СТЕКЛОВОЛОКНО, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЕ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ И/ИЛИ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2010 года по МПК C03C3/91 C03C13/00 

Объектом настоящего изобретения являются стеклонити или стекловолокна, предназначенные, в частности, для усиления органических и/или неорганических материалов и применяемые в качестве текстильных нитей, при этом такие нити можно получить способом механического вытягивания струек расплавленного стекла, вытекающих из отверстий, расположенных в основании фильеры, обычно нагреваемой с помощью эффекта Джоуля-Ленца.

Более конкретно оно относится к стекловолокнам, имеющим новый наиболее предпочтительный состав.

Область упрочняющего стекловолокна является отдельной областью стекольной промышленности. Эти волокна производят из специфических стеклокомпозиций, при этом используемое стекло должно обладать способностью к вытягиванию в виде филаментов диаметром в несколько микрон описанным выше способом и должно обеспечивать возможность формирования волокон, способных выполнять, в частности, функцию усиления. Таким образом, наиболее часто применяемое упрочняющее стекловолокно представляет собой волокна из стекла, состав которых происходит от эвтектической трехкомпонентной композиции SiO₂-Al₂O₃-CaO, температура ликвидуса которой составляет 1170°С. Эти волокна называют волокнами из «стекла Е», прототип которых описан в опубликованных патентах USA 2334981 и USA 2571074 и состав которых главным образом основан на оксиде кремния, оксиде алюминия, извести и борном ангидриде. Последний, содержание которого в составах стекла, называемого «стеклом Е», на практике составляет от 5 до 13%, вводят вместо оксида кремния с тем, чтобы понизить температуру ликвидуса полученного стекла и способствовать его плавлению. «Температурой ликвидуса», обозначаемой «T_liq», называют температуру, при которой в системе термодинамического равновесия появляется наиболее огнеупорный кристалл. Таким образом, температура ликвидуса задает нижний предел, при котором возможно осуществлять волокнообразование.

Кроме того, стекловолокно Е характеризуются ограниченным содержанием щелочных оксидов (главным образом, Na₂O и/или К₂О).

Со времени двух указанных патентных публикаций стекло, содержащее эти компоненты, подверглось ряду модификаций с целью уменьшить выделение продуктов, загрязняющих атмосферу, понизить стоимость композиции путем уменьшения содержания наиболее дорогостоящих компонентов, способствовать процессу волокнообразования стекла (волокнообразование или формование, представляющее собой операцию вытягивания стеклянных филаментов из фильер упомянутым выше способом), в частности понижая его вязкость при высоких температурах, а также его тенденцию к расстеклованию, или улучшить определенное свойство, предназначенное для повышения его рабочих характеристик (или сделать его пригодным) для некоторых видов применения.

Решения, направленные на значительное уменьшение загрязняющих выделений, заключались в том, чтобы устранить из композиций наиболее летучие элементы, т.е. борный ангидрид или фтор. Уменьшение содержания борного ангидрида является также средством снижения стоимости композиций. Устранение борного ангидрида и фтора из композиций такого стекла происходит главным образом в ущерб его способности к волокнообразованию, его применению для получения упрочняющего волокна, т.к. оно трудно поддается обработке или становится хрупким, что возможно вызывает необходимость модифицировать существующие установки для производства стекловолокна.

В публикации USA 3847626 описаны и заявлены композиции, в которых вместо этих элементов используют высокое содержание оксида титана от 3 до 5% и оксида магния в количестве от 1,5 до 4%. Оба эти оксида позволяют компенсировать отсутствие бора и фтора, придавая стеклу, полученному из таких композиций, способность к волокнообразованию. Однако желтая окраска, придаваемая указанным содержанием титана, делает этот тип композиций непригодным для ряда применений. Повышенное содержание оксида титана от 2 до 4% предложено также в публикации USA 4026715, причем этот элемент обычно вводят совместно с двухвалентными оксидами, такими как SrO, ZnO или BaO, недостатком которых также является высокая стоимость.

