一種高模量玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高模量玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復合材料。其中，玻璃纖維組合物各組分的含量以重量百分比表示如下：SiO2為55.7?58.9％，Al2O3為15?19.9％，Y2O3為0.1?4.3％，La2O3為小于等于1.5％，CeO2為小于等于1.2％，CaO為6?10％，MgO為9.05?9.95％，SrO為小于等于2％，Li2O+Na2O+K2O為小于等于0.99％，Li2O為小于等于0.65％，F(xiàn)e2O3為小于1％，TiO2為0.1?1.5％，重量百分比的比值C1＝Y2O3/(Y2O3+La2O3+CeO2)的范圍為大于0.6。該組合物能大幅提高玻璃的彈性模量，還能顯著降低玻璃的液相線溫度和成型溫度，同等條件下大幅降低玻璃的析晶速率和氣泡率，特別適合用于池窯化生產低氣泡率的高模量玻璃纖維。
【專利說明】
-種高模量玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復合材料
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及一種高模量玻璃纖維組合物，尤其設及一種能作為先進復合材料增強 基材的高模量玻璃纖維組合物及其玻璃纖維和復合材料。
【背景技術】
[0002] 玻璃纖維屬于無機纖維材料，用它增強樹脂可制得性能優(yōu)良的復合材料。高模量 玻璃纖維作為先進復合材料的增強基材，最初主要應用于航空、航天、兵器等國防軍工領 域。隨著科技的進步及經濟的發(fā)展，高模量玻璃纖維在風力葉片、高壓容器、海洋管道、汽車 制造等民用工業(yè)領域得到了廣泛應用。
[0003] 最早的高模量玻璃成分WMgO-Ab化-Si〇2系統(tǒng)為主體，典型方案如美國0C公司開 發(fā)的S-2玻璃，模量在89-90GPa，但是它的生產難度過大，其玻纖成型溫度高達157rC，液相 線溫度高達1470°C，難于實現(xiàn)大規(guī)模池害化生產。因此，0C公司主動放棄了生產S-2玻璃纖 維，將其專利權轉讓給了美國AGY公司。
[0004] 隨后，0C公司還開發(fā)了化化r-tex玻璃，模量在87-89G化，運是一種W犧牲部分玻 璃性能W降低生產難度的折衷策略，不過由于設計方案只是對S-2玻璃的簡單改進，造成玻 纖成型溫度和液相線溫度依然很高，生產難度還是很大，難于實現(xiàn)大規(guī)模池害化生產。因 此，0C公司也放棄了生產化化r-tex玻璃纖維，將其專利權轉讓給了歐洲3B公司。
[0005] 法國圣戈班公司開發(fā)過一種WMg〇-Ca〇-Al2〇3-Si〇2系統(tǒng)為主體的R玻璃，模量在 86-89GPa。但是傳統(tǒng)R玻璃的娃侶總含量較高，又缺乏改善玻璃析晶性能的有效方案，巧儀 比例也不合理，造成玻璃成型困難、析晶風險高，同時玻璃液的表面張力大、澄清難度高，其 玻纖成型溫度達到1410°C，液相線溫度達到1350°C，運都造成玻璃纖維高效拉制上的困難， 同樣難于實現(xiàn)大規(guī)模池害化生產。
[0006] 在國內，南京玻璃纖維研究設計院開發(fā)過一種HS2玻璃，模量在84-87G化，其主要 成分也包括51〇2、412〇3、1邑0，同時還引入部分^2〇、82〇3、〔6〇2和。62〇3，它的成型溫度只有 1245Γ，液相線溫度為1320°C，兩者的溫度均比S玻璃低得多，但其成型溫度比液相線溫度 低ΔΤ值為負，極不利于玻璃纖維的高效拉制，必須提高拉絲溫度，采用特殊形式的漏嘴，W 防止拉絲過程中發(fā)生玻璃失透現(xiàn)象，運造成溫度控制上的困難，也難于實現(xiàn)大規(guī)模池害化 生產。
[0007] 綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段的各類高模量玻璃纖維在實際生產中均存在池害化 生產難度大的普遍問題，具體表現(xiàn)為玻璃的液相線溫度偏高、析晶速率快，成型溫度偏高、 表面張力大、澄清難度大，ΔΤ值小甚至為負。為此，大部分公司往往W犧牲部分玻璃性能的 方式來降低生產難度，運造成上述玻璃纖維的模量水平無法與生產規(guī)模同步提升，也一直 無法突破S玻璃的模量瓶頸。

【發(fā)明內容】

[000引本發(fā)明旨在解決上面描述的問題。本發(fā)明的目的是提供一種高模量玻璃纖維組合 物，該組合物能大幅提高玻璃的彈性模量，在此基礎上，克服了傳統(tǒng)高模量玻璃析晶風險 高、澄清難度大，難于進行高效率池害生產的問題，同等條件下能顯著降低玻璃的液相線溫 度、析晶速率和氣泡率，特別適合用于池害化生產低氣泡率的高模量玻璃纖維。
[0009] 根據本發(fā)明的一個方面，提供一種高模量玻璃纖維組合物，所述玻璃纖維組合物 含有下述組分，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AbO, 15-19.9% Y2O; 0.1-4.3%
[0010] La2〇:; <1.5% Ce〇2 <1.2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO ￡2% Li三0+Ν&2〇ι K O <0.99%
[001 ^ Li]0 <0.65% Fe.O. <1% TiO?' 0.1-1.5%
[001 ^ 并且，重量百分比的比值Cl = Y2O3/化03+La203+Ce02)的范圍為大于0.6。
[OOU] 其中，進一刺良定La2〇3+Ce〇2的含量，W重量百分比表示為0.1-2%。
[0014] 其中，進一步限定重量百分比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3。
[0015] 其中，進一步限定重量百分比的比值C3 =Mg0/(CaO+SrO)的范圍為0.9-1.6。
[0016] 其中，進一步限定Li2〇的含量，W重量百分比表示為0.05-0.55%。
[0017] 其中，進一刺良定Υ2〇3的含量，W重量百分比表示為0.5-3.9 %。
