[发明专利]一种无氟无硼无碱玻璃纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无碱玻璃纤维的生产配方，具体涉及一种有害气体排放少、环境友好型的无氟无硼无碱玻璃纤维及其制备方法。

背景技术

目前，传统的无碱玻璃纤维配方均含有约1%左右的F₂和6~8%的氧化硼；在熔制无碱玻璃时由于F₂与SiO₂结合极易挥发，大约有50%以上的氟化物会在熔化过程中随烟气等挥发掉，含氟废气处理需要耗费大量的人力物力，废气处理给玻璃纤维行业造成沉重的经济负担，而且若处理不当排入大气会造成严重后果，危害民众的身体健康。同时硼化合物也是一种易挥发的昂贵的成分，若处理不当其挥发物排入大气同样会对植物和人体造成伤害，并且制备成本高，制得的产品玻璃纤维性能低。

申请号为200910231248.8的专利公开了一种无氟低硼无碱玻璃纤维配方及制备方法，该配方中虽然完全去除了含氟原料，但是仍然含有易挥发性成分硼，同样会造成大气污染，并且制得的产品玻璃纤维性能低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无氟无硼无碱玻璃纤维配方，是在传统E玻璃纤维配方的基础上，通过调整硅、铝、钙、镁的搭配比例，设计了新的环保玻璃纤维配方，该配方完全去除危害环境的含氟化合物和含硼化合物，从而达到有害气体排放少，制备成本低，产品性能高的目的。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种无氟无硼无碱玻璃纤维，其特征在于，由以下重量份的原料经熔制拉丝制得：

泡砂石30~35份、高岭土10~13份、叶腊石10~20份、石灰20~25份、白云石5~10份及含锂尾矿8~20份； 

所使用原料中完全不含氟和硼；

所述无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及其含量为：

SiO₂ 58~60%、CaO 22~25%、MgO 2~3.5%、Al₂O₃ 13~15.0%、Fe₂O₃ 0.3~0.45%、R₂O 0.2~0.8%及L i₂O 0.1~0.4%；其中，R₂O为Na₂O和K₂O。

由于完全去掉助熔能力很强的含氟和含硼原料，玻璃的熔化澄清变得较困难，经过研究人员不断地研究探索，选用工业含锂尾矿作为原料，大大改善了本发明玻璃的熔化和澄清；工业含锂尾矿是工业上提炼金属锂后的副产品，在该尾矿中，锂的含量以氧化锂计小于5%； 

上述无氟无硼无碱玻璃纤维的制备方法为：将泡砂石、高岭土、叶腊石、石灰、白云石和含锂尾矿按配比进行计量后加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至铂铑合金漏板，再经拉丝机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。

综上所述：本发明提供的无氟无硼无碱玻璃纤维配方与目前传统应用的E玻璃纤维相比完全去除了最具危害性的含氟原料，并完全去掉了易挥发性成分含硼原料，并优选了一种工业含锂尾矿作为主要原料之一，降低了熔制温度，大幅度减少了废气排放，可以在纯氧燃烧和电助熔结构的池窑上直接大规模生产；并且本发明通过添加有益于熔化和澄清的工业含锂尾矿，使该玻璃纤维与E玻璃纤维具有相似的成型性能，生产出的玻璃纤维产品性能均高于现有的E玻璃纤维产品性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的描述，但它们不是对本发明的进一步限制。

实施例1

称取31kg泡砂石、10kg高岭土、18kg叶腊石、20kg石灰、6kg白云石和8kg含锂尾矿加入气动搅拌器中进行混合，混合均匀后输送到窑头料仓中，再送入池窑内进行熔制，熔化的玻璃液经通路后送至铂铑合金漏板，再经拉丝机拉制，制得成品无氟无硼无碱玻璃纤维。

所制得的无氟无硼无碱玻璃纤维的成分及含量为：SiO₂ 58%、CaO 23%、MgO 3.3%、Al₂O₃14.2%、Fe₂O₃ 0.3%、R₂O 0.6%及L i₂O 0.15%；其中，R₂O为Na₂O和K₂O。

实施例2