СТЕКЛО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛОВОЛОКНА

СТЕКЛО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛОВОЛОКНА


RU (11) 2263639 (13) C1

(51) 7 C03C13/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004130939/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.10.22 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.10.22 
(45) Опубликовано: 2005.11.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: US 4542106 A, 17.09.1985.

GB 1391384 A, 23.04.1975.

WO 8502395 A, 06.06.1985.

RU 2232729 C2, 20.07.2004. 

RU 2027687 C1, 27.01.1995. 
(72) Автор(ы): Трофимов Н.Н. (RU); Трофимов А.Н. (RU); Колесов Ю.И. (RU); Бейнарович О.Ф. (RU); Зуева В.Н. (RU); Колесова А.И. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" (RU) 
Адрес для переписки: 141551, Московская обл., Солнечногорский р-н, пос. Андреевка, ОАО "НПО Стеклопластик" 

(54) СТЕКЛО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКЛОВОЛОКНА

Изобретение относится к составам стекол, в частности к составам безборного бесщелочного стекла, для производства химически и термически стойкого стеклянного волокна, которое может быть использовано для изготовления ровингов и тканей различного назначения, в том числе электроизоляционного, в качестве армирующих материалов для стеклопластиковых изделий, используемых в кислых, нейтральных и щелочных средах. Стекло для производства непрерывного стекловолокна, содержащее SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, R2O (где R2O - оксиды щелочных металлов Na2O, К2O), ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO 2 58,0-60,0; Al2O3 12,0-14,0; CaO 20,0-22,0; MgO 3,0-5,0; TiO2 0,01 - 1,9; ZrO2 0,01-2,0; R2O до 1,0, имеет температуру стеклования 740-770°С, температуру деформации сдвига 830-860°С и химстойкость - 1-й гидролитический класс. Температура размягчения стекла, соответствующая вязкости Ig 7,6, находится в пределах 910-920°С. Технический результат изобретения заключается в создании химически и термически стойкого непрерывного стеклянного волокна, пригодного для армирования стеклопластиковых изделий, изготовления ровингов и тканей различного назначения. 2 табл. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к составам стекол, в частности к составам безборного бесщелочного стекла, для производства химически и термически стойкого стеклянного волокна, которое может быть использовано для изготовления ровингов и тканей различного назначения, в том числе электроизоляционного, в качестве армирующих материалов для стеклопластиковых изделий, используемых в кислых, нейтральных и щелочных средах.

Известен состав стекла для производства стеклянного волокна (патент США №3847626, кл. С 03 С 13/00, 12.11.1974 г.), мас.%:

SiO2 54.0-60,0 
Al2 О3 9,0-14,5 
CaO 17,0-24,0 
TiO2 3,0-5,0 
MgO 1,5-4,5 


Стекло может содержать в примесных количествах оксиды щелочных металлов (Na2O, К2О, Li2 O).

Недостатками этих составов являются невысокие значения температуры размягчения и химической стойкости получаемого на их основе стекловолокна. Кроме того, данные стекла содержат TiO 2 в количестве более 2%, что отрицательно сказывается на теплопрозрачности стекол.

Также известен состав стекла для производства стеклянного волокна (патент США №3876481, кл. С 03 С 13/00, 08.04.1975 г.) - аналог, мас.%:

SiO2 55,0-63,0 
Al2 O3 11,0-18,0 
CaO 9,0-25,0 
MgO 0-10,0 
Li2O 0,3-2,5 
Na2 O 0-2,5 
К 2O 0-2,5 
Fe2O3 0-1,0 
SrO 0-1,5 
BaO 0-2,5 
ZnO 0-4,0 
MnO 0-1,5 
TiO2 2,0-5,0 
ZrO2 0-2,0 


Недостатком этого состава является высокое содержание щелочных оксидов, отрицательно влияющих на диэлектрические свойства стеклянных волокон, а также недостаточная прочность и химическая стойкость стекловолокон на его основе и обязательное содержание оксида лития.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному составу является состав стекла для производства стеклянного волокна, описанный в патенте США №4542106, кл. С 03 С 13/00, 17.09.1985 г. - прототип, включающий, мас.%:

SiO2 58,0-60,0 
Al2 O3 11,0-13,0 
CaO 21,0-23,0 
MgO 2,0-4,0 
TiO2 1,0-18 
Na2O+K 2O до 1 


Недостатками известного состава являются недостаточная химическая стойкость, а также невысокая температура размягчения. 