[001引其中，進一步限定重量百分比的比值C1 = Υ2化/(Υ2化+La203)的范圍為0.75-0.97。 [0019]其中，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AbO. 15-19.9% Y]〇3 0.1-4.3% La2〇; 名13% Ce〇2 苗.2% CaO 6-10%
[0020] MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li2〇+Na2〇+i<：2〇 綿.99% Li、0 <0.65% Fe 三 〇3 <1% Ti〇2 0.1-1.5%
[0021] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/ (Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0·9-1·6。
[0022] 其中，進一步限定La2化的含量，W重量百分比表示為0.05-1.2%。
[0023] 其中，進一步限定Ce化的含量，W重量百分比表示為0.05-1 %。
[0024] 其中，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% ΑΙ,Ο, 15-19.9% Υ]〇3 0.1-4.3% La/X 0.05-1.2% Ce〇2 化 05-1% La?'0 計 Ce〇2 0.1-2%
[002引 CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li20+Na20+i<20 ^0.99% Li,0 <0.65% Fe203 <1% Ti02 0.1-1.5%
[0026] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/ (Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0·9-1·6。
[0027] 其中，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AI2O3 15-19.9%
[0028] Y.O, 0.5-3.9% La2〇T 0.05-1.2% Ce〇2 0.()5-1% La2〇;+Ce〇2 Ο.?-2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2?/〇
[0029] 。2〇+1%辦+松0 卻.99% Li：P <0 65% Fe2〇:; <1% Ti〇2 0 1-1%
[0030] 并且，重量百分比的比值Cl = Υ2化/ (Υ2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于ο. 7，重量百分 比的比值C2 = S i 〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = MgO/ (CaO+SrO)的范圍為 1-1.5。
[0031 ]其中，各組分的含量W重量百分比表示如下： SiO: 56.5-58.9% AhO., 16-19.5% Υ.?〇3 0.5-3.9% Vd2〇3 0.05-1.2% CeO, 化 05-1% La:0 片 Ce〇2 0.1-2%
[0032] CaO 6.8-9.3%. MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li2〇+Ma2〇+K2〇 <0.99% Li.O 0.05-0.55%. Fe]〇3 <1% Ti〇2 0,1-1%
[0033] 并且，重量百分比的比值Cl = Υ2Ο3Λ Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為0.75-0.97，重量百 分比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = Mg0/ (CaO+SrO)的范圍 為1-1.5。
[0034] 其中，進一步限定化0的含量，W重量百分比表示為8-9.3%。
[0035] 其中，進一步限定Li2〇+Na2〇+K2〇的含量，W重量百分比表示為0.4-0.94%。
[0036] 其中，進一步限定Na2〇+K2〇的含量，W重量百分比表示為0.15-0.55 %。
[0037] 其中，進一步限定重量百分比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為6.7-8。
[0038] 其中，進一步限定重量百分比的比值〔3=1旨0/(化0+5扣)的范圍為1.05-1.4。
[0039] 其中，進一步限定重量百分比的比值C4 = La2〇3/Ce化的范圍為大于1。
[0040] 其中，進一步限定Y2化的含量，W重量百分比表示為1.3-3.9%。
[OOW 其中，進一步限定Y203+La203+Ce02的含量，W重量百分比表示為1.4-4.2%。
[0042] 其中，所述高模量玻璃纖維組合物還含有B2化，其含量W重量百分比表示為0-3%。
[0043] 根據本發(fā)明的另一個方面，提供一種玻璃纖維，所述玻璃纖維由上述的玻璃纖維 組合物制成。
[0044] 根據本發(fā)明的第Ξ個方面，提供一種復合材料，所述復合材料包括上述的玻璃纖 維。
[0045] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物，主要創(chuàng)新點是引入多種稀±氧化物Y2化、 La2化和Ce化，利用它們之間產生的混合稀±效應，并合理控制Υ2化/(Υ2化+La2化）、La2〇3/ Ce〇2、Si 〇2/CaO 和 Mg(V( CaO+SrO)的比值，合理配置 Y2O3、La2〇3、Ce〇2、Li 2〇、CaO、MgO、La2〇3+ Ce〇2、Y2〇3+La2〇3+Ce〇2、化2O+K2O和Li2〇+化2O+K2O的含量范圍，W及利用CaO、MgO、SrO的混合 堿±效應和Κ2〇、化2〇、Li2〇的混合堿效應，此外還可選擇性地引入適量B2化等。
[0046] 具體來說，根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量 W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AbO, 15-19.9% Y2O3 0.1-4.3% La?〇3 <1.5% 爲化 <1.2% CaO 6-10%
