СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОВОЛОКНА Российский патент 1995 года по МПК C03C13/00 

Изобретение относится к составам стекол для производства стекловолокна, которое может быть использовано для изготовления стекловолокнистых и стеклопластиковых изделий, работающих в нейтральных и кислых агрессивных средах.

Известно стекло [1] содержащее (мас.) SiO₂ 60-64; B₂O₃ 4,5-8,0; Al₂O₃ 3-5,5; Fe₂O₃ 0-0,5; CaO 7-12; MgO 0-2; Na₂O 14-16; K₂O 0-2,5. Это стекло предназначено для выработки стекловолокна методом раздува и в связи с этим его технологические свойства (вязкость, кристаллизационная способность) затрудняют процесс формирования непрерывного волокна (узкий интервал формования 60^оС). Кроме того, при высоком содержании оксидов щелочных металлов при удовлетворительной кислотостойкости волокно недостаточно устойчиво к водной среде, что ограничивает область применения.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является стекло (2) следующего состава, мас. SiO₂ 65,0; B₂O₃ 6,0; Al₂O₃ 4,0; Fe₂O₃ 0,2; CaO 14,0; MgO 3,0; Na₂O 8,0; SO₃ 0,1 (тип. С). Это стекло относится к составам химически стойких стекол, которые могут использоваться для химических изделий.

Недостатком данного стекла является малый интервал выработки непрерывного волокна при высокой скорости кристаллизации, что не позволяет получить устойчивый процесс формования волокна на промышленном оборудовании.

Целью настоящего изобретения является обеспечение устойчивого процесса волокнообразования из стекла, имеющего при повышенной кислотостойкости достаточную устойчивость в водной среде.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что состав стекла, включающий SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, дополнительно содержит Co₂O₃ и/или Ni₂O₃, при следующем соотношении компонентов, мас. SiO₂ 64-67; B₂O₃ 1,0-6,0; Al₂O₃ 4,0-6,0; Fe₂O₃ 0,1-0,6; CaO 5,0-13,0; MgO 0,1-4,0; Na₂O 9,0-14,0; Co₂O₃ и/или Ni₂O₃ 0,01-0,1.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав стекла отличается введением новых компонентов, а именно окиси кобальта (Co₂O₃) и/или Ni₂O₃ окись никеля) в качестве плавней.

Изобретение осуществляется следующим образом. В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют кварцевый песок, борную кислоту (или борат кальция), глинозем (или полевой шпат), доломит, мел, соду кальцинированную, окись кобальта и/или никеля. Температура плавления 1400-1500^оС, температура осветления 1450-1500^оС. Продолжительность плавления зависит от конструкции печи, количества шихты, качества теплоносителя. Из стекломассы вырабатывают стекловолокно одностадийным методом или двухстадийным путем плавления в стекло- плавильных аппаратах предварительно сформованных стеклошариков. Температура выработки волокна 1800-1220^оС.

Конкретные примеры составов стекол и их свойства приведены в таблице.

Из таблицы следует, что для производства стекловолокна пригодны примеры 1-6, у которых интервал выработки составляет 70-135^оС, а примеры 7-8 не позволяют из-за узкого интервала выработки получить устойчивый процесс формования волокна на промышленном оборудовании. Кроме того состав 8 имеет неудовлетворительную водостойкость из-за повышенного содержания щелочей.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в значительном улучшении технологических свойств (уменьшение кристаллизационной способности и увеличение температурного интервала выработки стеклянного волокна) при повышенной кислотостойкости и удовлетвори- тельной водостойкости волокна.

Использование предлагаемого изобретения позволяет получить устойчивый процесс формования непрерывного волокна на пpомышленном оборудовании. Стекловолокно пригодно для изготовления стекловолокнистых и стеклопластиковых изделий, работающих в нейтральных и кислых агрессивных средах.

Использование: для изготовления стекловолокнистых и стеклопластиковых изделий, работающих в нейтральных и кислых средах. Стекло для стекловолокна содержит (мас.%) оксид кремния 64,0 - 67,0, оксид бора 1,0 - 6,0, оксид алюминия 4,0 - 6,0, оксид железа 0,1 - 0,6, оксид кальция 5,0 - 13,0 CaO, оксид магния 0,1 - 4,0, оксид натрия 9,0 - 14,0, оксид кобальта и/или оксид никеля 0,01 - 0,1. Химстойкость к 1 н раствору HCl 49 - 68%, к H₂O 20 - 40%. 1 табл.

СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОВОЛОКНА, включающее SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит Co₂O₃ и/или Ni₂O₃ при следующем соотношении компонентов, мас.

SiO₂ 64 67
B₂O₃ 1 6
Al₂O₃ 4 6
Fe₂O₃ 0,1 0,6
CaO 5 13
MgO 0,1 4,0
Na₂O 9 14
Co₂O₃ и/или Ni₂O₃ 0,01 0,1