一種直徑2～4μm離心玻璃纖維棉的拉絲方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種玻璃纖維棉的拉絲方法，尤其是涉及一種直徑2～4μm離心玻璃纖維棉的拉絲方法。目前國內(nèi)的離心玻璃纖維直徑普遍在7μm以上，并且含有較多渣球雜質(zhì)。纖維直徑越細(xì)，離心玻璃纖維制品導(dǎo)熱系數(shù)越低，強(qiáng)度越高，產(chǎn)品質(zhì)量越好，因此離心玻璃纖維直徑的細(xì)化至關(guān)重要。本發(fā)明將玻璃原料在1300℃～1700℃的窯爐中熔融成玻璃液，玻璃液經(jīng)過1100～1300℃料道澄清和均化后，以玻璃液流股形式流到高速旋轉(zhuǎn)的離心盤中，先經(jīng)過1000℃～1400℃高速高溫垂直氣流拉絲形成玻璃態(tài)纖維，再經(jīng)過5～30℃冷氣流低溫處理形成2～4μm離心玻璃纖維，制備工藝可控性好，纖維直徑穩(wěn)定，無渣球雜質(zhì)。
【專利說明】—種直徑2?4 μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種玻璃纖維棉的拉絲方法，尤其是涉及一種直徑2?4μπι離心玻璃纖維棉的拉絲方法。

【背景技術(shù)】
[0002]離心玻璃纖維是指按一定配比混合的化工原料熔融并經(jīng)過漏板引流后，通過離心噴吹工藝?yán)z成型的玻璃纖維。高溫液體經(jīng)離心噴吹工藝?yán)z成纖后，纖維直徑細(xì)，內(nèi)部纖維蓬松交錯(cuò)，并存在大量的微小孔隙，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、吸聲性能好、彈性系數(shù)高等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于機(jī)電、冶金、石油、化工、建筑和航空航天領(lǐng)域。
[0003]美國專利US3696904早在1972年就提出以離心方式制造纖維的方法。
[0004]中國專利CN103130410A公開了一種離心玻璃棉絮狀纖維的生產(chǎn)方法。該發(fā)明所述的離心玻璃棉經(jīng)過選料、配料、送爐熔融、離心成纖得到玻璃棉。
[0005]中國專利CN1087610A公開了一種礦物棉生產(chǎn)的方法和設(shè)備以及由此生產(chǎn)的礦物棉。該發(fā)明所述的礦物棉由高溫熔體喂入離心器熔體經(jīng)過離心器周邊壁上的小孔噴射到一股熱氣流中被拉成纖維。
[0006]美國專利US2005/0086977A1公開了一種玻璃纖維的制造設(shè)備及其制備方法。該發(fā)明所述的玻璃纖維經(jīng)過原料熔融高溫玻璃液、料道均化、漏板引流、離心盤一次離心拉絲、燃燒器二次拉絲成纖工藝制備出直徑6.5 μ m?7.5 μ m的離心玻璃纖維。
[0007]文獻(xiàn) Platinum/rhodium Alloy Bushing for Drawing Glass Fibers inCentrifugal-spinneret-blow Process (Prec1us Metals, 33 (2012) 66-70)提出，在離心噴吹高溫玻璃液制備纖維過程中，離心器拉絲工藝參數(shù)對(duì)于離心玻璃纖維質(zhì)量及其纖維制品的性能起決定性作用。目前國內(nèi)的離心玻璃纖維直徑普遍在7 μ m以上，并且含有較多渣球雜質(zhì)。纖維直徑越細(xì)，離心玻璃纖維制品導(dǎo)熱系數(shù)越低，強(qiáng)度越高，產(chǎn)品質(zhì)量越好，因此離心玻璃纖維直徑的細(xì)化至關(guān)重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種直徑2?4 μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，該方法能有效克服現(xiàn)有技術(shù)中離心玻璃纖維直徑粗，渣球雜質(zhì)含量高等缺點(diǎn)，并且可以穩(wěn)定纖維生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0009]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明所述的一種直徑2?4 μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，其特征在于玻璃原料在1300°C?1700°C的窯爐中熔融成玻璃液，玻璃液經(jīng)過1100?1300°C料道澄清和均化后，以玻璃液流股形式流到到高速旋轉(zhuǎn)的離心盤中，先經(jīng)過1000°C?1400°C高速高溫垂直氣流拉絲形成玻璃態(tài)纖維，再經(jīng)過5?30°C冷氣流低溫處理形成2?4 μ m離心玻璃纖維。
