[发明专利]一种高透明度玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料

说明书

本发明所述高透明度玻璃纤维组合物、玻璃纤维及复合材料，玻璃纤维组合物包含55.2‑59.2wt％的SiO2；11.6‑15.6wt％的Al2O3；21.5‑23.3wt％的CaO；0‑0.5wt％的MgO；3.5‑4.9wt％的Y2O3；0.1‑1.2wt％的La2O3；0.1‑1.2wt％的CeO2；0‑0.4wt％的TiO2；0‑0.3wt％的Fe2O3；Li2O、Na2O和K2O的质量百分含量之和为0.3‑1.5wt％。所述高透明度玻璃纤维的折射率为1.580‑1.590，与聚碳酸酯树脂的折射率具有良好的匹配性，且颜色更浅；所述玻璃纤维浸胶纱线拉伸强度2600MPa以上，拉伸模量大于87GPa，具有良好的尺寸稳定性。所述玻璃纤维成型温度不超过1210℃，析晶上限温度不超过1150℃。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，特别是一种高透明度玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料。

背景技术

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，它具有拉伸强度高、强度大、耐温性、耐腐蚀性能好、隔热、隔音、不燃等优点，广泛应用于电子、电气、汽车、航空、舰船、环保、化工、建筑等各个领域。

聚碳酸酯(PC)作为一种热塑性树脂，其透明性好，无毒，耐候耐热，抗冲击性、耐疲劳和电气性能俱佳，是五大工程塑料使用频率中增长速度最快的通用工程塑料，广泛应用于玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业、工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等领域。随着PC树脂应用范围的进一步扩展，为弥补其机械强度不足的缺陷，人们开始用玻璃纤维来增强其力学性能和尺寸稳定性。但PC树脂折射率较高，通常大于1.58，而普通玻璃纤维的折射率一般在1.54-1.56，两者相差较大，如果直接加入普通玻璃纤维，则其制品透光性下降，且随着普通玻璃纤维含量的增加，其制品透光性下降愈加明显。

在无碱玻璃纤维发展历程中，人们多考虑的是提高玻璃纤维机械性能，对于提高玻璃纤维折射率和透明度的研究并不多。

日本专利特开平5-155638公开了一种用于强化聚碳酸酯树脂的玻璃纤维组合物，其组成包括(重量百分比)：SiO₂ 54-62％，Al₂O₃ 8-12％，CaO 18-22％，TiO₂ 0.5-1.9％，MgO 0-5％，ZnO 0-5％，BaO 0-5％，ZrO₂ 0.6-5％，Li₂O+Na₂O+K₂O 0-1％，这种玻璃纤维的折射率为1.5700-1.6000，加入0.5-1.9％的TiO₂，虽然能够提高玻璃纤维的折射率，但是当TiO₂含量高于0.5％，会使得玻璃纤维制品呈现淡黄色，透明度不高。