В публикации USА 4199364 описаны композиции, имеющие высокое содержание оксида лития. Кроме того, что он является дорогостоящим, он относится также к щелочным оксидам, известным тем, что они лишают волокно способности усиливать носители электронных цепей.

В заявке WO 96/39362 описаны композиции, не содержащие ни бора, ни фтора, образованные главным образом четырехкомпонентными системами SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO, содержащие небольшие количества оксида титана (менее 0,9%) и по существу не содержащие добавок дорогостоящих оксидов, таких как описаны в упомянутых выше заявках. Тем не менее температура ликвидуса и температура формования этого стекла являются относительно высокими.

В области стекловолокон, полученных путем механического вытягивания струек расплавленного стекла, «температурой формования» называют температуру, при которой вязкость стекла составляет 1000 пуаз (деципаскалей в секунду) и при которой следует проводить волокнообразование стекла. Эта температура, обозначаемая «T_log3», соответствует более конкретно температуре стекла на уровне выступов фильеры. Температура стекла на входе фильеры соответствует вязкости порядка 10^2,5 пуаз и ее обозначают «T_log2,5».

С тем чтобы устранить риск расстеклования в процессе формования «диапазон волокнообразования», обозначаемый «ΔТ» и определяемый как разница между температурой формования и температурой ликвидуса, должен быть положительным, предпочтительно выше 50°С.

Большие величины этих разных температур вызывают необходимость поддерживать высокую температуру стекла во время подготовки стекла и в самом устройстве волокнообразования.

Этот недостаток выражается высокой стоимостью, связанной с дополнительным притоком тепла, необходимым для подготовки стекла, и с более частым обновлением устройства волокнообразования, в частности деталей из платины, старение которых существенно ускоряется при повышении температуры.

Впоследствии в ряде заявок также предлагали композиции, позволяющие получить стекло с низкой стоимостью, но температура ликвидуса и температура формования которого были приближены к температурам стекла Е, облегчая таким образом волокнообразование.

Так в патентных публикациях WO 99/12858 и WO 99/01393 описаны стеклокомпозиции с низким содержанием фтора или оксида бора. В WO 00/73232 понижение характерных температур достигается за счет низкого содержания MgO (менее 1%) в композициях и введения некоторого количества оксида бора, или оксида лития, или оксида цинка, или оксида марганца, что снижает экономический интерес к таким композициям. В WO 00/73231 раскрывают композиции, температура ликвидуса которых понижена, в частности, благодаря тому, что содержание MgO находится в узких пределах от 1,7 до 2,6%. Большая часть композиций, примеры которых приведены в настоящей заявке, содержат, кроме того, оксид, выбранный из оксида бора, оксида лития, оксида цинка или оксида марганца. Температуры, характерные для способа, можно также понизить за счет низкого содержания кремнезема (менее 58%) в композициях, как указано заявке WO 01/32576, и путем выбора композиций, отношение содержания кремнезема и содержания щелочно-земельных металлов в которых ниже 2,35, как указано заявке WO 02/20419.

Задачи упомянутых изобретений заключаются главным образом в снижении стоимости композиций и уменьшении выброса вредных веществ в окружающую среду. Ряд применений волокна диктует также выбор очень специфической композиции. Наиболее важными, таким образом, являются три свойства: стойкость в кислой среде, стойкость при высоких температурах и высокая механическая прочность, в частности, прочность волокон на разрыв при растяжении. Первое свойство особенно востребовано при применении для усиления органических и/или неорганических материалов, подверженных контакту с кислой средой, например в химической промышленности. Второе свойство представляет интерес, когда волокно используют в выпускных патрубках автомобилей. Третье свойство требуется, когда материалы, усиленные стекловолокном, подвергают сильным механическим воздействиям.

Для каждого из трех свойств были разработаны определенные составы.