[0047] MgO 9.05-乂 95%， SrO <2% Li2〇+Na2〇-i-K2〇 紳.99% L 泌 <0.65% Fe.Ch < 1% TiO: 0.1-1 5%
[004引并且，重量百分比的比值C1=Y2化/(Y2化+La2化+Ce02)的范圍為大于0.6。
[0049] 該玻璃纖維組合物中各組分的作用及含量說明如下：
[0050] Si化是形成玻璃骨架的主要氧化物，并且起穩(wěn)定各組分的作用。在本發(fā)明的玻璃 纖維組合物中，限定Si化的重量百分比含量范圍為55.7-58.9%。優(yōu)選地，可W限定Si化的重 量百分比含量范圍為56.5-58.9%。
[0051 ] Ah化也是形成玻璃骨架的氧化物，與Si化結合時可對玻璃的機械性能起到實質性 的作用。在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定Al2〇3的重量百分比含量范圍為15-19.9%，若 其含量較低會無法獲得足夠高的玻璃機械性能;若其含量太高則會使玻璃的粘度過高導致 烙化、澄清困難。優(yōu)選地，可W限定Al2〇3的重量百分比含量范圍為16-19.5%。更優(yōu)選地，可 W限定Al2〇3的重量百分比含量范圍為16.7-19.3%。
[0052] Y2化是一種重要的稀±氧化物，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，它在提高玻璃模量方面特別有效，在 抑制玻璃析晶方面也有較好效果。Υ3+很難進入玻璃網絡，一般處于網絡空隙間作為網絡外 離子，它的配位數(shù)高、場強高、電荷高，積聚能力強，能捕獲游離氧填補網絡缺陷，提高玻璃 結構的穩(wěn)定性，提高玻璃模量，同時還能有效阻止其他離子的移動排列，達到降低玻璃析晶 傾向的目的。此外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當氧化錠含量超過4.3%后，繼續(xù)提高用量對機械性能的提 升作用變得不明顯，但依然會顯著地提高玻璃密度，從而限制比模量和比強度的提高，一定 條件下甚至會有所降低，不利于玻纖的輕量化。
[0053] La2〇3也是一種重要的稀±氧化物，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當單獨使用它時，在提高玻璃模量 及抑制玻璃析晶方面的作用明顯弱于Y2化。但是，當混合使用兩種稀±氧化物并控制它們的 比值在合適數(shù)值時，兩者的協(xié)同效應顯著，在提高玻璃模量及抑制玻璃析晶方面優(yōu)于單獨 使用Υ2〇3或La2〇3,獲得了意想不到的效果。發(fā)明人認為，Υ2〇3和La2〇3屬于同族氧化物，各項物 理、化學性質比較相近，但是兩者的配位狀態(tài)卻不相同，錠離子一般處于六配位結構，銅離 子一般處于八配位結構，因此，當混合使用兩種稀±氧化物并合理控制它們的比值時，第一 方面，能夠提供更豐富的網絡外離子配位結構，W錠離子的六配位結構為主結合銅離子的 八配位結構，有利于提高玻璃結構的穩(wěn)定性，提高玻璃模量;第二方面，氧化銅能增加游離 氧的數(shù)量，促使更多的[A106]轉變?yōu)閇A1化]，進一步增強玻璃結構的完整性，提高玻璃模量； 第Ξ方面，多種離子相互牽制，當溫度降低時，離子產生規(guī)則排列的機率也會減少，運有利 于顯著降低晶體的生長速率，從而進一步提高玻璃的抗析晶能力。但是，由于銅的摩爾質量 和離子半徑均較大，且過量的八配位離子不利于結構穩(wěn)定，因此銅的引入量不宜太多。
[0054] Ce化是一種重要的稀±玻璃澄清劑，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在替代部分氧化錠或氧化銅的 前提下引入少量Ce化，對提高玻璃模量及抑制玻璃析晶有較顯著的積極效果，尤其是在同 時使用上述Ξ種稀±氧化物并合理控制相互間的比值時，運種效果更佳顯著。發(fā)明人認為， 一方面，Ce〇2能提供更多的游離氧給錠用于填補網絡缺陷；另一方面，Ξ種不同離子半徑和 場強的稀±離子混合使用可W提高結構的緊密堆積程度，不僅能進一步增強玻璃結構的完 整性、提高玻璃性能，還能進一步加強離子間的相互牽制，提高玻璃的抗析晶能力。
[0055] 因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定Y2化的重量百分比含量范圍為0. Ι? α.3%。優(yōu)選地，可 W 限定 Υ2〇3 的重量百分比含量范圍為 0.5-3.9%。更優(yōu)選地，可 W 限定 Υ2〇3 的重量百分比含量范圍為1.3-3.9%。限定La2〇3的重量百分比含量范圍為小于等于1.5%。 優(yōu)選地，可W限定La2〇3的重量百分比含量范圍為0.05-1.2%。限定Ce化的重量百分比含量 范圍為小于等于1.2%。優(yōu)選地，可W限定Ce化的重量百分比含量范圍為0.05-1 %。
[0化6] 同時，限定重量百分比的比值C1 = Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6。優(yōu)選 地，可W限定重量百分比的比值C1 = Y2化/ (Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.7。更優(yōu)選地， 可W限定重量百分比的比值C1 =Υ2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為0.75-0.97。同時，進一步 地，可W限定La2〇3+Ce化的重量百分比含量范圍為0.1-2%。進一步地，可W限定重量百分比 的比值C4 = La2〇3/Ce〇2的范圍為大于1。進一步地，可W限定Y2〇3+La2〇3+Ce〇2的重量百分比含 量范圍為1.4-4.2%。
