本发明专利技术公开了一种耐侵蚀低介电玻璃纤维组合物及其制备方法，此种玻璃纤维具有较低的拉丝成型温度、液相线温度，易于澄清，主要的是具有更低的介电常数、可以广泛应用于印刷电路板领域。加入2.5％的ZrO2，无Li2O无TiO2无K2O、Na2O等碱金属氧化物，提高玻璃耐水性的同时保证了玻璃较低的介电常数。该玻璃纤维组合物以SiO2-B2O3-Al2O3系统为主，通过优化各组分以及各成分间的比例，使玻璃具有较低的澄清温度，及良好的介电性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种耐侵蚀低介电常数的玻璃纤维组合物，尤其涉及E玻璃纤维不能 满足要求的印刷电路板领域，其较低的介电常数及介电损耗在高密度化和信息高速处理化 的印刷电路板领域得到较为广泛的应用。
技术介绍
玻璃纤维由于具有耐高温、抗腐蚀、强度高、比重低、吸湿低、延伸小及绝缘好等一 系列优异特性，已广泛应用于电子、通讯、核能、航空、航天、兵器、舰艇及海洋开发、遗传工 程等高新科技产业，但由于E玻璃的介电常数较高，使用E玻璃拉制的玻璃纤维作增强材料 的印刷电路板不能满足当今高密度和信息高速处理化的要求。 国外为了提高印刷电路板的信号传递速度，满足大型电子计算机的高速运算需 要，研制成功多种低介电常数的玻璃纤维，其中D玻璃介电常数为3.8~4.2，Q(石英)玻璃的 介电常数为3.6~3.8,还有S及T玻璃，其介电常数为4.5~5.2。有利于制成小型化印刷电路 板。然而，这些产品都存在熔融性差，易产生脉纹和气泡，在纺丝工艺中，玻璃纤维断丝多等 问题，具有生产性和作业性差的缺点。另外，有些低介电玻璃耐水性很差，容易引起纤维与 树脂的剥离。
技术实现思路
本专利技术针对现有低介电玻璃粘度高、作业难度大等缺点，通过优化配方设计了一 种新的耐水性高且介电常数低的玻璃纤维组合物，该组合物可以在E玻璃纤维耐火材料池 窑内熔制，且玻璃具有较高的耐水性，较低的介电常数，此优化配方适当调整了玻璃的析晶 上限温度，不至于玻璃在窑炉内产生析晶，并适当降低了纤维成型温度，在印刷电路板领域 具有较高的使用价值。 -种耐侵蚀低介电玻璃纤维组合物，所述组合物的原料组分及重量配比为，石英 粉400-600份，硼酸300-400份，生石灰10-50份，氧化镁10-50份，氧化铝100-150份，萤石10-30份，锆英粉20-40份。 优选，所述组合物的原料组分及重量配比为，石英粉500-600份，硼酸300-350份， 生石灰10-40份，氧化镁20-50份，氧化铝120-150份，萤石10-20份，锆英粉30-40份。优选，所述组合物的原料组分及重量配比为，石英粉570份，硼酸330份，生石灰30 份，氧化镁40份，氧化铝140份，萤石20份，锆英粉30份。 优选，所述组合物的原料组分及重量配比为，石英粉400份，硼酸300份，生石灰10 份，氧化镁1 〇份，氧化铝1 〇〇份，萤石1 〇份，锆英粉20份。 优选，所述组合物的原料组分及重量配比为，石英粉600份，硼酸400份，生石灰50 份，氧化镁50份，氧化铝150份，萤石30份，锆英粉40份。 所述玻璃纤维组合物在1MHZ下的介电常数为4.28-5.05。 -种所述玻璃纤维组合物的制备方法，所述方法步骤如下： 步骤一、根据原料组份配比，准备所需原料，均匀混料； 步骤二、设置窑炉熔化以及漏板参数：窑炉熔化设定热点温度为1580-1620°c，澄 清通路空间温度为1370-1400°C，玻璃液经熔化、澄清后进入作业通路，作业通路温度设定 为1320-1350°C，漏板温度设定为1280-1340°C; 步骤三、将步骤一中的混料投入到窑炉中； 步骤四、拉丝工艺设置，纤维成型冷却系统水压、气压保持恒定，保证拉丝作业的 稳定性，水压为0.2 ± 0.04MPa，气压0.2 ± 0.04MPa，喷雾锥角全部打开，打开角度（70 土 10)。