本發(fā)明涉及新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐堿耐熱玻璃纖維及其制備方法。
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，隨著玻璃纖維領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，就無堿玻璃纖維目前的力學(xué)性能來說，其已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足輕型軍事武器、航空部件、特殊用途汽車部件以及風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域的要求。根據(jù)市場需求，需要尋求適合具有更高強(qiáng)度、耐腐蝕性及耐高溫性良好質(zhì)量輕的玻璃纖維。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐堿耐熱玻璃纖維。所述耐堿耐熱玻璃纖維外觀平整，顏色均勻，機(jī)械強(qiáng)度高，制備工藝簡單，采用該公司制得的玻璃纖維具有較好的耐堿性能，可廣泛應(yīng)用于制造精密儀表熱防護(hù)件、燒蝕材料及絕熱保溫材料等領(lǐng)域。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種耐堿耐熱玻璃纖維，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：48-65份；al2o3：22-30份；cao：23-35份；caf2：3.5-6份；cawo4：2.5-6.8份；tio2：0.5-3.5份；mgo：0.2-1.7份；fecr2o4：1-5.5份。
進(jìn)一步地，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：55-65份；al2o3：26-30份；cao：23-30份；caf2：4.5-5份；cawo4：4.5-6.8份；tio2：1.5-2.5份；mgo：0.2-0.9份；fecr2o4：3-5.5份。
進(jìn)一步地，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：56份；al2o3：28份；cao：28份；caf2：4.7份；cawo4：5.9份；tio2：2.1份；mgo：0.6份；fecr2o4：4.2份。
一種耐堿耐熱玻璃纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)按比例將原料sio2、al2o3、cao、caf2、cawo4、tio2、mgo及fecr2o4加入到熔窯中，混合均勻；
(2)對熔窯進(jìn)行加熱使得溫度上升；
(3)使用拉絲機(jī)對熔融狀態(tài)的液體進(jìn)行拉絲；
(4)將拉出的玻璃纖維過水冷卻成型，然后浸泡在堿液中；
(5)采用清水對玻璃纖維進(jìn)行沖洗至少兩次，再次浸泡在清水中，并用熱水泵輔助，水溫為25℃～40℃；
(6)在密閉的高溫烘焙爐中對纖維進(jìn)行分批熱處理，溫度控制在35～400℃，烘焙時間為66～72h；
(7)表面通過浸膠、壓漿、烘干即得到成品高強(qiáng)度玻璃纖維。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中加熱溫度設(shè)定為900～1000℃先加熱2.5～3.5h，然后將溫度繼續(xù)升高至1400～1600℃范圍內(nèi)加熱7～10h。
進(jìn)一步地，所述步驟(3)中拉絲機(jī)的速度設(shè)定為4～5.5m/min。
進(jìn)一步地，所述步驟(4)中的堿液為ph為8.5～10.2的naoh水溶液。
本發(fā)明的有益效果在于：
本玻璃纖維配方基礎(chǔ)玻璃體系為硅、鋁、鈣體系，在此基礎(chǔ)上，對體系的氧化物組成按照高強(qiáng)度的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。本發(fā)明中caf2可提高配合料的熔化性能，降低玻璃黏度，改善玻璃失透性，增加玻璃機(jī)械強(qiáng)度；cawo4為屬四方晶系，具有優(yōu)異的耐壓、耐熱穩(wěn)定性。本發(fā)明所述的一種耐堿耐熱玻璃纖維外觀平整，顏色均勻，機(jī)械強(qiáng)度高，制備工藝簡單，采用該公司制得的玻璃纖維具有較好的耐堿性能，可廣泛應(yīng)用于制造精密儀表熱防護(hù)件、燒蝕材料及絕熱保溫材料等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例一：
