玻璃纤维的制造过程结合了高温熔制、拉丝、浸润剂涂覆、烘干退解及制品生产等多个环节,以下是详细介绍:
一、原料准备与配比
玻璃纤维的生产始于原料配比,主要采用石英砂、石灰石、白云石等天然矿石,配合纯碱、硼酸等化工原料,按特定比例混合。这些原料的选择和配比对玻璃纤维的性能有着至关重要的影响。
二、高温熔制
混合后的原料被投入高温熔窑中,在1500℃以上的高温下进行熔制。这个过程中,原料经过复杂的物理化学反应形成均质玻璃液。熔制过程需要准确控制温度曲线和停留时间,以确保排除气泡和条纹,获得高质量的玻璃液。
三、拉丝成型
熔制好的玻璃液通过铂铑合金漏板形成连续纤维。漏板上的微孔数量从200孔到4000孔不等,直接决定单丝直径和产量规模。在高速拉丝机的牵引下,熔融玻璃液被拉伸成直径5~24微米的连续纤维。这一过程需要准确控制拉丝速度和温度,以确保纤维的直径均匀一致。
四、浸润剂涂覆
在拉丝成型的同时,玻璃纤维表面会涂覆一层浸润剂。浸润剂是以有机物乳状液或溶液为主体的多相结构专用表面处理剂,其作用包括:
有效润滑玻璃纤维表面,减少纤维之间的摩擦和损伤。
将百根乃至数千根玻璃纤维单丝集成一束,便于后续加工和应用。
改善玻璃纤维的表面状态,提供进一步加工和应用所需特性。
使玻璃纤维获得与基材有良好相容性及界面化学吸附性能。
浸润剂的配方包含偶联剂、成膜剂、润滑剂、抗静电剂等主要组分,以及润湿剂、pH值调节剂、增塑剂、交联剂、防腐剂或杀菌剂、消泡剂、颜料等辅助组分。
五、烘干退解
涂覆浸润剂后的玻璃纤维原丝需要进行烘干退解处理。这一过程的主要目的是:
去除原丝丝饼内的水分,使其含水率达到规定的指标。
浸润剂中粘结剂经过加热熔融后,转为聚合、交联、成膜,使原丝性能得到改善。
烘干退解过程通常分为预热和烘干两个阶段。预热温度设定为105~120℃,预热时间1.5~3小时;烘干温度在120~135℃范围,烘干时间在8~18小时。
六、制品生产
经过烘干退解后的玻璃纤维原丝可以根据需要进行进一步加工,生产成各种玻璃纤维制品。这些制品包括络纱、短切、制毡等,广泛应用于建筑建材、电子电器、轨道交通、石油化工、汽车制造等多个领域。
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