[0010]本發(fā)明提供的是一種直徑2?4μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，包括下述順序步驟:
[0011](I)在窯爐中熔融成分為 Si0260% ?66%，Al2O3I % ?3.5 %，Ca04% ?10%，Mg01%?5%，K2O0.5%?2%，Na2015%?18%，Β2034.5%?9%，并且 CaO 與 MgO 之和為8%?12%，K2O與Na2O之和小于17%的玻璃液，熔融溫度為1300°C?1700°C ；
[0012](2)上述玻璃液經(jīng)過料道1100?1300°C澄清和均化后，以流股形式流出，流股流量為40kg/h?280kg/h，流股頂端溫度為1150°C?1000°C ；
[0013](3)上述玻璃液流股流入高速旋轉(zhuǎn)的離心盤中，離心盤直徑為50mm?400mm，側(cè)壁孔數(shù)為2000孔?16000孔，側(cè)壁孔徑為0.4mm?0.8mm，離心盤溫度為850°C?1000°C，離心盤以2400md/min?3000rad/min的速度將玻璃液通過側(cè)壁孔隙離心甩出，此時(shí)玻璃液粘度控制在 104pa.s ?15'5Pa.s ；
[0014](4)采用高速高溫垂直氣流拉絲上述甩出的玻璃液，頂端氣流溫度為1000°C?1400°C，頂端氣流速度為150m/s?300m/s，攜帶高能量的氣流與玻璃液相遇后，進(jìn)行能量交換，使玻璃液粘度降低至1018pa.s?1035pa.s ；
[0015]0C 5)上述粘度11V.s?103 5pa.s的玻璃液被高速高溫氣流垂直拉伸，一直達(dá)到玻璃熔體軟化粘度17 6Pa.S，轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)纖維。
[0016](6)采用冷氣流低溫處理上述玻璃態(tài)纖維，氣流溫度為5?30°C，流量為0.1?1.0Nm3/h，玻璃態(tài)纖維由于沒有達(dá)到脆性固化狀態(tài)，在冷氣流牽伸下完全細(xì)化定形，形成2?4μπι離心玻璃纖維。
[0017]應(yīng)用效果:本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)工藝可控性好，質(zhì)量穩(wěn)定，無渣球雜質(zhì)；
[0019](2)離心玻璃纖維直徑達(dá)到2?4μπι，纖維彎曲強(qiáng)度和韌性高，纖維氈導(dǎo)熱系數(shù)低，高溫絕熱性能優(yōu)異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明直徑2?4 μ m離心玻璃纖維棉的照片。
[0021]圖2是本發(fā)明直徑2?4 μ m離心玻璃纖維棉的掃描電鏡照片。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
[0023]實(shí)施例1
[0024]將原料平板碎玻璃600kg,長石60kg,純堿25kg,白云石60kg,方解石1kg,五水硼砂150kg混合、均化后，加入1450°C窯爐中熔融，獲得高溫玻璃液，玻璃液成分為:Si0262.5%, Α12033.2%, Ca06.21%, Mg02.16%, K2Ol.2%, Na2015.3%, B2037.42%。高溫玻璃液經(jīng)過料道1150°C澄清和均化后，以流股形式流入高速旋轉(zhuǎn)的離心盤中，流股流量為210kg/h，流股頂端溫度為1080°C，離心盤直徑為300mm，側(cè)壁孔數(shù)為9800孔，側(cè)壁孔徑為0.7mm，離心盤溫度為890°C。離心盤以2600rad/min的速度將玻璃液通過側(cè)壁孔隙離心甩出，此時(shí)玻璃液粘度控制在15Pa *s。采用高速高溫垂直氣流拉絲玻璃液，攜帶高能量的氣流與玻璃液相遇后，進(jìn)行能量交換頂端氣流溫度為1300°C，頂端氣流速度為240m/s，，使玻璃液粘度降低至102pa-S,同時(shí)玻璃液被高速高溫氣流垂直拉伸細(xì)化，粘度由102pa-s上升到玻璃熔體軟化粘度17 6Pa.S，轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)纖維。冷氣流低溫處理玻璃態(tài)纖維，使玻璃態(tài)纖維完全細(xì)化定形，冷氣流溫度為25°C，流量為0.6Nm3/h，形成2?4 μ m離心玻璃纖維，纖維平均直徑為3.4 μ m。
[0025]實(shí)施例2