一種耐堿耐熱玻璃纖維，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：48份；al2o3：25份；cao：23份；caf2：5份；cawo4：2.5份；tio2：2份；mgo：1.7份；fecr2o4：5.5份。
實(shí)施例二：
一種耐堿耐熱玻璃纖維，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：51份；al2o3：30份；cao：29份；caf2：3.5份；cawo4：5份；tio2：0.5份；mgo：1份；fecr2o4：3.8份。
實(shí)施例三：
一種耐堿耐熱玻璃纖維，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：56份；al2o3：28份；cao：28份；caf2：4.7份；cawo4：5.9份；tio2：2.1份；mgo：0.6份；fecr2o4：4.2份。
實(shí)施例四：
一種耐堿耐熱玻璃纖維，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：60份；al2o3：22份；cao：35份；caf2：4.5份；cawo4：6.8份；tio2：1.5份；mgo：1.5份；fecr2o4：1份。
實(shí)施例五：
一種耐堿耐熱玻璃纖維，包括如下質(zhì)量份數(shù)的組分：sio2：65份；al2o3：25份；cao：31份；caf2：6份；cawo4：4.5份；tio2：3.5份；mgo：0.2份；fecr2o4：3份。
一種耐堿耐熱玻璃纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)按比例將原料sio2、al2o3、cao、caf2、cawo4、tio2、mgo及fecr2o4加入到熔窯中，混合均勻；
(2)對熔窯進(jìn)行加熱使得溫度上升，加熱溫度設(shè)定為900～1000℃先加熱2.5～3.5h，然后將溫度繼續(xù)升高至1400～1600℃范圍內(nèi)加熱7～10h；
(3)使用拉絲機(jī)對熔融狀態(tài)的液體進(jìn)行拉絲，拉絲機(jī)的速度設(shè)定為4～5.5m/min；
(4)將拉出的玻璃纖維過水冷卻成型，然后浸泡在堿液中，所述堿液為ph為8.5～10.2的naoh水溶液；
(5)采用清水對玻璃纖維進(jìn)行沖洗至少兩次，再次浸泡在清水中，并用熱水泵輔助，水溫為25℃～40℃；
(6)在密閉的高溫烘焙爐中對纖維進(jìn)行分批熱處理，溫度控制在35～400℃，烘焙時間為66～72h；
(8)表面通過浸膠、壓漿、烘干即得到成品高強(qiáng)度玻璃纖維。
對實(shí)施例1～5的玻璃纖維進(jìn)行性能測試，結(jié)果見表1。
表1
本發(fā)明實(shí)施例中耐堿玻璃纖維耐堿性能測試，由于纖維量太小，采用耐堿玻璃纖維組合物制備為耐堿玻璃，然后采用粉末法和塊狀法兩種方法測試，方法如下：
粉末法：將粒徑在0.2～0.3mm的玻璃粉末浸泡在重量百分比為5％的naoh溶液中，在80℃下保溫168小時，中間每隔24小時進(jìn)行一次搖晃，取出后用蒸餾水清洗一遍，再用蒸餾水超聲清洗20-30分鐘后分離出剩余粉末，在110℃下烘干24小時，計(jì)算其失重率(浸泡后質(zhì)量損失量與浸泡前質(zhì)量之比，單位為“％”)，每個試樣同時進(jìn)行三個平行樣，取平均值。
塊狀法：使用金剛石切割機(jī)將玻璃樣品切割成大小約為10mm×5mm×5mm的規(guī)則矩形塊，精確測量并記錄其長寬高尺寸，之后將其浸泡在重量百分比為5％的naoh溶液中，在80℃下保溫168小時。取出后用蒸餾水清洗一遍，再用蒸餾水超聲清洗20-30分鐘后在110℃下烘干24小時，計(jì)算其溶出率(單位時間、單位表面積玻璃塊的失重率，單位為[g/(cm2*min)])，每個試樣同時進(jìn)行三個平行樣，取平均值。
從表中可以看出，本發(fā)明所述的耐堿耐熱玻璃纖維具有較好的耐熱、耐堿性能，可廣泛應(yīng)用于制造精密儀表熱防護(hù)件、燒蝕材料及絕熱保溫材料等領(lǐng)域。
需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。