[0057] Ca0、Mg0和SrO主要起控制玻璃析晶、調節(jié)玻璃粘度和料性的作用。尤其是在控制 玻璃析晶方面，發(fā)明人通過控制它們的引入量和比例關系獲得了意想不到的效果。一般來 說，WMgO-化〇-Al2〇3-Si化系統(tǒng)為主體的高性能玻璃，其玻璃析晶后所包含的晶相主要包括 透輝石(CaMgSi2〇6)和巧長石(CaAl2Si2〇8)。為了有效抑制兩種晶相的析晶傾向，降低玻璃的 液相線溫度和析晶速率，本發(fā)明中通過合理控制化〇、MgO、SrO的含量范圍及各組分間的比 例關系，利用混合堿±效應形成更緊密的堆積結構，使其晶核形成和長大時需要更多的能 量，從而達到抑制玻璃析晶傾向的目的，同時有效改善玻璃料性。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)R玻璃 和改良R玻璃相比，本發(fā)明中大幅提高了MgO的含量，且當精確限定MgO含量在9.05-9.95%， 并合理控制MgO/ (CaO+SrO)的比值在0.9-1.6時，可W獲得更高的玻璃模量和更低的析晶溫 度及速率。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，由于本發(fā)明中的MgO含量較高，兩種析晶晶體中透輝石的生長動 力相對較強，通過進一步合理控制Si化/CaO比值能夠有效調節(jié)巧長石的生長，從而達到有 效抑制玻璃析晶傾向的目的。
[005引因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定MgO的重量百分比含量范圍為9.05- 9.95%。限定化0的重量百分比含量范圍為6-10%。優(yōu)選地，可W限定化0的重量百分比含量 范圍為6.8-9.3%。
[0059] 此外，在一些技術方案中，進一步地，可W限定CaO的重量百分比含量范圍為8- 9.3%。進一步地，可W限定SrO的重量百分比含量范圍為小于等于2%。
[0060] 同時，進一步地，可W限定重量百分比的比值C2 = Si化/CaO的范圍為5.8-9.3。優(yōu) 選地，可W限定重量百分比的比值C2 = Si化/CaO的范圍為6.3-8.5。更優(yōu)選地，可W限定重 量百分比的比值C2 = Si化/CaO的范圍為6.7-8。進一步地，可^限定重量百分比的比值〔3 = 1邑0/(化0+5'0)的范圍為0.9-1.6。優(yōu)選地，可^限定重量百分比的比值〔3=1旨0/(〔曰0+5扣） 的范圍為l-1.5。更優(yōu)選地，可W限定重量百分比的比值C3 = Mg0/(Ca0+Sr0)的范圍為1.05- l.4。
[OOW] K2O和Na2〇均能降低玻璃粘度，是良好的助烙劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在堿金屬氧化物總量 不變的情況下，用Κ2〇替代化2〇,能降低玻璃的析晶傾向，改善纖維成型性能。同化2〇和Κ2〇相 比，Li2〇不僅能顯著地降低玻璃粘度，從而改善玻璃烙制性能，并且對提高玻璃的力學性能 有明顯幫助。同時，少量Li2〇就能提供可觀的游離氧，有利于更多的侶離子形成四面體配 位，增強玻璃體系的網絡結構，可進一步降低玻璃的析晶能力。但由于堿金屬離子過多會降 低玻璃的耐腐蝕性，故引入量不宜多。此外，由于稀±氧化物具有較強的堿性，在某些方面 能起到類似于堿金屬氧化物和堿±金屬氧化物的作用。因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物 中，限定Li2〇+化2O+K2O的重量百分比含量范圍為小于等于0.99%。限定Li2〇的重量百分比 含量范圍為小于等于〇.65%。進一步地，可^限定^2〇+化2〇+1(2〇的重量百分比含量范圍為 0.4-0.94%。進一步地，可W限定Li2〇的重量百分比含量范圍為0.05-0.55%。進一步地，可 W限定Na2〇+K2〇的重量百分比含量范圍為0.15-0.55%。
[0062] Fe2化有利于玻璃的烙制，也能改善玻璃的析晶性能。但由于鐵離子和亞鐵離子具 有著色作用，故引入量不宜多。因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定Fe2〇3的重量百分 比含量范圍為小于1 %。
[0063] Ti化不僅可W降低高溫時的玻璃粘度，還具有一定的助烙作用。但由于鐵離子具 有一定的著色作用。因此，在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，限定Ti化的重量百分比含量范圍 為0.1-1.5%。優(yōu)選地，可W限定Ti化的重量百分比含量范圍為0.1-1 %。
[0064] 本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，還可W選擇性地引入適量B2化，W進一步改善玻璃的 析晶傾向。在本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，進一步地，可W限定B2化的重量百分比含量范圍 為 0-3 %。
[0065] 此外，本發(fā)明的玻璃纖維組合物中還允許含有少量其他組分，重量百分比總含量 一般不超過2 %。
[0066] 本發(fā)明的玻璃纖維組合物中，選擇各組分含量的上述范圍的有益效果在后面會通 過實施例給出具體實驗數(shù)據來說明。
[0067] 下面是根據本發(fā)明的玻璃纖維組合物中所包括的各組分的優(yōu)選取值范圍示例。
[0068] 優(yōu)選示例一
[0069] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： 激 〇2 55.7-58.9% ΑΙ,Ο. 15-19.9% Υ:〇3 0.1-4.3% La.風 每1.5% Ce〇2 <1.2%， CaO 6-10%
[0070] MgO 9 05-9名5% SrO <2% Li2〇+Na]0+K：2〇 卻.99% 化0 <0.65% Fe2〇：, <1% Ti〇2 0.1-1.5%
[0071] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3。
[0072] 優(yōu)選示例二
[0073] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% 八1三化 15-19.9%
[0074] Y.Oi 0.1-4.3% 咕化 計5% Ce〇2 封三％ CaO 6-10% MgO 9.05-9 為 5% SrO <2"/?)
