[发明专利]一种耐腐蚀高强高模纤维及由其制备的织物

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种耐腐蚀高强高模纤维及由其制备的织物，属于高性能玻璃纤维制品领域。 

背景技术

1958年，中国第一艘聚酯GFRP（玻璃钢复合材料）工作艇在上海研制成功，次年，北京成功制造出国内第一艘环氧GFRP汽艇，从此拉开了中国南方和北方GFRP造船的序幕。经过五十多年的发展，国内已经形成数百家GFRP造船厂，GFRP船艇的年生产能力达到了7000～8000艘，尤其在国家科委决定将“大型GFRP渔船的研制及产业化”列入国家重点科技攻关计划，有力的推动了GFRP在船舶领域的应用。 

随着船舶等工业技术的不断发展，国内近几年对耐腐蚀材料的需求量在不断扩大，传统GFRP船舶材料增强基材以无碱纤维为主，普通无碱玻璃纤维增强复合材料以下主要问题，限制了GFRP在船舶领域尤其是大型舰艇的应用。1）普通无碱纤维增强GFRP材料弹性模量低，剪切模量更低，层间剪切强度低，限制了其在大型船舶的应用；2）相比传统钢铁材料，无碱GFRP的耐腐蚀性能和耐生物附着性能有所提升，但中国海域辽阔，海洋环境南北相差较大，普通无碱纤维GFRP长期耐温、耐腐蚀性差，存在老化现象；3）普通无碱GFRP材料存在室温蠕变现象，对成型后的船体材料影响较大。因此本发明涉及的一种耐腐蚀玻璃纤维，高强高模织物及其制备技术解决了上述存在的问题。 

发明内容

本发明目的是在于提供一种耐腐蚀高强高模纤维及由其制备的织物。 

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现： 

一种耐腐蚀高强高模纤维，其原料由如下组分组成：SiO₂：55～65%，Al₂O₃：12～18%，MgO：8～14%，CaO：5～13%，Li₂O：0.2～1%，TiO₂：1～2%，余量为杂质，所述百分比为质量百分比。 

申请人经研究发现：上述玻璃纤维属于SiO₂-Al₂O-CaO-MgO体系，具有高强度高模量的特点，同时纤维的耐酸性好，其中SiO2作为网络形成体，在熔体急冷过程中构成玻 璃纤维主体结构，因此，为提高纤维的力学性能，提高组合物中SiO₂有明显的效果，但随着含量的提高，本体系的玻璃在熔制过程中难于澄清，熔化困难，能耗高，不适合池窑生产，本发明优选的方案为56～60%。 

Al₂O₃在本体系玻璃中为使Al³⁺能夺取玻璃中的非桥氧以[AlO₄]四面体的形式进入玻璃的网络结构，同时降低玻璃的液线温度，提高纤维的成型工艺性能，本发明优选的方案为14～18%。 

MgO在玻璃结构中属于网络外体，有降低玻璃高温粘度的作用，同时能提高纤维的弹性模量，但含量过高会降低纤维的化学稳定性，特别是耐酸性能，也会提高纤维的液线温度，形成六方堇青石晶体。为提高纤维的高模量性能，本发明优选的含量范围为8～10%。 

CaO属于网络外体，有降低玻璃高温粘度的作用，对提高玻璃纤维的的耐酸性能有显著作用；CaO同时能够改善玻璃的析晶性能，降低析晶温度，本发明优选的方案为1<MgO/CaO，范围为5～9%。 

TiO₂属于网络外体，含量过高时会提高纤维的液线温度，但能提高纤维的弹性模量及化学稳定性，本发明优选的方案为1%～2%。 

LiO₂在本体系玻璃组合物中属于改性剂，主要作用是降低玻璃液高温粘度，提高玻璃液的澄清速度，提高熔化质量的作用。本发明优选的方案为0.2～0.6%。 

上述各组分之间同时使用时，对各组分的功能有着相互促进的作用。 

上述杂质含量不超过2%，所述杂质为Na₂O，K₂O，Fe₂O₃，SrO，ZnO或ZrO₂任意配比的混合物，所述百分比为质量百分比。这样可进一步保证产品耐腐蚀、高强高模的性能。