В публикациях WO 03/050049 и WO 02/42233 описано стекловолокно, состав которого позволяет использовать его в выпускных патрубках автомобилей. В первой заявке задачу решают за счет состава стекла с низким содержанием MgO (менее 1%). Такое стекло содержит также большое количество оксида титана (по меньшей мере, 1,5%). Во второй заявке описаны составы стекла с определенным диапазоном содержания оксидов щелочно-земельных металлов. Во многих примерах этой заявки указано стекло, содержащее оксид бария и оксид стронция. В документе FRA 2804107 описаны волокна, имеющие особый состав, устойчивость при высоких температурах которых достигают путем обработки их поверхности для получения поверхностного состава, сильно обогащенного оксидом кремния.

В заявке FRA 2692248 описаны и заявлены составы стекла, характеристики плавления и волокнообразования которых близки к характеристикам “стекла Е”, но которые обладают значительно более высокой стойкостью к кислотам, в частности благодаря уменьшению содержания борного ангидрида и оксида алюминия. Тем не менее в заявленных композициях стекла содержание борного ангидрида все же выше 2%.

Предыдущие примеры показывают, что в ответ на ряд технических, экономических или экологических требований были разработаны специальные составы, но создание одной оптимальной гаммы составов, позволяющей соответствовать всей совокупности потребностей на промышленном уровне, еще требует разработки.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить составы стекла, имеющие преимущественно низкую стоимость, обладающие хорошей способностью к формованию и позволяющие получать стекловолокно, стойкость к высоким температурам и кислой среде и механическая прочность которого существенно улучшены по сравнению со свойствам стекла Е и/или являются сходными с некоторыми видами стекла, выпускаемыми в настоящее время, обладая при этом лучшей способностью к формованию.

Другой задачей изобретения являются составы стекла, при плавлении которых вредные выбросы в окружающую среду сокращены.

Эти задачи достигают благодаря стекловолокну, состав которого содержит следующие компоненты в указанных ниже пределах, выраженных в мас.%:

SiO₂ 59-63 Al₂O₃ 10-16 CaO 16-23 MgO 1 - менее 3,2 Na₂O+K₂O+Li₂O 0-2 TiO₂ 0-1 B₂O₃ 0,1-1,8 Li₂O 0-0,5 ZnO 0-1 MnO 0-1 F 0-0,5

Оксид кремния является оксидом, образующим решетку стекла, и играет главную роль в ее стабильности. В рамках указанных выше ограничений, когда содержание этого компонента меньше 59%, полученное стекло является недостаточно вязким и очень легко расстекловывается при волокнообразовании. При содержании выше 63% стекло становится слишком вязким и трудно поддается плавлению. Поэтому содержание оксида кремния предпочтительно ниже 62,5% и наиболее предпочтительно ниже 62%. Поскольку оксид кремния является основным компонентом, обеспечивающим коррозионную стойкость в кислой среде, его содержание предпочтительно выше 60%, в частности выше или равно 60,5% и даже 61%. Наиболее предпочтительным компромиссом является выбор содержания оксида кремния от 60 до 61%.

Оксид алюминия также является компонентом, образующим решетку стекла согласно изобретению, и играет фундаментальную роль в его стабильности. В рамках ограничений согласно изобретению содержание ниже 10% вызывает значительное усиление гидравлического разрушения стекла, тогда как увеличение содержания этого оксида выше 16% вызывает риск расстеклования и повышение вязкости. Учитывая, что оксид алюминия отрицательно влияет на коррозионную стойкость в кислой среде, его содержание предпочтительно поддерживают ниже 15%, даже 14%. Более высокую стойкость к расстеклованию достигают при содержании оксида алюминия, составляющем от 11 до 14%, предпочтительно от 12 до 13%.

