CN102531402A - 用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，包括以下步骤：a、称量，b、配料，c、熔制，d、通路，e、拉丝，f、烘干，g、后工序；各成份原料按质量份计配比为：高岭土：60～140；叶腊石：280～450；生石灰：150～200，白云石：60～90；硬硼钙石：60～90；白泡石：130～230；萤石：15～30；钠长石：15～30，各成份配比之和为1000。本发明采用钠长石为助熔澄清剂，可以防止在玻璃纤维形成过程中析出晶体而破坏制品。由于钠长石可以降低高岭土的耐火度，因此降低了工业生产难度。采用本发明提供的方法生产无碱玻璃纤维，不仅降低了成本，降低了生产难度，而且提高了熔制温度的稳定性，提高了产品质量，具有较好的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于无碱玻璃纤维技术领域，具体涉及一种用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法。
背景技术
无碱玻璃纤维，R2O(K2O+Na2O)≤0.8%，是一种铝硼硅酸盐成分，化学稳定性、电绝缘性能、强度都很好。主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料和轮胎帘子线，用于复合电缆支架。
目前我国玻璃纤维行业生产主要采用池窑拉丝生产工艺，采用这种工艺生产无碱玻璃纤维时，其主要助熔剂原料为芒硝（或纯碱），用芒硝（或纯碱）作为助熔澄清剂时，因其原料特性决定了其吸水性强，在使用过程中易吸潮结块，影响配合料的均匀性和混合粉料的输送，价格也较高，同时要求熔制温度十分稳定，如果熔制温度不稳定，芒硝在使用过程中易产生“硝水”而影响熔制质量。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，避免生产过程中析出晶体，提高熔制温度的稳定性，降低成本，提高无碱玻璃纤维的质量。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、称量，各成份原料按质量份计配比为：高岭土：60～140；叶腊石：280～450；生石灰：150～200，白云石：60～90；硬硼钙石：60～90；白泡石：130～230；萤石：15～30；钠长石：15～30，各成份配比之和为1000；将上述原料分别称量待用；
b、配料，启动搅拌器，待搅拌器运转正常后，将萤石、钠长石预先混合，再将预先混合的原料同a步骤的剩余原料一起送入气力混合搅拌发送器，搅拌均匀，均匀度大于92%；
c、熔制，将b步骤混合均匀的物料送入窑炉中熔制得到高温玻璃液；熔制温度控制在1550℃~1620℃范围内；熔制时间为72h～100h；
d、通路，将c步骤得到的高温玻璃液经澄清、均化后进入作业通路，并经800~4000孔的铂金漏板中流出，从铂金漏板中流出的温度控制在1280℃~1320℃；
e、拉丝，d步骤制得的物料表面涂覆一层高分子乳液后，缠绕在车头上制成直径在9~24μm的原丝，成份为：SiO2：53.8～54.8% 、Al2O3：13.8～14.8%、 Fe2O3：≤0.48%、CaO：23.2～24.2%、MgO：2.0～2.6%、Na2O+K2O：≤0.80%、B2O33.2～3.8%；
f、烘干，e步骤得到的原丝采用蒸汽烘干或者微波炉加热烘干方式烘干制得无碱玻璃纤维；烘干温度控制在90℃~150℃，烘干时间为12h～16h；
g、后工序，将f步骤烘干后的无碱玻璃纤维经络纱、检验、包装后入库。
所述各成份原料按质量份计配比为：高岭土：84；叶腊石：378；生石灰：168；白云石：80；硬硼钙石：67；白泡石：168；萤石：25；钠长石：30，各成份配比之和为1000。
所述各成份原料按质量份计配比为：所述各成份原料按质量份计配比为：高岭土：124；叶腊石：297；生石灰：182；白云石：83；硬硼钙石：66；白泡石：206；萤石：21；钠长石：21，各成份配比之和为1000。
所述各成份原料按质量份计配比为：高岭土：81；叶腊石：408；生石灰：166；白云石：72；硬硼钙石：79；白泡石：148；萤石：24；钠长石：22，各成份配比之和为1000。
本发明采用的钠长石，化学分子式Na2·Al2O3·6SiO2，其外观一般为白色，灰白色，硬度为6～6.5，密度为2.61～2.64g/cm3，熔点1100℃。其主要特点在高温时对石英、粘土、莫来石的熔解快，溶解度大；熔融温度低，透明度好；熔体高温粘度较小，随温度的变化较大。钠长石作为玻璃熔剂,是玻璃混合料主要成分之一,钠长石氧化铝含量高,铁质含量低,可以减少碱的用量。钠长石与高岭土作用时，高岭土的耐火度随长石的增加而降低，其耐火度由纯高岭土的1770℃直到纯长石的1220℃。
