стекло для стекловолокна

Формула изобретения

1 Стекло для стекловолокна, включающее SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, Na₂O, CaO, MgO, B₂O₃, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ВаО и TiO₂ при следующем соотношении компонентов, мас.3 SiO₂7 58 673 Al₂O₃7 3,0 7,73 Fe₂O₃ 7 0,3 1,03 Na₂O7 8 123 CaO7 10 163 MgO7 2 43 B₂O₃7 2 - 53 BaO7 0,3 3,03 TiO₂7 0,4 2,03 Al₂O₃ + Fe₂O₃7 4 8

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составам стекол для выработки стеклянного волокна.

Известно щелочное стекло для изготовления волокна следующего состава, вес.

SiO₂ 69,2-70,5

Al₂O₃ 4-5

Fe₂O₃ 1-1,5

СаО 8,5-9,0

MgO 3,2-3,5

Na₂O 7-8

K₂O 1-2

ZrO₂ 1,5-2,0

Mn₃O₄ 1,3-1,5

F 0,2-0,3 [I]

Недостатком его является относительно низкая химическая стойкость, повышенная склонность к кристаллизации в интервале температур выработки. Кроме того, указанное стекло интенсивно вспенивает в электрососудах при выработке комплексной нити, что приводит к нарушению стабильности процесса вытягивания волокна и снижению производительности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является стекло для изготовления волокна, включающее, вес.

SiO₂ 60-69,5

Al₂O₃ 1,5-5,5

Fe₂O₃ 0,3-1,2

СаО 8-10,5

MgO 0,5-1,5

SrO 0,8-2,5

ZnO 0,5-1,0

MnO 0,5-1,6

Na₂O 0,8-12,5

K₂O 3,5-6,5

B₂O₃ 1-2,8

F 0,3-1,8 [2]

Указанное стекло обладает невысокой скоростью твердения в интервале температур выработки, повышенной химической стойкостью к растворам кислот и щелочей, повышенной склонностью к кристаллизации при формовании волокна.

Кроме того, для выработки стекловолокна используют дефицитные и дорогостоящие материалы: поташ, соединения стронция, цинка, марганца.

Целью предполагаемого изобретения является повышение скорости твердения стекла в интервале температур выработки, снижение склонности к кристаллизации и повышение химстойкости к кислым растворам. Достигается это тем, что предлагаемое стекло для стекловолокна дополнительно содержит BaO и TiO₂ при следующем соотношении компонентов, вес.

SiO₂ 58-67;

Al₂O₃ 3-7,7;

Na₂O 8-12;

CаО 10-16;

MgO 2-4;

B₂O₃ 2-5;

ВаО 0,3-3,0;

TiO₂O 0,3-2,0;

Fe₂O₃ 0,3-1.

Суммарное содержание SiO₂+Al₂O₃+TiO₂ должно составлять не менее 68% оксидов СаО+MgO+BaO не менее 15% Al₂O₃+Fe₂O₃ 4-8.

Стекло имеет следующие физико-химические и технологические свойства:

Температура варки, ^oC 1470-1500

Температура выработки, ^oC 1230-1285

Интервал формования, ^oC 420-490

Скорость стеклообразования, мин 26-30

Температура размягчения ^oC 780-820

Плотность, г/см³ 2,42-2,54

Температура верхнего предела кристаллизации, ^oC 1055-1100

Максимальная скорость кристаллизации, м/мин 0,25-0,31

Химическая устойчивость/потери веса волокна, мг на 5000 см²:

в 2 н. р-ре H₂SO₄ 61-87,5

в 2 н. р-ре NaOH 32-70

в воде 8-11

Составы предлагаемого стекла приведены в табл. 1.

Стекло (состав II) характеризуется следующими физико-химическими и технологическими свойствами (см. табл. 2).

Описываемые стекла хорошо провариваются и осветляются. Варка осуществляется в ванных печах непрерывного действия при обычных условиях в нейтральной или слабоокислительной среде.

Полученное стекло в интервале температур выработки при восьмичасовой выдержке не показывает признаков кристаллизации. После термической обработки при температуре 800^oC волокна стекла сохраняют около 50% прочности от исходной, а также гибкость и эластичность.

Предложенный состав стекла обеспечивает высокую скорость твердения при формовании и выработке, повышение производительности при выработке на 12-16% и одновременно улучшает эксплуатационные показатели изделия. Волокна, полученные из этого стекла, обладают высокой устойчивостью к действию воды и растворам кислот.

Улучшение физико-химических и технологических свойств в предложенном стекле достигнуто за счет введения в состав стекла таких ингредиентов, как BaO и TiO₂, и оптимального соотношения известных компонентов.

В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют кварцевый песок, полевой шпат, доломит, известняк, кальцинированную соду, борат кальция, углекислый барий, диоксид титана. Все компоненты для варки стекла применяют в сыпучем или гранулированном состоянии.