高硅氧玻璃纤维生产关键技术课件

高硅氧玻璃纤维生产关键技术江苏省硅酸盐学会李斌2016.11.24高硅氧玻璃纤维生产关键技术江苏省硅酸盐学会1、高硅氧玻璃纤维原纱种类钠硅酸盐纤维两元系统，前苏联国家生产。俄玻纤玻钢联合体、白俄罗斯波络兹克联合体。

国内九鼎小规模生产。钠硼硅酸盐纤维三元系统，美、中、日等国生产。无碱纤维最常见，价格便宜，力学性能相对较差，硅含量难以进一步提高。1、高硅氧玻璃纤维原纱种类钠硅酸盐纤维2、高硅氧纤维制备的影响因素2.1酸处理的浓度、温度、时间

2、高硅氧纤维制备的影响因素2.1酸处理的浓度、温度、时间

高硅氧酸处理时，酸液的浓度和处理时间对反应不敏感，可以在一个相对较大范围内选择。反应集中在初期完成大部分的离子交换，剩余反应时间用来进一步提高硅含量和均匀性。温度是决定反应进程的最关键因素。2.2水洗过程

去除纤维表面残留吸附的酸；加快溶解置换析出到纤维表面的氧化物。高硅氧酸处理时，酸液的浓度和处理时间对反应不敏感，可2.3热定型处理

作用：去除结构水；气孔闭合，断键重补；部分杂质氧化物挥发烧蚀。随烧结温度升高，纤维的力学性能有所提高，进一步提高，强度下降。杂质的存在，纤维表面析晶，脆化，强度下降。2.3热定型处理高硅氧玻璃纤维生产关键技术课件烧结最佳温度：两元系统，500℃；三元系统，650℃；无碱，800℃。烧结最佳温度：3、高硅氧处理关键技术3.1纤维与酸液质量比与相对运动方式以三元钠硼硅酸盐为例。反应产物为硼酸（H3BO3）和硼砂（Na2B4O7·10H2O）。两者的溶解度有限，硼酸在常温下溶解度不到5g，100℃下为38g；硼砂在100℃下为52.5g。3、高硅氧处理关键技术3.1纤维与酸液质量比与相对运动方式需要重点考虑的是：酸液中的氢离子化学计量比能否完全置换反应；置换出的杂质生成物饱和，影响反应进程。酸与纤维相对运动较大，有利于离子交换。旋转式运动，转速不能过高，以防造成相对运动速度静止。旋转速度以10~20rpm为宜。需要重点考虑的是：3.2纤维的直径与分散性处理不同纤维单丝直径的纱。纤维直径小，比表面积大，置换反应面积大，有利于反应进行；缺点是吸附性能强，反应杂质不易排出到溶液中。纤维棉的处理，可以考虑预分散。3.2纤维的直径与分散性3.3控制反应速率酸与纤维接触初始阶段，反应大部分完成。反应过快，置换物无法迅速排出溶解到酸液中。3.3控制反应速率均匀反应有利于界面均匀性。以相对较低温度下酸纱接触为宜，一般在60~75℃。俄罗斯采用浓冷酸浸泡工艺。均匀反应有利于界面均匀性。3.4酸液的重复利用率酸液使用一次后，消耗一定氢离子，产生可溶性杂质，高温下可以溶解，低温下，尤其在水洗过程中会堵住网孔。需要计算处理多少质量纤维后，溶质饱和。为保持质量稳定性，每槽处理补充部分新酸。一来补充氢离子浓度，二来稀释杂质离子。3.4酸液的重复利用率3.5清洗过程直接使用冷水清洗，易发生反应物溶解度下降，生成物堵塞网络孔洞。第一次水洗用温水，利于反应物的清除，3.5清洗过程3.6捻度对酸沥滤反应和强度的影响

无论是制备纱线还是各种规格的布，捻度越大，其酸沥滤反应越困难，酸溶液较难渗透进入单纤维表面，需要相对较长的反应时间。

同时，反应过程缓慢又带来了反应较为均匀的好处，杂质离子分布相对均匀，强度较高。

下表为不同捻度的纱线在某处理工艺条件下，所获的产品的二氧化硅含量和强度。3.6捻度对酸沥滤反应和强度的影响捻度（捻/米）SiO2（%）强度（N/Tex）5597.440.148097.150.1315096.220.2020096.180.23捻度（捻/米）SiO2（%）强度（N/Tex）5597.443.7不同产品结构的工艺条件差异化连续纱线

连续纱线最为重要的是力学性能的稳定性和均匀性。杂质离子分布的均匀性比一味地提高二氧化硅含量更为重要。处理过程中需要保持纱、液相对运动，热处理要有一定的温度曲线，防止过度析晶。3.7不同产品结构的工艺条件差异化短切纤维

对强度指标要求不高，主要追求耐温性和梳理强度。

可以用连续纤维处理后短切，亦可以短切后处理。为防止处理过程中的成绒化，尽量减少相对运动。

短切纤维大都不需要热定型处理，但在作为填料，产品有较高尺寸要求时，必须进行热处理。短切纤维高硅氧布

按规格可以有网格布、平纹布、缎纹布，厚度不一。用量较大的使用无碱布进行处理而生产的“类高硅氧布”。

生产可连续式和间歇式，各有利弊。

连续式产品质量稳定，但产量较低，而且处理槽中出现断布难以处理。

间歇式产量高，利于规模化生产，但质量稳定性不易控制，尤其要注意悬挂处理放布时的褶皱部分，和整卷处理时内外层的均匀性。高硅氧布4、对我国高硅氧生产现状的几点思考4、对我国高硅氧生产现状的几点思考高端产品低端化！

品质决定生存，持续发展；

有义务引导用户正确使用。高端产品低端化！产品定义标准化

按标准正确定位产品，不要模糊概念。

高硅氧、类高硅氧、耐高温制品（温度值范围）。

产品定义标准化市场竞争有序化

产品差异化，协同作战，良性竞争，优质优价。

形成产业合力，竞争国际市场，提升自有知识产权产品结