； 步骤五、调节集束系统、涂油系统和拉丝机转速； 步骤五、混料经窑炉熔化后进入拉丝系统，出料即得产品。 本专利技术提供了 一种耐侵蚀低介电玻璃纤维配方，以Si〇2-B2〇3_Al2〇3三兀系统为主， 其最大的特征是含有0-2.5%的2抑2，无1^20无1102无1( 20、似20等碱金属氧化物。1^20、1102、 Na 20、K20对于降低玻璃粘度以及帮助配合料熔化，加速玻璃澄清有很好的效果，但是Li20的 加入会使玻璃出现明显的分相，影响玻璃的性能，K20、Na20会增加玻璃的介电常数，Ti02除 了会增加玻璃的成本外，还会使玻璃着黄色，影响玻璃的使用领域，所以本专利技术中不含以上 四种元素。 在现有的技术以及专利技术专利中，配方中会适当加入Li20、Y2〇3、Ce02及少量的碱金 属氧化物，帮助玻璃澄清消泡，降低玻璃的纤维成型温度及失透温度。但是在玻璃中适当调 整Ca0、Mg0以及三种主成分的比例，也可以使玻璃易于纤维成型，易于生产。所以本组合物 中不加入价格高的原料，以免提高玻璃成本，也不加入对提高介电常数明显的碱金属氧化 物。 Si02本身就可以单独形成稳定的玻璃，在该玻璃系统中也是起主要骨架的作用， 它具有高的键强，在外电场的作用下不易极化，也不易产生电导和松弛等损失。Si0 2含量的 升高增强了其骨架作用，Si02含量的升高对降低介电常数有较明显的作用，但其含量的升 高使澄清温度有所升高，特别是Si0 2含量高于62.0%后，高温下的粘度急剧上升，同条件下 澄清困难，玻璃中气泡难以排除，生产作业较为困难，也影响玻璃的介电损耗。所以本专利技术 中最优的限定Si0 2的含量为56.75 % B2〇3本身是玻璃的网络形成体，能独立形成玻璃，在硅酸盐玻璃中硼原子能够部分 取代硅原子位置构成网络。硼原子半径小，在玻璃中B-0键能要略大于Si-o键能，因此在玻 璃中B2〇3-定程度的增加，能稳定玻璃的网络结构，限制氧原子的极化能力。因此，在该范围 内提高B2〇3含量，介电常数有所降低，且随B2〇3含量的升高介电常数呈下降趋势，B2〇3也是一 种良好的助熔剂，能有效降低玻璃的高温粘度，其含量的升高能使玻璃的熔制和澄清变的 容易，但是随着B2〇3含量的增加玻璃的失透温度范围明显增大，特别是当B2〇3含量超过22% 以后，玻璃在退火过程中会形成明显的条纹，影响玻璃的性能，并且原料中引入B2〇3元素的 硼酸在熔化过程中较容易挥发，会影响耐火材料或者是熔炉的寿命，在硼含量达到一定程 度后，随着含量升高介电常数降低的趋势变得较为缓慢。所以本专利技术中最优的设定B2〇3的含 量为17.5%。本专利技术专利中特定的Si02、B203组分使玻璃具有较低的介电常数，且粘度不至于太 高，利于生产作业。Al2〇3不能单独形成玻璃，但对玻璃的网络结构能产生重要的影响，从而改变玻璃 的性质，本专利技术中，Si02、B2〇3是降低介电常数、介电损耗的主要贡献者，但是随着以上两种 元素的增加，玻璃的分相非常严重，特别是B2〇3含量较高时，而Al2〇3则可以有效抑制玻璃的 分相，但是随着Al2〇3含量的升高，玻璃的粘度也随之增大，并且其对介电常数贡献不大，还 会引起介电损耗的增加，所以Al2〇3含量不宜大于20%。本专利技术配方中最优的限定其设当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐侵蚀低介电玻璃纤维组合物，其特征在于：所述组合物的原料组分及重量配比为，石英粉400‑600份，硼酸300‑400份，生石灰10‑50份，氧化镁10‑50份，氧化铝100‑150份，萤石10‑30份，锆英粉20‑40份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐志尧，李永艳，张德刚，寿业菲，王加芳，吴钦霞，柳丽娜，
申请(专利权)人：泰山玻璃纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。