CN104973791A - 一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，按重量百分比计，选取以下百分比原料组分：SiO2:40％-60％,Al2O3+Fe2O3:8％-15％,TiO2:4％-6％,CaO+MgO+ZnO:6％-10％,B2O3:1％-2％,CeO2+TeO2:1％-2％,HfO2+La2O3:1.5％-2.9％,CaF2:2％-3.5％,SrO:0.1％-0.5％,Na2O+K2O+Li2O:2％-2.5％。经过熔制、拉丝、浸胶、制纱、酸处理、烘干等工艺制成纤维纱，经本发明工艺生产的玻璃纤维纱外观质量优于原高硅氧玻璃纤维纱生产工艺获得的产品，质量稳定性提高，此工艺生产的玻璃纤维纱强度提高15％，质量稳定性提高10％以上，从而提高产品的使用领域用场合。
Description
技术领域
本发明涉及无机非金属材料技术领域，尤其涉及一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺。
背景技术
玻璃纤维属于无机非金属材料，其具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高等诸多优点，因此成为增强复合材料中应用量最大的一类基体材料。随着无机非金属材料的广泛应用，工业上对玻璃纤维的要求也不断提高；同时为了批量应用，玻璃纤维还要保持合理的生产难度和生产成本。因此，提高玻璃纤维的耐热和力学性能及成型性能成为了研究的热点。
目前国内外玻璃纤维纱生产工艺：玻璃纤维原纱缠绕到一个装置上，把装置连纱一同放入酸沥滤槽中，然后槽中加入一定浓度的酸，加热酸到要求温度，保持温度直至酸沥滤完成，然后把纱放入水槽中清洗直至清洗完成。这种工艺存在起始酸沥滤速度过快，容易引起反应产物B2O3、Na2O等在溶液中的浓度局部的过饱和而析出，从而导致产品强度的降低。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提供一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，按重量百分比计，包括以下百分比原料组分：SiO2:40％-60％,Al2O3+Fe2O3:8％-15％,TiO2:4％-6％,
CaO+MgO+ZnO:6％-10％,B2O3:1％-2％,CeO2+TeO2:1％-2％,
HfO2+La2O3:1.5％-2.9％,CaF2:2％-3.5％,SrO:0.1％-0.5％,
Na2O+K2O+Li2O:2％-2.5％。
所述一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，包括以下步骤：
1)熔制：取上述重量份原料采用电熔窑炉或者火焰窑炉进行熔制；熔制温度为1500℃-1550℃，熔制时间为12h-16h；
2)拉丝：拉丝步骤的温度为1235℃-1250℃，将融化的玻璃纤维进行拉丝，述拉丝中对纤维丝根施以强制冷却措施，让高温液态的纤维快速冷却越过玻璃析晶温度区到室温形成玻璃纤维，玻璃析出晶体的上限温度为1170℃-1185℃；
3)浸胶：浸胶步骤为将玻璃纤维纱线浸润于浸渍胶中后取出缠绕于试样架上，放入烘箱中于100℃烘2小时，再升至140℃烘4小时，冷却至室温；
4)制纱：将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺，制备成为高硅氧玻璃纤维原纱；
5)酸处理：将纱卷以悬挂的方式均匀分布并放置在酸沥滤槽中，接着进行第一步酸沥滤处理：把浓度0.3～0.5N的盐酸加入到酸沥滤槽中，酸量与浸没纱卷为基准，酸滤沥温度为常温，处理过程耐酸泵连续运行，循环搅拌，酸沥滤时间0.5～1小时，处理完成后排放处理后的酸；
6)烘干：处理定型后的纱整体浸泡在胶液中，浸泡1～5分钟，然后把纱挂起，直至纱不滴液，最后把纱放入烘箱中，在100～150℃的温度下烘干。
优选的，所述HfO2+La2O3和CaF2的质量比为1:1。
优选的，所述B2O3和CeO2+TeO2的质量比为1:1。
优选的，所述CeO2+TeO2和SrO的质量比为5:1。
本发明的有益效果：经本发明工艺生产的玻璃纤维纱外观质量优于原玻璃纤 维纱生产工艺获得的产品，质量稳定性提高，此工艺生产的玻璃纤维纱强度提高15％，质量稳定性提高10％以上，从而提高产品的使用领域用场合。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
取如下百分比重量份的原料，SiO2:58％,Al2O3+Fe2O3:14％,TiO2:6％,CaO+MgO+ZnO:10％,B2O3:2％,CeO2+TeO2:2％,HfO2+La2O3:2.6％,CaF2:2.5％,SrO:0.4％,Na2O+K2O+Li2O:2.5％，按照HfO2+La2O3和CaF2的质量比为1:1，B2O3和CeO2+TeO2的质量比为1:1，CeO2+TeO2和SrO的质量比为5:1，将各种原料混合均匀后投入池窑，按照以下步骤：
1)熔制：取上述重量份原料采用电熔窑炉或者火焰窑炉进行熔制；熔制温度为1500℃，熔制时间为12h；