Известь и оксид магния позволяют регулировать вязкость и контролировать расстеклование стекла согласно изобретению. В рамках ограничений согласно изобретению содержание СаО, превышающее или равное 23%, вызывает ускорение расстеклования до CaSiO₃ (волластонит), препятствующее волокнообразованию. Таким образом, содержание СаО должно поддерживаться по величине строго менее 23%. Содержание СаО менее 16% вызывает очень слабое гидравлическое сопротивление. Таким образом, содержание СаО должно предпочтительно превышать 18% и даже 20%. Содержание MgO в соотношении с содержанием извести позволяет получить стекло с очень низкими температурами ликвидуса. Действительно введение определенных количеств оксида магния приводит к соревнованию между ростом кристаллов волластонита и диопсида (CaMgSi₂O₆), в результате чего рост обоих кристаллов замедляется, и таким образом достигают высокой стойкости к расстекловыванию. Содержание MgO составляет более 1%. Содержание MgO также предпочтительно поддерживают ниже или равным 3%, выше 2% и, в частности, выше или равным 2,2%, даже 2,6%. При значениях, превышающих или равных 3,2%, скорость кристаллизации диопсида очень высокая. Поэтому содержание MgO в стекле согласно изобретению строго ниже 3,2%.

Щелочные оксиды можно вводить в составы стекла согласно изобретению для ограничения расстеклования и снижения вязкости стекла. Однако содержание щелочных оксидов должно оставаться ниже 2% с тем, чтобы избежать недопустимого повышения электропроводимости при применении в области электроники и нежелательного понижения гидравлического сопротивления стекла. Содержание лития, в частности, следует поддерживать ниже 0,5%, предпочтительно ниже 0,1%. Изобретатели выявили чрезвычайно вредное воздействие щелочных оксидов на стойкость при высоких температурах, которая характеризуется, в частности, их температурой размягчения. Это воздействие известно в общем, но в определенном контексте влияние на понижение характерных температур размягчения стекла, связанное с очень низким содержанием щелочных оксидов, оказалось очень сильным. Общее содержание щелочных оксидов, таким образом, предпочтительно ниже или равно 1,5% или даже 1%.

TiO₂ играет важную роль в составах стекла согласно изобретению. Этот оксид известен как агент, разжижающий стекло, и способен понижать температуру ликвидуса и поэтому является частичным заместителем оксида бора. При содержании более 1% желтая окраска и повышение стоимости, которые он вызывает, могут оказаться недопустимыми при ряде применений. Поглощение ультрафиолетовых лучей, связанное с высоким содержанием титана, может также оказаться недостатком, если волокно предназначено для усиления полимеров, сшивание которых проводят с помощью УФ-излучения. По этим разным причинам содержание оксида титана в стекле согласно изобретению ниже 1%, предпочтительно ниже или равно 0,9% и даже 0,8%. Использование преимуществ, которые дает присутствие оксида титана, возможно, если его содержание предпочтительно выше или равно 0,5%.

Борный ангидрид В₂О₃ вводят в композицию стекла согласно изобретению в количестве, превышающем 0,1%, с тем, чтобы способствовать плавлению и формованию стекла. Бор, действительно, можно вводить экономно в умеренных количествах, используя в качестве сырья отходы стекловолокна, содержащие бор, например отходы стекловолокна Е. Другой экономичный способ введения малых количеств бора заключается в использовании природного сырья, содержащего оксид бора и щелочные оксиды, такого, например, как боракс (химическая формула Na₂B₄O₇·5H₂O). Это сырье содержит натрий, и учитывая ограничение общего содержания щелочных оксидов, которое является желательным, содержание оксида бора в стекле согласно изобретению отчетливо ниже 1,8%. Тем не менее изобретатели выявили его вредное воздействие на стойкость в кислой среде и при высоких температурах. Содержание В₂О_3, таким образом, предпочтительно ниже 1,5% и еще более предпочтительно ниже 1,1%. Однако было обнаружено, что малые количества оксида бора, очень благоприятные для плавления и формования стекла согласно изобретению, по существу не ухудшают указанные свойства. Минимальное содержание оксида бора, равное 0,5%, является, таким образом, предпочтительным согласно изобретению. При содержании В₂О₃ выше или равном 0,5% и содержании TiO₂ ниже 0,5% желательно, чтобы содержание SiO₂ было выше 60,5% с тем, чтобы сохранить удовлетворительной коррозионную стойкость в кислой среде.

