СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОВОЛОКНА

СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОВОЛОКНА


RU (11) 2077515 (13) C1

(51) 6 C03C13/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 5049818/03 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.29 
(45) Опубликовано: 1997.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство N 916461, кл. C 03 C 13/02, 1982. 2. Авторское свидетельство N 617397, кл. C 03 C 3/118, 1979. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Хрусталь" 
(72) Автор(ы): Будов В.М.; Федорова В.А.; Белова Н.А.; Токарев В.Д.; Савинов Б.А.; Мельников В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственное объединение "Хрусталь" 

(54) СТЕКЛО ДЛЯ СТЕКЛОВОЛОКНА 

Использование: для выработки стекловолокна. Сущность изобретения: стекло для стекловолокна содержит в мас.%: оксид кремния 58-67 БФ SiO2, оксид алюминия 3-7,7 БФ Al2O3, оксид железа 0,3-1 БФ Fe2O3, оксид натрия 8-12 БФ Na2O, оксид кальция 10-16 БФ СаО, оксид магния 2-4 БФ МgO, оксид бора 2-5 БФ В2O3, оксид бария 0,3-3 БФ ВаО, оксид титана 0,4-2 БФ TiO2, Al2O3+Fe2O3 4-8. Скорость стеклообразования 26-30 мин, температура варки 1470-1500oC. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к составам стекол для выработки стеклянного волокна.

Известно щелочное стекло для изготовления волокна следующего состава, вес.

SiO2 69,2-70,5

Al2O3 4-5

Fe2O3 1-1,5

СаО 8,5-9,0

MgO 3,2-3,5

Na2O 7-8

K2O 1-2

ZrO2 1,5-2,0

Mn3O4 1,3-1,5

F 0,2-0,3 [I]

Недостатком его является относительно низкая химическая стойкость, повышенная склонность к кристаллизации в интервале температур выработки. Кроме того, указанное стекло интенсивно вспенивает в электрососудах при выработке комплексной нити, что приводит к нарушению стабильности процесса вытягивания волокна и снижению производительности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является стекло для изготовления волокна, включающее, вес.

SiO2 60-69,5

Al2O3 1,5-5,5

Fe2O3 0,3-1,2

СаО 8-10,5

MgO 0,5-1,5

SrO 0,8-2,5

ZnO 0,5-1,0

MnO 0,5-1,6

Na2O 0,8-12,5

K2O 3,5-6,5

B2O3 1-2,8

F 0,3-1,8 [2]

Указанное стекло обладает невысокой скоростью твердения в интервале температур выработки, повышенной химической стойкостью к растворам кислот и щелочей, повышенной склонностью к кристаллизации при формовании волокна.

Кроме того, для выработки стекловолокна используют дефицитные и дорогостоящие материалы: поташ, соединения стронция, цинка, марганца.

Целью предполагаемого изобретения является повышение скорости твердения стекла в интервале температур выработки, снижение склонности к кристаллизации и повышение химстойкости к кислым растворам. Достигается это тем, что предлагаемое стекло для стекловолокна дополнительно содержит BaO и TiO2 при следующем соотношении компонентов, вес.

SiO2 58-67;

Al2O3 3-7,7;

Na2O 8-12;

CаО 10-16;

MgO 2-4;

B2O3 2-5;

ВаО 0,3-3,0;

TiO2O 0,3-2,0;

Fe2O3 0,3-1.

Суммарное содержание SiO2+Al2O3+TiO2 должно составлять не менее 68% оксидов СаО+MgO+BaO не менее 15% Al2O3+Fe2O3 4-8.

Стекло имеет следующие физико-химические и технологические свойства:

Температура варки, oC 1470-1500

Температура выработки, oC 1230-1285

Интервал формования, oC 420-490

Скорость стеклообразования, мин 26-30

Температура размягчения oC 780-820

Плотность, г/см3 2,42-2,54

Температура верхнего предела кристаллизации, oC 1055-1100

Максимальная скорость кристаллизации, м/мин 0,25-0,31

Химическая устойчивость/потери веса волокна, мг на 5000 см2:

в 2 н. р-ре H2SO4 61-87,5

в 2 н. р-ре NaOH 32-70

в воде 8-11

Составы предлагаемого стекла приведены в табл. 1.

Стекло (состав II) характеризуется следующими физико-химическими и технологическими свойствами (см. табл. 2).

Описываемые стекла хорошо провариваются и осветляются. Варка осуществляется в ванных печах непрерывного действия при обычных условиях в нейтральной или слабоокислительной среде.

Полученное стекло в интервале температур выработки при восьмичасовой выдержке не показывает признаков кристаллизации. После термической обработки при температуре 800oC волокна стекла сохраняют около 50% прочности от исходной, а также гибкость и эластичность.

Предложенный состав стекла обеспечивает высокую скорость твердения при формовании и выработке, повышение производительности при выработке на 12-16% и одновременно улучшает эксплуатационные показатели изделия. Волокна, полученные из этого стекла, обладают высокой устойчивостью к действию воды и растворам кислот.

Улучшение физико-химических и технологических свойств в предложенном стекле достигнуто за счет введения в состав стекла таких ингредиентов, как BaO и TiO2, и оптимального соотношения известных компонентов.

В качестве сырьевых материалов для варки стекла используют кварцевый песок, полевой шпат, доломит, известняк, кальцинированную соду, борат кальция, углекислый барий, диоксид титана. Все компоненты для варки стекла применяют в сыпучем или гранулированном состоянии. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1 Стекло для стекловолокна, включающее SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, CaO, MgO, B2O3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит ВаО и TiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.3 SiO27 58 673 Al2O37 3,0 7,73 Fe2O3 7 0,3 1,03 Na2O7 8 123 CaO7 10 163 MgO7 2 43 B2O37 2 - 53 BaO7 0,3 3,03 TiO27 0,4 2,03 Al2O3 + Fe2O37 4 8