2)拉丝：拉丝步骤的温度为1235℃℃，将融化的玻璃纤维进行拉丝，述拉丝中对纤维丝根施以强制冷却措施，让高温液态的纤维快速冷却越过玻璃析晶温度区到室温形成玻璃纤维，玻璃析出晶体的上限温度为1170℃；
3)浸胶：浸胶步骤为将玻璃纤维纱线浸润于浸渍胶中后取出缠绕于试样架上，放入烘箱中于100℃烘2小时，再升至140℃烘4小时，冷却至室温；
4)制纱：将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺，制备成为高硅氧玻璃纤维原纱；
5)酸处理：将纱卷以悬挂的方式均匀分布并放置在酸沥滤槽中，接着进行第一步酸沥滤处理：把浓度0.3N的盐酸加入到酸沥滤槽中，酸量与浸没纱卷为基准，酸滤沥温度为常温，处理过程耐酸泵连续运行，循环搅拌，酸沥滤时间0.5 小时，处理完成后排放处理后的酸；
6)烘干：处理定型后的纱整体浸泡在胶液中，浸泡3分钟，然后把纱挂起，直至纱不滴液，最后把纱放入烘箱中，在150℃的温度下烘干。
实施例2
取如下百分比重量份的原料，SiO2:55％,Al2O3+Fe2O3:16％,TiO2:5％,CaO+MgO+ZnO:11％,B2O3:2.5％,CeO2+TeO2:2.5％,HfO2+La2O3:2.6％,CaF2:2.5％,SrO:0.5％,Na2O+K2O+Li2O:2.5％，按照HfO2+La2O3和CaF2的质量比为1:1，
B2O3和CeO2+TeO2的质量比为1:1，CeO2+TeO2和SrO的质量比为5:1，将各种原料混合均匀后投入池窑，按照以下步骤制备：
1)熔制：取上述重量份原料采用电熔窑炉或者火焰窑炉进行熔制；熔制温度为1550℃，熔制时间为16h；
2)拉丝：拉丝步骤的温度为1240℃，将融化的玻璃纤维进行拉丝，述拉丝中对纤维丝根施以强制冷却措施，让高温液态的纤维快速冷却越过玻璃析晶温度区到室温形成玻璃纤维，玻璃析出晶体的上限温度为1185℃；
3)浸胶：浸胶步骤为将玻璃纤维纱线浸润于浸渍胶中后取出缠绕于试样架上，放入烘箱中于100℃烘2小时，再升至140℃烘4小时，冷却至室温；
4)制纱：将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺，制备成为高硅氧玻璃纤维原纱；
5)酸处理：将纱卷以悬挂的方式均匀分布并放置在酸沥滤槽中，接着进行第一步酸沥滤处理：把浓度0.5N的盐酸加入到酸沥滤槽中，酸量与浸没纱卷为基准，酸滤沥温度为常温，处理过程耐酸泵连续运行，循环搅拌，酸沥滤时间1小时，处理完成后排放处理后的酸；
6)烘干：处理定型后的纱整体浸泡在胶液中，浸泡5分钟，然后把纱挂起， 直至纱不滴液，最后把纱放入烘箱中，在100℃的温度下烘干。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，其特征在于，按重量百分比计，包括以下百分比原料组分：SiO2:40％-60％,Al2O3+Fe2O3:8％-15％,TiO2:4％-6％,
CaO+MgO+ZnO:6％-10％,B2O3:1％-2％,CeO2+TeO2:1％-2％,
HfO2+La2O3:1.5％-2.9％,CaF2:2％-3.5％,SrO:0.1％-0.5％,
Na2O+K2O+Li2O:2％-2.5％。
2.根据权利要求1所述一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)熔制：取上述重量份原料采用电熔窑炉或者火焰窑炉进行熔制；熔制温度为1500℃-1550℃，熔制时间为12h-16h；
2)拉丝：拉丝步骤的温度为1235℃-1250℃，将融化的玻璃纤维进行拉丝，述拉丝中对纤维丝根施以强制冷却措施，让高温液态的纤维快速冷却越过玻璃析晶温度区到室温形成玻璃纤维，玻璃析出晶体的上限温度为1170℃-1185℃；
3)浸胶：浸胶步骤为将玻璃纤维纱线浸润于浸渍胶中后取出缠绕于试样架上，放入烘箱中于100℃烘2小时，再升至140℃烘4小时，冷却至室温；
4)制纱：将玻璃纤维原丝进行退解、合股工艺，制备成为高硅氧玻璃纤维原纱；
5)酸处理：将纱卷以悬挂的方式均匀分布并放置在酸沥滤槽中，接着进行第一步酸沥滤处理：把浓度0.3～0.5N的盐酸加入到酸沥滤槽中，酸量与浸没纱卷为基准，酸滤沥温度为常温，处理过程耐酸泵连续运行，循环搅拌，酸沥滤时间0.5～1小时，处理完成后排放处理后的酸；
6)烘干：处理定型后的纱整体浸泡在胶液中，浸泡1～5分钟，然后把纱挂起，直至纱不滴液，最后把纱放入烘箱中，在100～150℃的温度下烘干。
3.根据权利要求1所述的一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，其特征在于，所述HfO2+La2O3和CaF2的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，其特征在于，所述B2O3和CeO2+TeO2的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种无碱玻璃纤维纱的生产工艺，其特征在于，CeO2+TeO2和SrO的质量比为5:1。
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