Оксид цинка (ZnO) позволяет уменьшить вязкость стекла согласно изобретению и повысить его коррозионную стойкость в кислой среде. Однако, учитывая высокую стоимость этого оксида, его содержание ниже 0,4%, предпочтительно ниже 0,1%.

Содержание оксида марганца ниже 1% и предпочтительно ниже 0,3%. Поскольку этот оксид может придавать стеклу очень интенсивную фиолетовую окраску, содержание MnO предпочтительно поддерживают ниже 0,1%.

Фтор можно вводить в малых количествах для улучшения плавления стекла, или он может присутствовать в виде примесей. Тем не менее было обнаружено, что малые количества фтора отчетливо понижают стойкость стекла согласно изобретению при высоких температурах. Таким образом, содержание фтора преимущественно ниже 0,5% и, в частности, ниже 0,1%.

Оксид железа является неизбежной примесью в стекле согласно изобретению, т.к. он присутствует во многих видах сырья, и его содержание обычно ниже 0,5%. Поскольку окрашивающий эффект, который обычно приписывают титану, на самом деле происходит в результате электронного переноса ионов Fe²⁺и Ti⁴⁺, содержание железа в стекле согласно изобретению преимущественно ниже 0,3%, в частности, ниже 0,2% при правильном выборе сырья.

Один или несколько других компонентов (кроме уже рассмотренных, т.е. кроме SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Li₂O, B₂O₃, TiO₂, F, Fe₂O₃, ZnO, MnO) могут также присутствовать, обычно, в виде примесей в композиции согласно изобретению, причем общее содержание этих других компонентов остается ниже 1%, предпочтительно ниже 0,5%, при этом содержание каждого из этих других компонентов обычно не превышает 0,5%.

Стекловолокно согласно изобретению можно получать и применять как стекловолокно Е; кроме того, оно является более экономичным и обладает более высокой теплостойкостью, коррозионной стойкостью в кислой среде и прочностью при растяжении.

Стекловолокно согласно изобретению получают из стекла, имеющего описанный выше состав, следующим способом: множество струек расплавленного стекла, вытекающих из множества отверстий, разбросанных на основании одной или нескольких фильер, вытягивают в виде одного или нескольких слоев непрерывных филаментов, затем формируют в одну или несколько нитей, собираемых (объединяемых) на подвижном держателе. Речь может идти о вращающемся держателе, если волокна наматывают, или о держателе, совершающем поступательное движение, если волокна рубят с помощью элемента, служащего также для их вытягивания, или, если волокна разбрасывают, с помощью элемента, служащего для их вытягивания, так чтобы сформировать мат.

Полученные волокна, возможно после других операций по их трансформации, могут, следовательно, иметь разную форму: непрерывные волокна, рубленные волокна, косы, полосы, маты, сетки, причем указанные волокна состоят из филаментов, диаметр которых может составлять примерно от 5 до 30 микрон.

Расплавленное стекло, подаваемое в фильеры, получают возможно из чистого сырья (например, источником которого является химическая промышленность), но чаще природного, причем последнее иногда содержит следы примесей, это сырье смешивают в соответствующих пропорциях для получения требуемого состава, затем расплавляют. Температуру расплавленного сырья (и следовательно его вязкость) регулирует оператор традиционным методом с тем, чтобы обеспечить волокнообразование стекла и избежать, в частности, проблем расстеклования, получая стекло наилучшего, насколько возможно, качества. Филаменты, прежде чем сформировать из них нити, обычно покрывают замасливающей композицией, обеспечивающей из защиту от изнашивания и способствующей их последующей ассоциации с усиливающими веществами.

Композиционные материалы, полученные из волокон согласно изобретению, содержат по меньшей мере одно органическое вещество и/или по меньшей мере одно неорганическое вещество и стекловолокна, причем по меньшей мере часть волокон составляет стекловолокна согласно изобретению.