[0026]將原料平板碎玻璃220kg,石英砂340kg,長石60kg,純堿70kg,白云石70kg,方解石8kg，五水硼砂160kg混合、均化后，加入1490°C窯爐中熔融，獲得高溫玻璃液，玻璃液成分為:Si0266.5%, Al2O3L 7%, Ca06.45%,Mg02.86%, K2O0.76%, Na2015.6%, B2037.82%。高溫玻璃液經(jīng)過料道1180°C澄清和均化后，以流股形式流入高速旋轉(zhuǎn)的離心盤中，流股流量為160kg/h，流股頂端溫度為1090°C，離心盤直徑為200mm，側(cè)壁孔數(shù)為7600孔，側(cè)壁孔徑為0.65mm,離心盤溫度為870°C。離心盤以2800rad/min的速度將玻璃液通過側(cè)壁孔隙離心甩出，此時(shí)玻璃液粘度控制在104 5pa ?S。采用高速高溫垂直氣流拉絲玻璃液，攜帶高能量的氣流與玻璃液相遇后，進(jìn)行能量交換頂端氣流溫度為1250°C，頂端氣流速度為250m/s，，使玻璃液粘度降低至102 5pa *s，同時(shí)玻璃液被高速高溫氣流垂直拉伸細(xì)化，粘度由103 5pa *s上升到玻璃熔體軟化粘度107 6pa.S，轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)纖維。冷氣流低溫處理玻璃態(tài)纖維，使玻璃態(tài)纖維完全細(xì)化定形，冷氣流溫度為20°C，流量為0.4Nm3/h,形成2?4 μ m離心玻璃纖維，纖維平均直徑為2.8 μ m。
[0027]上述僅為本發(fā)明的單個(gè)【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種直徑2?4 μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，其特征在于澄清均化后的熔融玻璃液以小流量流股形式流到高速旋轉(zhuǎn)的離心盤中離心甩出后，先經(jīng)過高速高溫垂直氣流拉絲形成玻璃態(tài)纖維，再經(jīng)過冷氣流低溫處理形成2?4 μ m離心玻璃纖維棉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直徑2?4μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，其特征在于熔融玻璃液成分配方為:Si0260%?66%，Al2O3I^?3.5%, Ca04%?10%，Mg01%?5%，K2O0.5%~ 2%,Na2015%~ 18%,B2034.5%~ 9%，并且 CaO 與 MgO 之和為 8%~ 12%,K2O與Na2O之和小于17%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直徑2?4μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，其特征在于熔融玻璃液經(jīng)過澄清和均化后，以小流量流股形式流出，流股流量為40kg/h?280kg/h，流股頂端溫度為1150°C?1000°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直徑2?4μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，其特征在于離心盤直徑為50mm?400mm,側(cè)壁孔數(shù)為2000孔?16000孔,側(cè)壁孔徑為0.4mm?0.8mm,離心盤溫度為850°C?1000°C，離心盤以2400rad/min?3000rad/min的速度將玻璃液通過側(cè)壁孔隙離心甩出，此時(shí)玻璃液粘度控制在104pa.s?105 5pa.S。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直徑2?4μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法，其特征在于高速高溫垂直氣流頂端氣流溫度為1000°C?1400°C，頂端氣流速度為150m/s?300m/s，攜帶高能量的氣流與玻璃液相遇后，進(jìn)行能量交換，使玻璃液粘度降低至11V.s?103 5pa.S。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粘度1018pa.s?1035pa.s的玻璃液，其特征在于該玻璃液被高速高溫氣流垂直拉伸，一直達(dá)到玻璃熔體軟化粘度1076pa.S，轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)纖維。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直徑2?4μ m離心玻璃纖維棉的拉絲方法,其特征在于冷氣流氣流溫度為5?30°C，流量為0.1?1.0Nm3/h。
【文檔編號(hào)】C03C13/00GK104418500SQ201310385740
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】陳照峰, 陳舟, 張卷 申請人:蘇州維艾普新材料股份有限公司