)選自由聚酯樹脂、乙烯基酯酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂和環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺、聚酰胺、乙烯基酯酚類、乙烯丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯共聚物、交聯(lián)的乙烯-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物和離子聚合物、聚碳酸酯、聚氨酯、尼龍或芳族聚酰胺、改性環(huán)氧樹脂組成的組。
46.權(quán)利要求37的高強(qiáng)度制品，其中基質(zhì)材料為酚基質(zhì)材料。
47.制備高強(qiáng)度復(fù)合制品的方法，包括以下步驟 由玻璃配合料組合物形成纖維，該組合物包含 64-75wt% SiO2 ；16-24wt% Al2O3 ； 8-12wt% MgO ；禾口0. 25-3wt% R2O,其中 R2O 等于 Li20、N￡i20 禾口 K2O 之禾口 ； 將纖維用基質(zhì)材料結(jié)合； 形成制品；和固化基質(zhì)材料。
48.權(quán)利要求47的方法，包括步驟形成選自由濕用短切原絲纖維、干用短切原絲纖維、連續(xù)纖維薄氈、短切原絲薄氈、濕法形成氈或干法氈組成的組的中間玻璃結(jié)構(gòu)。
49.權(quán)利要求47的方法，其中成形步驟選自如下組，該組由壓縮成型、層壓、噴射、手工鋪疊、預(yù)制鋪疊、真空袋成型、壓力袋成型、加壓成型、傳遞成型、真空輔助樹脂傳遞成型、擠拉成型、纖維纏繞、澆鑄、高壓釜成型、離心澆鑄樹脂傳遞和連續(xù)澆鑄組成。
50.權(quán)利要求47的方法，其中玻璃配合料組合物包含 約 68wt% SiO2 ；約 20wt% Al2O3 ； 約 IOwt % MgO ；禾口約 2wt% Li2O。
51.權(quán)利要求47的方法，其中基質(zhì)選自由聚酯樹脂、乙烯基酯酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂和環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺、聚酰胺、乙烯基酯酚類、乙烯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯共聚物、 交聯(lián)的乙烯-丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物和離子聚合物、聚碳酸酯、聚氨酯、尼龍或芳族聚酰胺、改性環(huán)氧樹脂組成的組。
全文摘要
公開了一種在基本不含鉑或者其它貴金屬材料的玻璃熔窯中形成高強(qiáng)度玻璃纖維的方法，由此方法制備的產(chǎn)品以及適合于在該方法中使用的配合料。用于本發(fā)明的一種玻璃組合物包括50-75wt％SiO2、13-30wt％Al2O3、5-20wt％MgO、0-10wt％CaO、0至5wt％R2O，其中R2O為Li2O、Na2O和K2O之和，該玻璃組合物具有較高的纖維化溫度，例如，2400-2900℉(1316-1593℃)和/或低于纖維化溫度僅45℉(25℃)的液相線溫度。本發(fā)明的方法中使用的另一種玻璃組合物為至多約64-75wt％SiO2、16-24wt％Al2O3、8-12wt％MgO和0.25-3wt％R2O，其中R2O等于Li2O、Na2O和K2O之和，該玻璃組合物具有低于約2650℉(1454℃)的纖維化溫度，和至少80℉(45℃)的ΔT。公開了用于將熔融玻璃從玻璃熔窯(10)輸送到形成位置的供料槽(12)。通過使用基本上不含鉑或其它貴金屬材料的熔窯和/或供料槽，與使用貴金屬材料襯里的熔窯制備的纖維的成本相比，玻璃纖維的制備成本顯著降低。還公開了包括高強(qiáng)度玻璃纖維的高強(qiáng)度復(fù)合制品。
文檔編號C03C3/087GK102317226SQ200980156910
公開日2012年1月11日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者B·比米斯, D·貝克, D·霍夫曼, J·溫格特, P·B·麥金尼斯 申請人:Ocv智識資本有限責(zé)任公司