本發(fā)明涉及一種高性能耐堿玻璃纖維及其制品，尤其涉及E玻璃所不能適用的高性能增強(qiáng)（水泥）混凝土等領(lǐng)域,它能夠廣泛用于GRC墻板、土木工程和國內(nèi)網(wǎng)格布等市場。同時(shí)該玻璃配方不含氟，是一種環(huán)境友好型的玻璃配方。

背景技術(shù)：
玻璃纖維在交通、工業(yè)、建筑、環(huán)境等領(lǐng)域有著廣泛的用途，隨著玻纖領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，在某些領(lǐng)域，特別是具有高耐堿性、抗老化性等領(lǐng)域，普通的無堿玻璃纖維由于其性能的缺陷已不能滿足市場需求。尤其是在建筑領(lǐng)域中，作為水泥的增強(qiáng)材料，普通無堿玻璃纖維不具有較高的耐堿性能，不能達(dá)到要求。根據(jù)市場需求，需要尋求具有高耐堿性、抗老化性的玻璃纖維作為增強(qiáng)材料。在普通玻璃纖維上曾嘗試涂以耐堿被覆層來提高耐堿性，但效果不佳。根據(jù)市場需求，需要尋求具有高耐堿性、抗老化性的玻璃纖維作為增強(qiáng)材料。那么要提高玻璃纖維的耐堿性，勢必要在玻璃網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中中添加耐堿組分。針對以上情況，許多研究機(jī)構(gòu)及玻璃纖維企業(yè)進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，想方設(shè)法提高玻璃纖維的耐堿性能。通過研究確定了ZrO2在抗堿方面的效果，隨著ZrO2含量的增加，玻璃耐酸、堿性提高，纖維失重減少，纖維在水泥中的強(qiáng)度值也增高。目前國內(nèi)外已有的耐堿纖維配方，其耐堿性能比普通的玻璃纖維有明顯提高。耐堿玻璃纖維能有效抵抗水泥中高堿物質(zhì)的侵蝕，握裹力強(qiáng)，彈性模量、抗沖擊、抗拉、抗彎強(qiáng)度極高，不燃、抗凍、耐溫度、濕度變化能力強(qiáng)，抗裂、抗?jié)B性能卓越，具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，易成型等特點(diǎn)。耐堿纖維中含有較高含量的ZrO2，在纖維耐堿性顯著提高的同時(shí)，玻璃的熔化溫度也明顯提高，同時(shí)增加了玻璃的失透性。耐堿玻璃失透性增加，析晶速率明顯快于普通E玻璃及其他的玻璃配方種類。這就造成了耐堿玻璃纖維在實(shí)際生產(chǎn)中的困難，導(dǎo)致耐堿玻璃纖維生產(chǎn)工藝難控制，作業(yè)難度增加。鑒于以上情況，需要一種既可以提高玻璃纖維耐堿性能，而作業(yè)難度不至于大大增加的高性能耐堿玻璃纖維配方。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對以上存在的情況，通過調(diào)整各玻璃組分的含量，以及相互間的比例關(guān)系，并在配方中引入一定含量的Li2O，在提高其耐堿性能的基礎(chǔ)上，減小玻璃的析晶速率，降低玻璃的熔制溫度及粘度，改善玻璃的作業(yè)情況。本發(fā)明提供了一種高性能耐堿玻璃配方，其在傳統(tǒng)的Na2O-ZrO2-SiO2三元系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整Na2O、ZrO2、SiO2三種主量成分的比例，同時(shí)盡可能的降低Al2O3等成分的含量來減小玻璃的析晶速率，并提高玻璃的耐堿性能。本發(fā)明所述的高性能耐堿玻璃纖維配方，屬于Na2O-ZrO2-SiO2三元系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定三者之間的質(zhì)量比例為Na2O：ZrO2：SiO2=1：（1～1.5）：（3.5～4.7），在上述限定比例下，不影響玻璃性能。本發(fā)明所述的高性能耐堿玻璃纖維配方，屬于Na2O-ZrO2-SiO2三元系統(tǒng)，在限定三者組分含量及相互比例的基礎(chǔ)上，配方中引入0.25-0.45%的Li2O，在不影響玻璃纖維耐堿性的基礎(chǔ)上，降低玻璃的熔制溫度和粘度。為了提高玻璃纖維的耐堿性能，本發(fā)明在Na2O-ZrO2-SiO2三元系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，調(diào)整優(yōu)化了各組分之間的質(zhì)量比例關(guān)系。