本发明专利技术大体涉及并入有稀土氧化物的玻璃组合物。在一种实施方式中，适合用于成纤的玻璃组合物包含51-65重量％的SiO2、12.5-19重量％的Al2O3、0-16重量％的CaO、0-12重量％的MgO、0-2.5重量％的Na2O、0-1重量％的K2O、0-2重量％的Li2O、0-3重量％的TiO2、0-3重量％的ZrO2、0-3重量％的B2O3、0-3重量％的P2O5、0-1重量％的Fe2O3、含量不小于0.05重量％的至少一种稀土氧化物和总计为0-11重量％的其他组分。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物包括La2O3、Y2O3、Sc2O3、和Nd2O3中的至少之一。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少1重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少3重量％的量存在。该玻璃组合物可用于形成可并入至各种其他玻璃纤维产品(例如，股纱、粗纱、织物等)中和并入至各种复合材料中的玻璃纤维。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考此申请要求2013年7月15日提交的美国临时专利申请序列号61/846,266和2014年7月8日提交的美国实用专利申请序列号为14/325,854的优先权，上述专利申请中的每个在此好像完全陈述于本文中似的通过引用并入。专利
本专利技术涉及玻璃组合物，和特别涉及用于形成纤维的玻璃组合物。专利技术背景多年来已使用玻璃纤维来强化各种聚合物型树脂。用于强化应用中的一些常用玻璃组合物包括“E-玻璃”、“R-玻璃”和“D-玻璃”组合物的族。“S-玻璃”是另一种常用玻璃组合物的族，其包括，例如商标名为“S-2玻璃”的商购自AGY(Aiken，SouthCarolina)的玻璃纤维。在强化和其他应用中，玻璃纤维或用玻璃纤维强化的复合材料的某些机械性能可以是重要的。然而，在诸多情况下，例如由于增加的批料成本、增加的制造成本或其他因素，具有改良的机械性能(例如，较高强度、较高模量等)的玻璃纤维的制造可导致较高成本。例如，上述“S-2玻璃”与常规E玻璃相比具有改良的机械性能，但由于批料至玻璃(batch-to-glass)转换、熔融澄清(fining)和纤维拉伸(drawing)的实质上较高的温度和能量需求而同样使成本显著更高。玻璃纤维制造商持续在寻找可用于在商业制造环境中形成具有令人期望的机械性能的玻璃纤维的玻璃组合物。
技术实现思路
本专利技术的各种实施方式提供了玻璃组合物、可纤维化玻璃组合物和由这样的组合物形成的玻璃纤维，以及玻璃纤维股、纱线、织物和适合在各种应用中使用的包括这样的玻璃纤维的复合材料。在一种实施方式中，适合用于成纤的玻璃组合物包含51-65重量％的SiO2、12.5-19重量％的Al2O3、0-16重量％的CaO、0-12重量％的MgO、0-2.5重量％的Na2O、0-1重量％的K2O、0-2重量％的Li2O、0-3重量％的TiO2、0-3重量％的ZrO2、0-3重量％的B2O3、0-3重量％的P2O5、0-1重量％的Fe2O3、含量不小于0.05重量％的至少一种稀土氧化物和总计为0-11重量％的其他组分。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物包括La2O3、Y2O3、Sc2O3、和Nd2O3中的至少之一。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少1重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少3重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至多约15重量％的量存在。在一些实施方式中，Na2O+K2O+Li2O含量大于1重量％。在一些实施方式中，MgO含量为约6-约9重量％。在一种实施方式中，适合用于成纤的玻璃组合物包括51-65重量％的SiO2、12.5-22重量％的Al2O3、0-16重量％的CaO、0-12重量％的MgO、0-2.5重量％的Na2O、0-1重量％的K2O、0-2重量％的Li2O、0-3重量％的TiO2、0-3重量％的ZrO2、0-3重量％的B2O3、0-3重量％的P2O5、0-1重量％的Fe2O3、含量不小于0.05重量％的至少一种稀土氧化物和总计为0-11重量％的其他组分，其中Na2O+K2O+Li2O含量大于1重量％。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物包括La2O3、Y2O3、Sc2O3和Nd2O3中的至少之一。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少1重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少3重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至多约15重量％的量存在。在一些实施方式中，MgO含量为约6-约9重量％。