Возможно стекловолокна согласно изобретению могут уже быть объединены, например в процессе вытягивания с филаментами органического вещества с получением композиционного волокна. В более широком смысле под «стекловолокном, композиция которого содержит» понимают согласно изобретению «волокно, образованное из стеклофиламентов, композиция которых содержит», причем стеклофиламенты возможно объединены с органическими филаментами до того, как из филаментов формируют волокна.

С учетом высокой теплостойкости стекловолокно согласно изобретению можно также применять в качестве гарнитуры выпускных патрубков автомобилей. При таком применении стекловолокно согласно изобретению имеет высокие звукоизоляционные характеристики, а также подвергается температурам, которые могут превышать 850°С или даже 900°С.

Преимущества, которые имеет стекловолокно согласно изобретению, можно лучше понять с помощью следующих примеров, иллюстрирующих настоящее изобретение, не ограничивая его.

В таблице 1 приведены пять примеров согласно изобретению, под номерами от 1 до 5 и три сравнительных примера, обозначенных С1-С3. С1 - это состав стандартного стекла «Е», С2 - состав из заявки WO 99/12858, С3 - состав из заявки WO 96/39362.

Составы стекол выражены в массовых процентах оксидов.

Для демонстрации преимуществ составов стекол согласно изобретению в таблице 1 приведены четыре основные характеристики:

- температура, соответствующая вязкости 10^2,5 пуаз, обозначенная «T_log2,5» и выраженная в градусах Цельсия, приближенная к температуре стекла в фильере,

- разница между этой последней и температурой ликвидуса (обозначенной «T_liq»), которая представляет собой границу формования, которая должна быть максимально высокой,

- температура размягчения, называемая «Littleton» и соответствующая вязкости 10^7,6 пуаз, обозначенная «T_log7,6» и выраженная в градусах Цельсия, показатель величины теплостойкости стекловолокна, причем эти две величины температуры и соответствующий метод их измерения хорошо известны специалисту в данной области,

- величина разрушающего напряжения при изгибе в трех точках композитных материалов на основе винилэфирной смолы (выпускаемой фирмой Dow Chemical Company под наименованием Derakane 411-350), с объемным содержанием волокон, составляющим 50%, после погружения в раствор соляной кислоты (HCL с концентрацией 1N) при комнатной температуре в течение 100 часов. Это напряжение выражено в МПа и характеризуется коррозионной стойкостью в кислой среде.

Таблица 1   С1 С2 С3 1 2 3 4 5 SiO₂ 54,4 59,7 60,1 60,1 60,9 60,9 60,2 60,2 Al₂O₃ 14,5 13,2 12,8 13,0 12,2 12,2 12,5 12,7 CaO 22,1 22,2 23,1 22,0 22,2 21,9 22,0 22,0 B₂O₃ 7,3 - - 0,7 1,0 1,5 1,0 0,5 Na₂O 0,5 0,9 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 MgO 0,25 2,4 3,3 3,1 2,6 2,4 2,4 3,0 TiO₂ 0,1 - - - - - 0,8 0,5 K₂O 0,35 0,4 0,2 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 F - 0,9 - - - - - - T_log2,5
(°C) 1285 1341 1350 1356 1359 1360 1358 1357 T_log2,5-T_liq (°C) 205 161 150 185 175 185 195 175 T_log7,6
(°C) 836 881 920 916 920 918 923 923 Проч-
ность на разрыв (МПа) 200 420 550 500 545 540 550 540

Как указано в таблице 1, волокна согласно изобретению по своим свойствам отчетливо превосходят стекловолокно Е (ср. пример С1) в отношении теплостойкости (разница составляет около 100°С) и коррозионной стойкости в кислой среде (прочность на разрыв выше по меньшей мере в 2-3 раза).

Волокна согласно изобретению обладают рабочими характеристиками, сравнимыми с примером С3, но их преимущество заключается в улучшенных условиях волокнообразования, т.к. граница формования является более приемлемой (по меньшей мере на 20°С больше) и даже приближается к условиям стекла Е благодаря умеренному содержанию борного ангидрида. Волокно согласно изобретению по всем пунктам превосходит волокно из сравнительного примера С2.