本发明采用钠长石作为助熔澄清剂，由于钠长石熔融后变成玻璃纤维的过程比较缓慢，结晶能力小，可以防止在玻璃纤维形成过程中析出晶体而破坏制品。钠长石还可以用来调节玻璃纤维的粘性。由于钠长石可以降低高岭土的耐火度，因此降低了工业生产难度。采用本发明提供的方法生产无碱玻璃纤维，不仅降低了成本，降低了生产难度，而且提高了熔制温度的稳定性，提高了产品质量，具有较好的经济效益。
附图说明
图1为无碱玻璃纤维生产流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细的说明，但它们不是对本发明的进一步限制。
如图1所示，该用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法包括以下步骤：
a、称量，各成份原料按质量份计配比为：高岭土：60～140；叶腊石：280～450；生石灰：150～200，白云石：60～90；硬硼钙石：60～90；白泡石：130～230；萤石：15～30；钠长石：15～30，各成份配比之和为1000；将上述原料分别称量待用；
b、配料，启动搅拌器，待搅拌器运转正常后，将萤石、钠长石预先混合，再将预先混合的原料同a步骤的剩余原料一起送入气力混合搅拌发送器，搅拌均匀，均匀度大于92%；
c、熔制，将b步骤混合均匀的物料送入窑炉中熔制得到高温玻璃液；熔制温度控制在1550℃~1620℃范围内；熔制时间为72h～100h；
d、通路，将c步骤得到的高温玻璃液经澄清、均化后进入作业通路，并经800~4000孔的铂金漏板中流出，从铂金漏板中流出的温度控制在1280℃~1320℃；
e、拉丝，d步骤制得的物料表面涂覆一层高分子乳液后，缠绕在车头上制成直径在9~24μm的原丝，成份为：SiO2：53.8～54.8% 、Al2O3：13.8～14.8%、 Fe2O3：≤0.48%、CaO：23.2～24.2%、MgO：2.0～2.6%、Na2O+K2O：≤0.80%、B2O33.2～3.8%；
f、烘干，e步骤得到的原丝采用蒸汽烘干或者微波炉加热烘干方式烘干制得无碱玻璃纤维；烘干温度控制在90℃~150℃，烘干时间为12h～16h；
g、后工序，将f步骤烘干后的无碱玻璃纤维经络纱、检验、包装后入库。
实施例1：
生产100㎏无碱玻璃纤维，所需各原材料用量为：高岭土：10㎏，其中：SiO2≥44.0%，Al2O3≥37.5%，Fe2O3≤0.6%，H2O≤1%；叶腊石：45㎏，其中：SiO2≥72%，Al2O3≥16.5%，Fe2O3≤0.45%，H2O≤1%；生石灰：20㎏，其中：CaO≥85%，Fe2O3≤0.15%，MgO≤3%，H2O≤1%；白云石：9.5㎏，其中CaO≥30%，Fe2O3≤0.15%，MgO≤21.0%，H2O≤1%；硬硼钙石：8㎏，其中CaO≥27.5%，Fe2O3≤0.10%，B2O3≥38.0%，SiO2≤6.5%，H2O≤1%；白泡石：20㎏，其中SiO2≥80.0%，Al2O3≥10.0%，Fe2O3≤0.50%，H2O≤1%；萤石：3㎏，其中：CaF2≥90%，H2O≤1%；钠长石：3.5㎏，其中：SiO2≥69.0%，Al2O3≥17.0%，Fe2O3≤0.35%，Na2O≥8.5%，H2O≤1%；上述百分比均为质量百分比。
称量前每天应检测生石灰中CaO的成分含量，根据其成分含量高低调整石灰配量。
生产步骤为：
1、将各种原料按配比取料称量；其中，钠长石、萤石、白云石、生石灰需过100目筛网，硬硼钙石需过200目筛网，高岭土、叶腊石、白泡石需过325目筛网；
2、启动搅拌器，待搅拌器运转正常后，将萤石、钠长石预先混合，再将预先混合的原料同剩余原料一起送入气力混合搅拌发送器，搅拌均匀，均匀度大于92%；
3、将混合均匀的物料送入窑炉中熔制得到高温玻璃液；熔制温度控制在1550℃~1620℃范围内；熔制时间为72h～100h；
4、将得到的高温玻璃液经澄清、均化后进入作业通路，并经800~4000孔的铂金漏板中流出，从铂金漏板中流出的温度控制在1280℃~1320℃；
5、将4步骤制得的物料表面涂覆一层高分子乳液后，缠绕在车头上制成直径在9~24μm的原丝；
6、烘干，5步骤得到的原丝采用蒸汽烘干或者微波炉加热烘干方式烘干制得无碱玻璃纤维；烘干温度控制在90℃~150℃，烘干时间为12h～16h；
7、后工序，将6步骤烘干后的无碱玻璃纤维经络纱、检验、包装后入库。
依据实施例1提供的配方生产的无碱玻璃纤维成份指标如下（以下百分比为质量百分比）：