[0075] Li2〇+Na：0+K2〇 <0.99% 化0 <0.65% 於 203 <1% Τι〇2 0 1-15%
[0076] 并且，重量百分比的比值(：1=￥2〇3/化〇3+1^曰2〇3+〔6〇2)的范圍為0.75-〇.97。
[0077] 優(yōu)選示例Ξ
[0078] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AbO:、 15-19.9% Υ：〇3 0.1-4.3% La.Oi <1.5% Ce〇2 <1.2% CaO 6-10%
[0079] MgO 9.05-9.95% SfO <2% Li2〇+Na2〇+K：2〇 讀.99% Li.O <0.65% Fe:'〇3 <1% Ti〇2 O.I-I50/0
[0080] 并且，重量百分比的比值C1=Y2化/(Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.6,重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0.9-1.6。
[0081 ] 優(yōu)選示例四
[0082]根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AI,03 15-19.9% Y2O3 0.1-4.3% L￡i2〇3 0.05-1.2% Ce〇2 1-3?.0 計 Ce〇2 0.1-2%
[0083] CaO 6-10% MgO 9.05-9 為 5% SrO <2% Li.O+Na.O+K^O <0.99% Li.O <0.65% Fe?〇3 <1% Ti〇2 0.1-1.5%
[0084] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0.9-1.6。
[0085] 優(yōu)選示例五
[0086] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% Ab〇. 15-19.9% Y2O. 化 1-4.3%>
[0087] La2〇3 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-i % La]〇3+Ce〇2 0.1-2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2%
[008引 Li20+Na20+K：20 <0.99% Li.O <0.65% Fe,0? <1% Ti02 0.1-1.5%
[0089] 并且，重量百分比的比值C1=Y2化/(Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.6,重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0.9-1.6。
[0090] 優(yōu)選示例六
[0091] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： 窺 〇2: 55.7-58.9% Ab〇3 15-19.9% Y2O.; 0.5-3.9% La2〇3 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-1% La,0,+Ce〇2 0.1-2%
[oow] CaO 6-10% MgO 9.05-乂 ％% SrO <2% Li2〇+Na,0+K2〇 <0.99% L 泌 <0.65% Fe，0. <1% Ti〇2 0.1-1%
[0093] 并且，重量百分比的比值C1=Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.7,重量百分 比的比值C2 = S i 〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = MgO/ (CaO+SrO)的范圍為 1-1.5。
[0094] 優(yōu)選示例屯
[00M]根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： SiO, 56.5-58.9% AbO, 16-19.5% Y2O3 0.5-3.9% La2〇.; 0.05-1.2% CeO, 0.05-1% La2〇:;+Ce〇2 0.1-2%
[0096] CaO 6.8-9.3% MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li2〇+Na2〇+I<：2〇 <化99% Li.O 0.05-化 55% Fe2〇3 <1% Ti〇2 0.1-1%
[0097] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2O3/ (Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為0.75-0.97，重量百 分比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 =Mg0/ (CaO+SrO)的范圍 為1-1.5。
[009引優(yōu)選示例八
[0099] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： SiO： 55.7-58.9% Ab〇3 15-19.9%
[0100] Y2O3 0.1-4.3% La2〇3 0.05-1.2% 灼 〇2 0.敝-1% La2〇 計 CeCb 化 i-2% CaO 8-9.3% MgO 乂 05-9 為 5% SrO <2%
[0101] Li2〇+Na2〇+K2〇 <0.99% U?〇 <0.65% Fe.O：, <1% T 備 0.1-1.5%
[0102] 并且，重量百分比的比值C1=Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6,重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0·9-1·6。
[0103] 優(yōu)選示例九
[0104] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AI2O5 15-19.9% Y3O, 0.1-4.3% La2〇3 0.05-1.2% Ce〇2 化 05-1 % La2〇3+Ce〇2 0.1-2%
[01 ο 引 CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO ￡2% Li20+Na20+K20 0.4-0.94% Li.O <0.65% Fe 三 O3 <l0/0 Ti02 0.1-1.5%
[0106] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/ (Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值〔3 = 1旨0/(化0+5'0)的范圍為 0·9-1·6。
[0107] 優(yōu)選示例十
[0108] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% Al?_0:， 15-19.9% Y20.0 .5-3.9% 1一過2〇、 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-? % La2〇3+Ce:〇2. 0.1-2%
[0109] CaO 6-10% MgO 9.05-乂 95%) SrO <2% Li2〇+N^O+K2〇 紳.99% Li2〇 部.65% Fe]〇3 <1% Ti〇2 0-1〇/〇
[0110] 并且，重量百分比的比值Cl =Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.7，重量百分 比的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為6.7-8，重量百分比的比值C3=Mg0/(Ca0+Sr0)的范圍為l- l.5。
[01川優(yōu)選示例^^一
[0112] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9%
[0113] AI2O3 15-19.9% Υ:〇3 0.5-3.9% LibO：, 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-1% La?_0 計 Ce〇2 0.1-2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95%