Технический результат настоящего изобретения заключается в создании состава стекла для выработки стеклянного волокна, обеспечивающего изделиям на его основе химическую стойкость в кислых, щелочных и нейтральных средах, а также повышенную термостойкость. 

Этот результат достигается тем, что стекло для производства непрерывного стекловолокна, включающее SiO2, Al 2O3, CaO, MgO, TiO2, R2 O (где R2O - оксиды щелочных металлов Na2 O, K2O), дополнительно содержит ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2 58,0-60,0 
Al2 O3 12,0-14,0 
CaO 20,0-22,0 
MgO 3,0-5,0 
TiO2 0,01-1,9 
ZrO2 0,01-2,0 
R 2O(Na2O+K2O) до 1,0 


причем стекло обладает температурой стеклования 740-770°С, температурой деформации сдвига 830-860°С и химстойкостью - 1-й гидролитический класс.

Конкретные примеры предложенного стекла для производства стекловолокна представлены в таблице 1.

Таблица 1 
Химсостав, оксиды, мас.% Примеры 
1 2 3 
SiO2 59,0 58,0 60,0 
Al2О 3 13,0 14,0 12,0 
CaO 21.0 20,0 22,0 
MgO 4,0 5,0 3,0 
TiO2 1,5 1,0 1,9 
ZrO2 1,0 0,05 0,6 
R2O(K 2O+Na2O) 0,5 0,5 0,5 


Ниже в таблице 2 приводятся некоторые физико-химические характеристики предлагаемого состава.

Таблица 2 
Физико-химические характеристики стекла Примеры 
1 2 3 
Температура варки стекла, °С 1570 1560 1580 
Температура верхнего предела кристаллизации, °С 1170 1160 1190 
Температура, соответствующая вязкости Ig 2, °С 1270 1275 1280 
Температура размягчения при вязкости Ig 7,6, °С 917 910 914 
Температура стеклования, Tg (Ig 13), °С 760 740 770 
Температура деформации сдвига, Т (Ig 9), °C 845 830 860 
Плотность, кг/м3 2680 2690 2670 
Химическая стойкость волокон (потеря массы после кипячения в течение 3-х часов), мг:

Н2О

1н. HCl

2н. NaOH 17

90

310 13

97

325 15

85

300 
Модуль упругости, МПа 7400 7450 7350 
Прочность на растяжение, МПа 3400 3300 3350 
Диэлектрическая проницаемость при 10 6 Гц и 20°С 7,76 7,70 7,69 
Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 Гц и 20°C 29 104 3210 4 28 104 
Удельное объемное сопротивление, Ом·м 1012 1012 10 12 


Для получения непрерывного стеклянного волокна предлагаемого состава готовят шихту, которую загружают в печь и плавят при температуре 1570±10°С. Из расплавленной стекломассы формуют непрерывное стеклянное волокно диаметром 6-20 мкм при температуре 1280-1330°С на 400-фильерном стеклоплавильном аппарате. Полученное волокно характеризуется прочностью 3300-3500 МПа.

В результате использования изобретения создано химически и термически стойкое стеклянное волокно, пригодное для армирования стеклопластиковых изделий, изготовления ровингов и тканей различного назначения и т.п.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Стекло для производства непрерывного стекловолокна, содержащее SiO2, Al2О3, CaO, MgO, TiO 2, R2O (где R2O - оксиды щелочных металлов Na2O, К2О), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ZrO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

SiO2 58,0-60,0 
Al2 О3 12,0-14,0 
CaO 20,0-22,0 
MgO 3,0-5,0 
TiO2 0,01-1,9 
ZrO2 0,01-2,0 
R 2O(Na2O+K2O) До 1,0 


причем стекло обладает температурой стеклования 740-770°С, температурой деформации сдвига 830-860°С и химстойкостью -1-й гидролитический класс.



ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к стекольной промышленности: стекольные составы и композиции, обработка стекла, оборудование для производства и разработки новых стекольных составов и композиций, приспособления и механизмы для обработки и производства стекла, специальные стекла и др.



Стекло. Стекольные составы и композиции. Обработка стекла




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "закалка стекла" будет найдено словосочетание "закалка стекла". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("закалка" или "стекла").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+закалка -стекла".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "состав" будут найдены слова "составы", "составом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "состав!".


Рейтинг@Mail.ru