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | K2O | B2O3 |
| 54.2% | 14.3% | 0.44% | 23.4% | 2.3% | 0.40% | 0.38% | 3.4% |
依据本实施例提供的配方生产的无碱玻璃纤维各种指标如下：
| 固含量 | 原丝号数(TEX) | 原丝LOI% | 干纱水分 | 断裂强度 | 浸透(s) |
| 8.0～8.5 | 290～310 | 1.0～1.3 | ≤0.30 | 无要求 | 无要求 |
实施例2：
生产100㎏无碱玻璃纤维，所需各原材料用量为：高岭土：15㎏，其中：SiO2≥44.0%，Al2O3≥37.5%，Fe2O3≤0.6%，H2O≤1%；叶腊石：36㎏，其中：SiO2≥72%，Al2O3≥16.5%，Fe2O3≤0.45%，H2O≤1%；生石灰：22㎏，其中：CaO≥85%，Fe2O3≤0.15%，MgO≤3%，H2O≤1%；白云石：10㎏，其中CaO≥30%，Fe2O3≤0.15%，MgO≤21.0%，H2O≤1%；硬硼钙石：8㎏，其中CaO≥27.5%，Fe2O3≤0.10%，B2O3≥38.0%，SiO2≤6.5%，H2O≤1%；白泡石：25㎏，其中SiO2≥80.0%，Al2O3≥10.0%，Fe2O3≤0.50%，H2O≤1%；萤石：2.6㎏，其中：CaF2≥90%，H2O≤1%；钠长石：2.5㎏，其中：SiO2≥69.0%，Al2O3≥17.0%，Fe2O3≤0.35%，Na2O≥8.5%，H2O≤1%；上述百分比均为质量百分比。
称量前每天应检测生石灰中CaO的成分含量，根据其成分含量高低调整石灰配量。
生产步骤为：
1、将各种原料按配比取料称量；其中，钠长石、萤石、白云石、生石灰需过100目筛网，硬硼钙石需过200目筛网，高岭土、叶腊石、白泡石需过325目筛网；
2、启动搅拌器，待搅拌器运转正常后，将萤石、钠长石预先混合，再将预先混合的原料同剩余原料一起送入气力混合搅拌发送器，搅拌均匀，均匀度大于92%；
3、将混合均匀的物料送入窑炉中熔制得到高温玻璃液；熔制温度控制在1550℃~1620℃范围内；熔制时间为72h～100h；
4、将得到的高温玻璃液经澄清、均化后进入作业通路，并经800~4000孔的铂金漏板中流出，从铂金漏板中流出的温度控制在1280℃~1320℃；
5、将4步骤制得的物料表面涂覆一层高分子乳液后，缠绕在车头上制成直径在9~24μm的原丝；
6、烘干，5步骤得到的原丝采用蒸汽烘干或者微波炉加热烘干方式烘干制得无碱玻璃纤维；烘干温度控制在90℃~150℃，烘干时间为12h～16h；
7、后工序，将6步骤烘干后的无碱玻璃纤维经络纱、检验、包装后入库。
按实施例2生产的无碱玻璃纤维成份指标如下（以下百分比为质量百分比）：
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | K2O | B2O3 |
| 53.9% | 14.4% | 0.42% | 23.8% | 2.4% | 0.45% | 0.33% | 3.3% |
依据本实施例提供的配方生产的无碱玻璃纤维各种指标如下：
| 固含量 | 原丝号数(TEX) | 原丝LOI% | 干纱水分 | 断裂强度 | 浸透(s) |
| 4.0～5.0 | 2380～2420 | 0.3～0.8 | ≤0.30 | ≥0.25 | ≤40 |
实施例3：
生产100㎏无碱玻璃纤维，所需各原材料用量为：高岭土：9.2㎏，其中：SiO2≥44.0%，Al2O3≥37.5%，Fe2O3≤0.6%，H2O≤1%；叶腊石：46.4㎏，其中：SiO2≥72.0%，Al2O3≥16.5%，Fe2O3≤0.45%，H2O≤1%；生石灰：19.0㎏，其中：CaO≥85.0%，Fe2O3≤0.15%，MgO≤3%，H2O≤1%；白云石：8.2㎏，其中CaO≥30%，Fe2O3≤0.15%，MgO≤21.0%，H2O≤1%；硬硼钙石：9.0㎏，其中CaO≥27.5%，Fe2O3≤0.10%，B2O3≥38.0%，SiO2≤6.5%，H2O≤1%；白泡石：16.8㎏，其中SiO2≥80%，Al2O3≥10%，Fe2O3≤0.50%，H2O≤1%；萤石：2.7㎏，其中：CaF2≥90.0%，H2O≤1%；钠长石：2.5㎏，其中：SiO2≥69.0%，Al2O3≥17.0%，Fe2O3≤0.35%，Na2O≥8.5%，H2O≤1%；上述百分比均为质量百分比。
称量前每天应检测生石灰中CaO的成分含量，根据其成分含量高低调整石灰配量。
生产步骤为：