[0114] SrO <2% Li.O+Na.O+K.O <化99% Ι?2〇 <0.65% Ffc、2〇3 <1% Ti〇2 0.1-1%
[0115] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/ (Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.7，重量百分 比的比值C2 = S i 〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = MgO/ (CaO+SrO)的范圍為 1.05-1.4。
[0116] 優(yōu)選示例十二
[0117] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AI2O3 15-19.9% Y2O3 0.1-4.3% La?.〇3 <1.5% CeO: <1.2% La，0、+CeO， 0.1-2%
[011 引 CaO 6-10% MgO 乂 05-9.95% SrO <2% ?」20+Ν&2(戶心0 <化99% Li.O <0.65% Fe,0. <1%
[0119] Ti〇2 0.1-1.5%
[0120] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分 比的比值C4 = La2〇3/Ce〇2的范圍為大于1。
[0121] 優(yōu)選示例十Ξ
[0122] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AI2O3 15-19.9% Y2O:; 1.3-3.9% La.O, 0.05-1.2% Ce〇2 0.()5-[ % La20;+Ce02 0.1-2%
[0123] CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li2〇+Na3〇+K2〇 <0.99% Li,0 <0.65% Fe]化 <1% ?02 0.1-1%
[0124] 并且，重量百分比的比值Cl = Υ2化/ (Υ2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.7，重量百分 比的比值C2 = S i 〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = MgO/ (CaO+SrO)的范圍為 1-1.5。
[0125] 優(yōu)選示例十四
[0126] 根據本發(fā)明的高模量玻璃纖維組合物含有下述組分，且各組分的含量W重量百分 比表示如下： SiO. 55.7-58.9%
[0127] AI2O3 15-19.9% Υ2〇3 0.5-3.9% LajOi 0.05-1.2% 偽 〇2 0.05-1% La2〇;+Ce〇2 0.1-2% Y2O 計 U2〇H-Ce〇2 1.4-4.2% CaO 6-10%
[012 引 MgO 9 05-9為5% SrO <2% Li20+Na：0+K20 <0.99% Li20 <化65% 化 03 <1% Ti02 0.1-1%
[01巧]并且，重量百分比的比值C1=Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.7,重量百分 比的比值C2 = S i化/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = MgO/ (CaO+SrO)的范圍為 1-1.5。
【具體實施方式】
[0130] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中 的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不 是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前 提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況 下，本申請中的實施例及實施例中的特征可W相互任意組合。
[0131] 本發(fā)明的基本思想是，玻璃纖維組合物的各組分含量W重量百分比表示為：Si〇2 為55.7-58.9%，Al2〇3為 15-19.9%，Y2O3為0.1-4.3%，La2〇3為小于等于 1.5%，Ce〇2為小于 等于 1.2%，CaO為6-10%，Mg0為9.05-9.95%，SrO為小于等于2%，Li2〇+化2O+K2O為小于等 于0.99%，Li2〇為小于等于0.65%，F(xiàn)e2〇3為小于1%，Ti〇2為0.1-1.5%，并且重量百分比的 比值Cl = Y2〇3/(Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.6。該組合物能大幅提高玻璃的彈性模量， 在此基礎上，克服了傳統(tǒng)高模量玻璃析晶風險高、澄清難度大，難于進行高效率池害生產的 問題，能顯著降低高模量玻璃的液相線溫度和成型溫度，同等條件下大幅降低玻璃的析晶 速率和氣泡率，特別適合用于池害化生產低氣泡率的高模量玻璃纖維。
[0132] 選取本發(fā)明的玻璃纖維組合物中 Si〇2、Al2〇3、Y2〇3、La2〇3、Ce〇2、CaO、MgO、Li2〇、 船2〇、1(2〇、。62〇3、11化和5扣的具體含量值作為實施例，與5玻璃、傳統(tǒng)1?玻璃和改良1?玻璃的性 能參數(shù)進行對比。在性能對比時，選用六個性能參數(shù)：
[0133] (1)成型溫度，對應于玻璃烙體在粘度為103泊時的溫度。
[0134] (2)液相線溫度，對應于玻璃烙體冷卻時晶核開始形成的溫度，即玻璃析晶的上限 溫度。
[0135] (3) ΔΤ值，成型溫度與液相線溫度之差，表示拉絲成型的溫度范圍。
[0136] (4)析晶峰溫度，DTA測試過程中對應于玻璃析晶最強峰的溫度。一般情況下，該溫 度越高，表明晶核長大所需能量越多，玻璃的析晶傾向越小。
[0137] (5)彈性模量，是沿縱向的彈性模量，表征玻璃抵抗彈性變形的能力，按ASTM2343 測試。
[0138] (6)氣泡數(shù)量，其中測定氣泡數(shù)量的大致方法為:利用專用的模具將每個實施例配 合料壓制成一樣形狀的樣品，放置于高溫顯微鏡的樣品平臺，然后按程序升溫至設定空間 溫度1500°C，不保溫，玻璃樣品隨爐冷卻至常溫;然后，通過偏光顯微鏡從微觀角度觀察各 個玻璃樣品的氣泡數(shù)量。其中，氣泡數(shù)量按顯微鏡成像范圍為準。
[0139] 上述六個參數(shù)及其測定方法是本領域技術人員所熟知的，因此采用上述參數(shù)能夠 有力地說明本發(fā)明的玻璃纖維組合物的性能。
[0140] 實驗的具體過程為:各組分可從適當?shù)脑现蝎@取，按比例將各種原料進行混合， 使各組分達到最終的預期重量百分比，混合后的配合料進行烙化并澄清，然后玻璃液通過 漏板上的漏嘴被拉出從而形成玻璃纖維，玻璃纖維被牽引繞到拉絲機旋轉機頭上形成原絲 餅或紗團。當然，運些玻璃纖維可用常規(guī)方法進行深加工W符合預期要求。
[0141] 下面給出根據本發(fā)明的玻璃纖維組合物的具體實施例。
[01創(chuàng)實施例一 SiO] 58.2% AI2O3 18.0% CaO 8.2% MgO 9.8% Y2O:; 3.4% La,〇3 0.4:3%
[0143] 啟 〇2 0.1% Nd'O 0.13% K2O 0.30% Li.O 0.49% Fe2〇3 0.46% ?Ο2 0.少)％
[0144] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2〇3+Ce〇2)為0.86，重量百分比的比值 C2 = Si化/CaO為7.11，重量百分比的比值C3=MgO/ (化O+SrO)為1.20，重量百分比的比值C4 = La2〇3/Ce〇2 為 4.3。
[0145] 在實施例一中測定的六個參數(shù)的數(shù)值分別是： 成型濕度 12% °C 液相線溫度 1198°C ΔΤ 值 lOiTC
[0146] 析晶峰溫度 1037°C 彈性模量 97.4G化 令泡數(shù)量 3個
[0147] 實施例二 SiO. 57.8%
[014 引 Al203 19.1% CaO 7.8% MgO 9.5% Υ,03 3.5% La:03 0.25% CeO， 0.15%
[0149] 施 2〇 0.20% Κ,Ο 化 23% 化0 0.51% Fe?X)3 0.46% Ti〇2 C"()%