由于α-Al2O3的溶解焓較小，在堿液侵蝕下極不穩(wěn)定，在配方中，Al2O3含量盡可能的減少或者不用，其質(zhì)量百分比限定在0.5%以內(nèi)。含ZrO2的硅酸鹽玻璃在堿溶液中水化后水化產(chǎn)物很難以離解成離子，因此ZrO2在堿溶液侵蝕下很穩(wěn)定。ZrO2對提高玻璃的耐酸、堿性能起到很好的作用，尤其是玻璃的耐堿性能。ZrO2作為提高耐堿玻璃耐堿性的重要組分，其組分含量的多少對提高耐堿性能的效果也不一樣。ZrO2在硅酸鹽玻璃中的溶解度小，引入量過多會顯著提高玻璃的熔化溫度，增加失透性，增加了纖維在生產(chǎn)中的作業(yè)難度。因此本發(fā)明除了在限定ZrO2含量的同時(shí)，限定了Na2O：ZrO2：SiO2的質(zhì)量比例為1：（1～1.5）：（3.5～4.7）。Li2O作為一種堿金屬氧化物，在玻璃結(jié)構(gòu)中主要為斷鍵作用，助熔作用強(qiáng)烈，是強(qiáng)助熔劑。引入少量的Li2O可以降低玻璃的熔制溫度和粘度，可以起到氟的類似作用，代替氟使用。同時(shí)引入Li2O會與Na2O形成混合堿效應(yīng)，對保護(hù)玻璃骨架具有一定的作用，同時(shí)玻璃性能也可得到明顯改善。鐵在玻璃中的存在對玻璃顏色和玻璃的熱傳遞性影響較大，為使玻璃具有良好的外觀，同時(shí)減小產(chǎn)品在生產(chǎn)中的作業(yè)困難，盡可能的降低玻璃中鐵含量，本發(fā)明中限定Fe2O3≤0.15%。針對本發(fā)明所述的Na2O-ZrO2-SiO2三元系統(tǒng)，限定了Na2O：ZrO2：SiO2的質(zhì)量比例為1：（1～1.5）：（3.5～4.7），且Na2O、ZrO2、SiO2三種主成分占93-95%，根據(jù)此組分范圍，具體實(shí)施方案如下：按表所示的玻璃參數(shù)按比例配制成批料，裝入鉑金坩堝內(nèi)，置于電阻爐中，在1450-1500℃的條件下熔制成玻璃塊，保溫澄清2小時(shí)后形成玻璃。通過觀察熔化過程及最終玻璃的粘度、軟化點(diǎn)、析晶溫度的檢測進(jìn)行評估其成型的情況，在實(shí)驗(yàn)室單臺漏板拉絲生產(chǎn)線進(jìn)行拉絲性能驗(yàn)證，最后驗(yàn)證產(chǎn)品耐堿性能。此種高性能耐堿玻璃纖維配方比普通的E玻璃甚至國內(nèi)外部分無硼無氟配方具有更高的耐堿性。從各實(shí)施例性能檢測數(shù)據(jù)看，Li2O能明顯降低玻璃的粘度，改善玻璃纖維的作業(yè)難度。同時(shí)對E玻璃、無硼無氟玻璃及本發(fā)明中所涉及的耐堿玻璃進(jìn)行了耐侵蝕性的對比試驗(yàn)，具體結(jié)果如下：備注：1、玻璃顆粒侵蝕實(shí)驗(yàn)：將E玻璃、無硼無氟玻璃和耐堿玻璃分別磨碎、過篩取70~80目之間的玻璃顆粒。稱取后浸泡在80℃的5%NaOH溶液中4天。取出過濾烘干，計(jì)算質(zhì)量保留率。2、玻璃塊耐堿實(shí)驗(yàn)：將E玻璃、無硼無氟玻璃和耐堿玻璃熔制成玻璃塊，分割成約3cm*2cm*0.5cm的規(guī)則玻璃小塊，浸泡在80℃的5%NaOH溶液中4天，稱量計(jì)算質(zhì)量損失。3、玻璃纖維強(qiáng)度保留率實(shí)驗(yàn)：取相同Tex數(shù)和纖維直徑的E玻璃纖維、無硼無氟玻璃纖維、耐堿玻璃纖維，以1m長纖維為一個(gè)試樣，每種纖維8個(gè)試樣共32個(gè)試樣為一組。在80℃、5%的NaOH溶液中浸泡96小時(shí)，然后取出烘干，與對照組做強(qiáng)度測試。檢測項(xiàng)目E玻璃無硼無氟玻璃實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7玻璃顆粒耐堿質(zhì)量保留率（%）3890.193.694.295.095.596.096.193.5玻璃塊耐堿質(zhì)量保留率（%）3392.797.898.198.698.999.299.397.9玻璃纖維強(qiáng)力保留率（%）0078.580.881.782.483.583.678.6通過實(shí)驗(yàn)對比，本發(fā)明涉及的高性能耐堿玻璃配方，耐堿性明顯高于普通的E玻璃以及無硼無氟玻璃配方。