1、将各种原料按配比取料称量；其中，钠长石、萤石、白云石、生石灰需过100目筛网，硬硼钙石需过200目筛网，高岭土、叶腊石、白泡石需过325目筛网；
2、启动搅拌器，待搅拌器运转正常后，将萤石、钠长石预先混合，再将预先混合的原料同剩余原料一起送入气力混合搅拌发送器，搅拌均匀，均匀度大于92%；
3、将混合均匀的物料送入窑炉中熔制得到高温玻璃液；熔制温度控制在1550℃~1620℃范围内；熔制时间为72h～100h；
4、将得到的高温玻璃液经澄清、均化后进入作业通路，并经800~4000孔的铂金漏板中流出，从铂金漏板中流出的温度控制在1280℃~1320℃；
5、将4步骤制得的物料表面涂覆一层高分子乳液后，缠绕在车头上制成直径在9~24μm的原丝；
6、烘干，5步骤得到的原丝采用蒸汽烘干或者微波炉加热烘干方式烘干制得无碱玻璃纤维；烘干温度控制在90℃~150℃，烘干时间为12h～16h；
7、后工序，将6步骤烘干后的无碱玻璃纤维经络纱、检验、包装后入库。
按实施例3生产的无碱玻璃纤维成份指标如下（以下百分比为质量百分比）：
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | MgO | Na2O | K2O | B2O3 |
| 54.7% | 14.3% | 0.35% | 23.6% | 2.1% | 0.34% | 0.24% | 3.6% |
依据本实施例提供的配方生产的无碱玻璃纤维各种指标如下：
| 固含量 | 原丝号数(TEX) | 原丝LOI% | 干纱水分 | 断裂强度 | 浸透(s) |
| 4.0～5.0 | 1980～2020 | 0.4～0.8 | ≤0.30 | ≥0.30 | ≤40 |
经过试验表明，本发明实施例得到的产品符合无碱玻璃纤维的技术要求，具有良好的社会效益和经济效益。
Claims (4)
1.一种用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、称量，各成份原料按质量份计配比为：高岭土：60～140；叶腊石：280～450；生石灰：150～200，白云石：60～90；硬硼钙石：60～90；白泡石：130～230；萤石：15～30；钠长石：15～30，各成份配比之和为1000；将上述原料分别称量待用；
b、配料，启动搅拌器，待搅拌器运转正常后，将萤石、钠长石预先混合，再将预先混合的原料同a步骤的剩余原料一起送入气力混合搅拌发送器，搅拌均匀，均匀度大于92%；
c、熔制，将b步骤混合均匀的物料送入窑炉中熔制得到高温玻璃液；熔制温度控制在1550℃~1620℃范围内；熔制时间为72h～100h；
d、通路，将c步骤得到的高温玻璃液经澄清、均化后进入作业通路，并经800~4000孔的铂金漏板中流出，从铂金漏板中流出的温度控制在1280℃~1320℃；
e、拉丝，d步骤制得的物料表面涂覆一层高分子乳液后，缠绕在车头上制成直径在9~24μm的原丝，成分为：SiO2：53.8～54.8% 、Al2O3：13.8～14.8%、 Fe2O3：≤0.48%、CaO：23.2～24.2%、MgO：2.0～2.6%、Na2O+K2O：≤0.80%、B2O33.2～3.8%；
f、烘干，e步骤得到的原丝采用蒸汽烘干或者微波炉加热烘干方式烘干制得无碱玻璃纤维；烘干温度控制在90℃~150℃，烘干时间为12h～16h；
g、后工序，将f步骤烘干后的无碱玻璃纤维经络纱、检验、包装后入库。
2.根据权利要求1所述的用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，其特征在于：所述各成份原料按质量份计配比为：高岭土：84；叶腊石：378；生石灰：168；白云石：80；硬硼钙石：67；白泡石：168；萤石：25；钠长石：30，各成份配比之和为1000。
3.根据权利要求1所述的用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，其特征在于：所述各成份原料按质量份计配比为：高岭土：124；叶腊石：297；生石灰：182；白云石：83；硬硼钙石：66；白泡石：206；萤石：21；钠长石：21，各成份配比之和为1000。
4.根据权利要求1所述的用钠长石作助熔澄清剂生产无碱玻璃纤维的方法，其特征在于：所述各成份原料按质量份计配比为：高岭土：81；叶腊石：408；生石灰：166；白云石：72；硬硼钙石：79；白泡石：148；萤石：24；钠长石：22，各成份配比之和为1000。
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