[0150] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2〇3+Ce〇2)為0.90，重量百分比的比值 C2 = Si〇2/CaO為7.41，重量百分比的比值〔3=1旨0/(化0+5'0)為1.22，重量百分比的比值〔4 =La2〇3/Ce〇2為 1.67。
[0151] 在實施例二中測定的六個參數(shù)的數(shù)值分別是： 成型溫虞 1299 °C 液相線濕度 1198'C ΔΤ 催 lore
[0152] 析晶峰濕度 1038°C 彈性模量 98.5邸a 氣泡數(shù)量 2個
[015；3] 實施例Ξ 筑 〇2 58.5% ΑΙ,Ο. 17.5% CaO 8.1%
[0154] MgO 9.8% Y2O3 3.9% La.O.i 0.25% Ce〇2 0.05% Ma.O 0.11% K2O 化310/0
[0155] Li?_0 0 50% Ι^203 0.46% Ti〇2 化 52%
[0156] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2〇3+Ce〇2)為0.93，重量百分比的比值 C2 = Si〇2/CaO為7.22，重量百分比的比值〔3=1旨0/(化0+5'0)為1.21，重量百分比的比值〔4 = La2〇3/Ce 化為 5.0。
[0157] 在實施例Ξ中測定的六個參數(shù)的數(shù)值分別是： 成型溫度 1298Γ 液相線溫度 l.20(VC ΔΤ 值 9SC
[015 引 析晶峰溫度 1039°C 彈性模量 99.4G化 氣泡數(shù)量 3個
[0159] 實施例四 筑從 郎.1% ΑΙ:0'、 18.3% CaO 8.1% MgO 9.8% Υ.Ο. 3.2%
[0160] La2〇''; 0.3% CeO] 0.1% Na.O 0.14% K.2〇 0.35% Li,0 0.43% Fg2〇3 0.46%
[0161] - Ti〇2 0.72%
[0162] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2〇3+Ce〇2)為0.89，重量百分比的比值 C2 = Si〇2/CaO為7.17，重量百分比的比值C3=MgO/ (CaO+SrO)為1.21，重量百分比的比值C4 = La2〇3/Ce 化為 3.0。
[0163] 在實施例四中測定的六個參數(shù)的數(shù)值分別是： 成型溫度 1298'C 旅相線濕處 1就1 C ΔΤ 值 97 C
[0164] 析晶峰濕度 1035。仁 彈性模量 96.8G化 命泡數(shù)量 3個
[01化]實施例五 筑從 58.5% Ah〇3 17.4% CaO 8.05% MgO 9.8% Y.2〇3 3.6% L 過0.07%
[0166] CeO] 0.05% Na.O 0.11% K.2〇 0.31% Li,0 0.51 % Fe]〇3 0.44% TiO: 0.46% SfO 0.6%
[0167] 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2〇3+Ce〇2)為0.97，重量百分比的比值 C2 = Si〇2/CaO為7.27，重量百分比的比值〔3=1旨0/化曰0+5'0)為1.22，重量百分比的比值〔4 = La2〇3/Ce 化為1.4。
[0168] 在實施例五中測定的六個參數(shù)的數(shù)值分別是： 成型溫度 1298°C 液相線溫度 1202°C ΔΤ値 96廠
[0169] 析晶峰溫度 1035'C 彈性模量 98.1畑a 氣泡數(shù)量 4個
[0170] 下面進一步通過列表的方式，給出本發(fā)明玻璃纖維組合物的上述實施例W及其他 實施例與S玻璃、傳統(tǒng)R玻璃和改良R玻璃的性能參數(shù)的對比。其中，玻璃纖維組合物的含量 W重量百分比表示。需要說明的是，若實施例組分總含量略微小于100%，可W理解為殘余 量是微量雜質或不能分析出的少量組分。
[0171] 表1A
[0172]
[0173] 表1B
[0174]
[0175] 表1C
[0176]
[0177] 由上述表中的具體數(shù)值可知，與S玻璃和傳統(tǒng)R玻璃相比，本發(fā)明的玻璃纖維組合 物擁有W下優(yōu)勢：（1)具有高得多的彈性模量；（2)具有低得多的液相線溫度，運有利于降低 玻璃的析晶風險、提高纖維的拉絲效率;具有高得多的析晶峰溫度，運表明玻璃在析晶過程 中晶核的形成和長大需要更多的能量，也就是說同等條件下本發(fā)明玻璃的析晶速率更??； (3)氣泡數(shù)量大幅減少，運表明玻璃的澄清效果特別優(yōu)異。
[017引S玻璃和傳統(tǒng)R玻璃均無法實現(xiàn)池害化生產，改良R玻璃通過犧牲部分性能的方式 來降低液相線溫度和成型溫度，W降低生產難度實現(xiàn)池害化生產。與之不同的是，本發(fā)明組 合物不僅擁有足夠低的液相線溫度和更小的析晶速率，可W進行池害化生產，同時還實現(xiàn) 了玻璃模量的大幅提升，打破了 S級和R級玻璃纖維的模量水平無法與生產規(guī)模同步提升的 技術瓶頸。
[0179] 由此可知，與目前主流的高模量玻璃相比，本發(fā)明的玻璃纖維組合物在彈性模量、 析晶性能和玻璃澄清方面取得了突破性的進展，同等條件下玻璃的彈性模量大幅提升、析 晶風險大幅下降、氣泡數(shù)量大幅減少，整體技術方案特別適合用于池害化生產低氣泡率的 高模量玻璃纖維。
[0180] 此外，與單獨含有氧化錠的玻璃纖維組合物(實施例All)相比，同時含有Ξ種稀± 元素的玻璃纖維組合物擁有異常突出的優(yōu)勢：（a)具有高得多的析晶峰溫度，運表明玻璃在 析晶過程中晶核的形成和長大需要更多的能量，也就是說同等條件下本發(fā)明玻璃的析晶速 率更小;具有更低的液相線溫度，運有利于降低玻璃的析晶風險、提高纖維的拉絲效率；（b) 具有更高的彈性模量；（C)氣泡數(shù)量大幅下降，運表明玻璃的澄清效果特別優(yōu)異。例如，與實 施例All相比，A9的析晶峰溫度提高了 14°C，液相線溫度下降了 12°C，彈性模量提高了 2.5GPa，氣泡數(shù)量降低了 75%，各項性能指標的提升非常顯著，獲得了意向不到的技術效 果。
[0181] 由根據本發(fā)明的玻璃纖維組合物可制成具有上述優(yōu)良性能的玻璃纖維。
[0182] 根據本發(fā)明的玻璃纖維組合物與一種或多種有機和/或無機材料結合可制備得到 性能優(yōu)良的復合材料，例如，玻纖增強基材。
[0183] 最后應說明的是:在本文中，術語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非 排他性的包含，從而使得包含一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素， 而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為運種過程、方法、物品或者設備所固 有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個…"限定的要素，并不排除在包括所 述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0184] W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例 對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可W對前述各實施 例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而運些修改或者 替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1. 一種高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物含有下述組分，各組 分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AI2O. 15-19.9% Υ:〇3 0.1-4.3% La:0; <1.5% Ce〇2 <12% CaO 6-10% MgO 9.05-9 為 5% SrO <2% Li^O+Na.O+K^O <0.99% Li.O <0.65% Fe2〇:、 <1%： T 汾2 0.1-1.5% 并且，重量百分比的比值C1 = Y2O3/化〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.6。