Примеры 1, 2 и 3 иллюстрируют влияние некоторых оксидов на коррозионную стойкость волокна в кислой среде. Пример 2 иллюстрирует, например, по сравнению с примером 1 благоприятную роль SiO₂ и неблагоприятную Al₂O₃, тогда как пример 3 по сравнению с примером 2 выявляет негативное влияние оксида бора.

Примеры 4 и 5 содержат оксид титана TiO₂. Сравнение с примерами 4 и 2 позволяет выявить положительное влияние этого оксида на теплостойкость, а также на коррозионную стойкость в кислой среде, т.к. последняя повышается несмотря на более высокое содержание Al₂O₃ и более низкое содержание SiO₂ в примере 4.

Таким образом, стекло согласно изобретению представляет собой очень высокую степень оптимизации свойств теплостойкости и коррозионной стойкости в кислой среде и свойств волокнообразования.

Изобретение относится к упрочняющему стекловолокну, содержащему следующие компоненты в указанных ниже пределах, выраженных в мас.%: SiO₂ 62-63, Al₂O₃ 10-16, CaO 6-23, MgO 1-3, Na₂O+K₂O+Li₂O 0-2, TiO₂ 0-1, B₂O₃ 0,1 - менее 1,8, Li₂O 0-0,5, ZnO 0-0,5, MnO 0-1, F 0-0,5. Эти волокна обладают улучшенными свойствами механической прочности, стойкости в кислой среде, стойкости при высоких температурах, причем их композиция является недорогостоящей. Оно также относится к способу получения указанных волокон и композиции, позволяющей их изготовление. Техническим результатом изобретения является повышение стойкости волокна к высоким температурам и кислой среде, а также сокращение вредных выбросов в окружающую среду. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Стекловолокно, отличающееся тем, что в его состав входят следующие компоненты в указанных ниже пределах, выраженных в мас.%:
SiO₂ От более 62 до 63 Al₂O₃ 10-16 СаО 16-23 MgO 1-3 Na₂O+K₂O+Li₂O 0-2 TiO₂ 0-1 B₂O₃ 0,1 - менее 1,8 Li₂O 0-0,5 ZnO 0-0,5 MnO 0-1 F 0-0,5

2. Стекловолокно по п.1, изготовленное из расплава стекла, полученного путем плавления способной к стеклованию смеси, отличающееся тем, что указанная способная к стеклованию смесь содержит боракс.

3. Стекловолокно по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что содержание TiO₂ выше или равно 0,5%.

4. Стекловолокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что содержание B₂O₃ выше или равно 0,5%.

5. Стекловолокно по п.4, отличающееся тем, что при содержании TiO₂ ниже или равном 0,5%, содержание SiO₂ более 62%.

6. Стекловолокно по п.1, отличающееся тем, что содержание MgO выше или равно 2,2%.

7. Композитный материал из стекловолокон и одного или нескольких органических веществ и/или одного или нескольких неорганических веществ, отличающийся тем, что содержит стекловолокна, такие как определены в любом из пп.1-6.

8. Гарнитура для выпускного патрубка, отличающаяся тем, что содержит волокна, такие как определены в одном из пп.1-6.

9. Состав стекла для изготовления упрочняющих стекловолокон, содержащий следующие компоненты в указанных ниже пределах, выраженных в мас.%:
SiO₂ От более 62 до 63 Al₂O₃ 10-16 СаО 16-23 MgO 1-3 Na₂O+K₂O+Li₂O 0-2 TiO₂ 0-1 B₂O₃ 0,1 - менее 1,8 Li₂O 0-0,5 ZnO 0-0,5 MnO 0-1 F 0-0,5

10. Способ получения стекловолокон, содержащий стадии вытягивания в виде одного или нескольких слоев непрерывных филаментов множества струек расплава стекла, вытекающих из множества отверстий, расположенных на основании одной или нескольких фильер, и объединения указанных филаментов в одну или несколько нитей, собираемых на подвижном держателе, причем расплавленное стекло, поступающее в фильеры, представляет собой состав по п.9.