在一种实施方式中，适合用于成纤的玻璃组合物包含51-63重量％的SiO2、14.5-19重量％的Al2O3、0.5-10重量％的CaO、0-12重量％的MgO、0-1重量％的Na2O、0-1重量％的K2O、0-2重量％的Li2O、0-3重量％的TiO2、0-3重量％的ZrO2、0-2重量％的B2O3、0-3重量％的P2O5、0-1重量％的Fe2O3、含量不小于0.5重量％的至少一种稀土氧化物和总计为0-11重量％的其他组分。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物包括La2O3、Y2O3、Sc2O3、和Nd2O3中的至少之一。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少1重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至少3重量％的量存在。在一些实施方式中，该至少一种稀土氧化物以至多约15重量％的量存在。在一些实施方式中，Na2O+K2O+Li2O含量大于1重量％。在一些实施方式中，MgO含量为约6-约9重量％。本专利技术的一些实施方式涉及玻璃纤维股。本文中公开了许多种可纤维化玻璃组合物作为本专利技术的一部分，且应理解，本专利技术的各种实施方式可包含玻璃纤维、玻璃纤维股、纱线和并入有由这样的组合物形成的玻璃纤维的其他产品。本专利技术的一些实施方式涉及由至少一根由本文中所阐述的玻璃组合物形成的玻璃纤维股形成的纱线。本专利技术的一些实施方式涉及并入有至少一根由本文中所阐述的玻璃组合物形成的玻璃纤维股的织物。在一些实施方式中，织物中所使用的纬纱可包含至少一根玻璃纤维股。在一些实施方式中，经纱可包含至少一根玻璃纤维股。在一些实施方式中，玻璃纤维股可在用于形成根据本专利技术的织物的纬纱和经纱两者中使用。在一些实施方式中，本专利技术的织物可包括平纹织物、斜纹织物、毛茛织物(crowfootfabric)、缎织织物(satinweavefabric)、针缝黏合织物或3D机织织物。本专利技术的一些实施方式涉及包含聚合物型树脂和由本文中所阐述的各种玻璃组合物中之一者形成的玻璃纤维的复合材料。玻璃纤维可来自根据本专利技术的一些实施方式的玻璃纤维股。在一些实施方式中，可将玻璃纤维并入至织物(诸如，机织织物)中。例如，玻璃纤维可在经织造以形成织物的纬纱和/或经纱中。在其中复合材料包含织物的实施方式中，该织物可包括平纹织物、斜纹织物、毛茛织物、缎织织物、针缝黏合织物或3D机织织物。如下文更详细地论述，玻璃纤维也还可以其他形式并入至复合材料中。关于聚合物型树脂，本专利技术的复合材料可包括各种聚合物型树脂中之一或多者。在一些实施方式中，聚合物型树脂包括以下各项中的至少之一：聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、热塑性聚氨酯、酚醛树脂、聚酯、乙烯酯、聚二环戊二烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、氰酸酯、双-马来酰亚胺和热固性聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种适合用于成纤的玻璃组合物，其包含：含量不小于0.05重量％的至少一种稀土氧化物；和其他组分总计为0‑11重量％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.15 US 61/846,266;2014.07.08 US 14/325,8541.一种适合用于成纤的玻璃组合物，其包含：
含量不小于0.05重量％的至少一种稀土氧化物；和其他组分总
计为0-11重量％。
2.权利要求1的玻璃组合物，其中MgO以至多约9重量％的量
存在。
3.权利要求1的玻璃组合物，其中MgO含量为约6-约9重量％。
4.权利要求1的玻璃组合物，其中CaO含量为约0.5-约15重
\t量％。
5.权利要求1的玻璃组合物，其中Na2O+K2O+Li2O含量大于1重
量％。
6.权利要求1的玻璃组合物，其中SiO2含量为至少60重量％。
7.权利要求1的玻璃组合物，其中该至少一种稀土氧化物以至少
1重量％的量存在。
8.权利要求1的玻璃组合物，其中该至少一种稀土氧化物以至少
3重量％的量存在。
9.权利要求8的玻璃组合物，其中该至少一种稀土氧化物以至多
约15重量％的量存在。
10.权利要求1的玻璃组合物，其中该至少一种稀土氧化物包括
La2O3、Y2O3、Sc2O3、和Nd2O3中的至少之一。
11.权利要求11的玻璃组合物，其中该至少一种稀土氧化物包
括La2O3和Y2O3。
12.权利要求1的玻璃组合物，其进一步包含含量至多约3.0重
\t量％的ZrO2。
13.一种适合用于成纤的玻璃组合物，其包含：
含量不小于0.05重量％的至少一种稀土氧化物；和其他组分总
计为0-11重量％，
其中Na2O+K2O+Li2O含量大于1重量％。
14.权利要求13的玻璃组合物，其中MgO以至多约9重量％的
量存在。
15.权利要求13的玻璃组合物，其中MgO含量为约6-约9重量...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洪，P·A·维斯特布鲁克，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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