2. 根據權利要求1所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，La2化+Ce〇2的含量W重 量百分比表示為0.1-2%。3. 根據權利要求1或2所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，重量百分比的比值 〔2 = 51〇2/^曰0的范圍為5.8-9.3。4. 根據權利要求1或2所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，重量百分比的比值 〔3=]\%0/(化0+5扣）的范圍為0.9-1.6。5. 根據權利要求1或2所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，Li2〇的含量W重量百 分比表示為0.05-0.55 %。6. 根據權利要求1或2所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，Y2化的含量W重量百 分比表示為0.5-3.9%。7. 根據權利要求1或2所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，重量百分比的比值 C1 = Y2O3/ (Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為0.75-0.97。8. 根據權利要求1所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物含 有下述組分，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AbO. 15-19.9% Y]〇3 0.1-4.3% La2〇; <1.5% Ce〇2 刮.2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li2〇+Na2〇+i<：2〇 綿.99% LiaO <0.65% Fe 三 〇3 <1% TiO! 0.1-1.5% 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分比的 比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值C3=Mg0/(Ca0+Sr0)的范圍為0.9- l.6。9. 根據權利要求1或8所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，La2化的含量W重量 百分比表示為0.05-1.2%。10. 根據權利要求1或8所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，Ce〇2的含量W重量 百分比表示為0.05-1 %。11. 根據權利要求1所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物 含有下述組分，各組分的含量W重量百分比表示如下： 沒 〇2: 55.7-58.9% 41,0, 15-19.9% Y203 0.1-4.3% LibO：, 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-1% La2〇3+Ce〇2 0.1-2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li.O+Na.O+K.O <化99% Ι?2〇 <0.65% Fe2〇3 <1% Ti〇2 0.1-1.5% 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/(Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為大于0.6，重量百分比的 比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為5.8-9.3，重量百分比的比值C3=Mg0/(Ca0+Sr0)的范圍為0.9- l.6。12.根據權利要求1所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物 含有下述組分，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 55.7-58.9% AbO; 15-? 9.9% Υ2〇3 0.5-3.9% L￡i2〇3 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-1% La2〇3+Ce〇2 0.1-2% CaO 6-10% MgO 9.05-9.95% SrO <2% Li2〇+Na2〇+I<：2〇 <0.99% Li.O <0.65% Fe,0, <1% T 沿2 0.1-1% 并且，重量百分比的比值Cl = Y2〇3/( Y2〇3+La2〇3+Ce〇2)的范圍為大于0.7，重量百分比的 比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3 = Mg0/(Ca0+Sr0)的范圍為l- l.5。13. 根據權利要求1所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，所述玻璃纖維組合物 含有下述組分，各組分的含量W重量百分比表示如下： Si〇2 56.5-58.9% AhO; 16-19.5% Y2O3 0.5-3.9% La2〇; 0.05-1.2% Ce〇2 0.05-1% La，0 計Ce〇2 0.1-2% CaO 6.^-9.3% MgO 9.05-9.9 艦 SrO <2% 。2〇+1%2〇+艮辦 <0.99% Li.0 0.05-0.55% Fe2〇5 <1% T1O3 0.1-1% 并且，重量百分比的比值Cl = Y2化/ (Y2化+La2化+Ce〇2)的范圍為0.75-0.97，重量百分比 的比值C2 = Si〇2/CaO的范圍為6.3-8.5，重量百分比的比值C3=Mg0/(Ca0+Sr0)的范圍為l- l.5。14. 根據權利要求1或11所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，CaO的含量W重量 百分比表示為8-9.3%。15. 根據權利要求1或11所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，Li2〇+化2O+K2O的 含量W重量百分比表示為0.4-0.94%。16. 根據權利要求1或11所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，化2〇+Κ2〇的含量W 重量百分比表示為0.15-0.55%。17. 根據權利要求8或12所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，重量百分比的比 值〔2 = 51〇2/^曰0的范圍為6.7-8。18. 根據權利要求8或12所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，重量百分比的比 值〔3=]\%0/(化0+5扣）的范圍為1.05-1.4。19. 根據權利要求2或12所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，重量百分比的比 值C4 = La2〇3/Ce〇2的范圍為大于1。20. 根據權利要求1或12所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，Υ2〇3的含量W重量 百分比表示為1.3-3.9%。21. 根據權利要求1或12所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，Y2〇3+La2〇3+Ce化的 含量W重量百分比表示為1.4-4.2%。22. 根據權利要求1或12所述的高模量玻璃纖維組合物，其特征在于，還含有B2化，W重 量百分比表示為0-3 %。23. -種玻璃纖維，其特征在于，所述玻璃纖維由如權利要求1-22中任一項所述的玻璃 纖維組合物制成。24. -種復合材料，其特征在于，所述復合材料包括如權利要求23所述的玻璃纖維。
【文檔編號】C03C13/02GK106082639SQ201610403705
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】章林, 曹國榮, 邢文忠, 張毓強, 顧桂江
【申請人】巨石集團有限公司