[发明专利]一种耐酸性玻璃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酸性玻璃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

随着工业技术的不断发展，国内近几年对耐蚀材料的需求量在不断扩大，尤其在煤电、水泥、钢铁等粉尘与烟气过滤领域，其排放的废气中含大量硫、氮氧化物等高温酸性物质。目前普遍使用的PPS滤料、PTFE滤料、芳纶等化学纤维过滤材料或普通无碱玻璃纤维覆膜（PTFE）滤料，这些过滤材料存在的主要问题有：1）上述行业排放的废气都为高温气体，化学纤维和普通无碱纤维在温度大于250℃的时候即发生碳化或粉化现象，使用寿命短，最终达不到过滤烟气的作用，因此许多行业在过滤前都需要添加降温设备，耗能变大，效率变低；2）由于工业废气中含有硫化物、氮氧化物等酸性气体，对普通无碱纤维的腐蚀性非常厉害，滤袋短期内会发生穿漏现象从而失去过滤效果；3）现有滤布用玻璃纤维增强材料织造工艺大都采用单一加捻纱线作为织物经纬纱，这种单一纱线加捻后气流几乎无法通过纱线内部滤出，只能从纱线的缝隙孔眼中滤出，对织物的透气性要求较高，对烟气的排放速率也有要求，降低了过滤效率。 

发明内容

本发明目的是在于提供一种耐酸性玻璃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： 

一种耐酸性玻璃纤维，其原料由如下组分组成：SiO₂：59～65%，Al₂O₃：15～20%，MgO：5～10%，CaO：4～16%，R₂O：0.1～1%，Fe₂O₃：0.1～1%，TiO₂：1～2.5%，其中，R₂O为Na₂O、Li₂O和K₂O任意配比的混合物，所述百分比为质量百分比。 

上述玻璃纤维可用池窑生产技术进行生产。 

申请人经研究发现：组合物中SiO₂作为网络形成体，在熔体急冷过程中构成玻璃纤维主体，因此，SiO₂越高，玻璃纤维的显微结构越致密，力学性能越好，但含量过高，导致玻璃高温粘度急剧增加，熔化困难和纤维成型温度显著上升，本发明优选的含量范围 为60～64%。 

Al₂O₃从玻璃形成的角度，Al³⁺既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，也会在其它离子的干扰下以[AlO₆]八面体的结构成为网络外体不进入网络结构，因此需要控制Al₂O₃含量，优选的方案为3<SiO₂/Al₂O₃<4.2。 

MgO和CaO在玻璃结构中属于网络外体，有降低玻璃高温粘度的作用。其中MgO由于Mg-O键强高，对提高玻璃的强度和模量有显著的作用，但影响玻璃的析晶，降低玻璃纤维的耐酸性能；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0.5<MgO/CaO<1。 

TiO₂属于网络外体，主要提高玻璃纤维的模量和耐酸性，但过量的引入会提高析晶温度。同时TiO₂会使玻璃着色，增加窑炉成型时的温度梯度，本发明优选的方案为1%～1.5%。 

上述玻纤具有很强的耐高温性和耐腐蚀性能。 

上述耐酸性玻璃纤维，其原料优选由如下组分组成：3<SiO₂/Al₂O₃<4.2，0.5<MgO/CaO<1。SiO₂/Al₂O₃指SiO₂和Al₂O₃的质量比，MgO/CaO指MgO和CaO的质量比，上述比值，不仅进一步保证了所得产品的强度，而且提高了产品的耐酸性和耐高温性能。这样进一步提高了所得产物的耐酸性能。 

上述耐酸性玻璃纤维的单丝直径优选为4～7μm。这样同时保证了产品的强度和透气性等性能。