一种纤维增强玻璃复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及玻璃材料制备技术领域，尤其涉及一种纤维增强玻璃复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.bi2o
3-b2o
3-sio2系玻璃粉体是无铅玻璃体系的研究热点，在电子封装、电子浆料等方面具有广阔的应用前景，目前，玻璃粉体的制备多采用熔融淬火法，但是采用该方法制备得到的玻璃粉体仍然存在保温性能差、抗压强度低等缺点。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供了一种抗压强度高、保温效果好的纤维增强玻璃复合材料，本发明还提供了该纤维增强玻璃复合材料的制备方法。
4.本发明提供一种纤维增强玻璃复合材料，由以下质量份的原料组成：45～75份五水合硝酸铋、25～40份硼酸、15～40份正硅酸乙酯、6～15份六水合硝酸锌、8～20份硝酸铝、12～25份粉煤灰、2～8份玻璃纤维。
5.进一步地，由以下质量份的原料组成：55份五水合硝酸铋、35份硼酸、25份正硅酸乙酯、12份六水合硝酸锌、15份硝酸铝、18份粉煤灰、6份玻璃纤维。
6.进一步地，由以下质量份的原料组成：60份五水合硝酸铋、36份硼酸、30份正硅酸乙酯、8份六水合硝酸锌、12份硝酸铝、15份粉煤灰、5份玻璃纤维。
7.本发明还提供了上述纤维增强玻璃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
8.s1，分别将五水合硝酸铋、硼酸、六水合硝酸锌、硝酸铝溶于去离子水中，得到硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液和硝酸铝溶液；将正硅酸乙酯溶于乙醇中，得到正硅酸乙酯溶液；
9.s2，将步骤s1得到的溶液混合，加入硝酸作为催化剂，恒温陈化，得到湿凝胶；
10.s3，向步骤s2得到的湿凝胶中加入粉煤灰和玻璃纤维，充分搅拌，然后依次进行低温热处理和高温热处理，球磨，即得到纤维增强玻璃复合材料。
11.进一步地，步骤s2中，恒温陈化的温度为55～65℃，时间为2.5～4h。
12.进一步地，步骤s3中，低温热处理的温度为360～450℃，时间为25～40min。
13.进一步地，步骤s3中，高温热处理的温度为500～530℃，时间为15～25min。
14.进一步地，所述玻璃纤维的长度为4.5mm或6mm。
15.本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的制备方法加入了玻璃纤维和粉煤灰，玻璃纤维和粉煤灰均匀分布于玻璃基体中，提高了抗压强度，提升了保温性能。
附图说明
16.图1是本发明一种纤维增强玻璃复合材料的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
17.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
18.本发明的实施例提供了一种纤维增强玻璃复合材料，由以下质量份的原料组成：45～75份五水合硝酸铋、25～40份硼酸、15～40份正硅酸乙酯、6～15份六水合硝酸锌、8～20份硝酸铝、12～25份粉煤灰、2～8份玻璃纤维；其中，粉煤灰的粒度小于20微米，玻璃纤维为短切玻璃纤维，其长度为4.5mm或6mm，其直径为16微米或40微米。
19.请参考图1，本发明的实施例还提供了上述纤维增强玻璃复合材料的制备方法，包括以下步骤：
20.步骤s1，按质量份计，分别将45～75份五水合硝酸铋、25～40份硼酸、6～15份六水合硝酸锌、8～20份硝酸铝溶于去离子水中，得到硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液和硝酸铝溶液；将15～40份正硅酸乙酯溶于乙醇中，得到正硅酸乙酯溶液；
21.步骤s2，将步骤s1得到的硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液、硝酸铝溶液、正硅酸乙酯溶液混合，加入硝酸作为催化剂，在55～65℃的条件下恒温陈化2.5～4h，得到湿凝胶；
22.步骤s3，按质量份计，向步骤s2得到的湿凝胶中加入12～25份粉煤灰和2～8份玻璃纤维，充分搅拌，然后在360～450℃的条件下低温热处理25～40min，之后在500～530℃的条件下高温热处理15～25min，热处理结束后进行机械球磨，即得到纤维增强玻璃复合材料。
23.下面结合实施例和对比例对本发明提供的纤维增强玻璃复合材料及其制备方法进行详细说明。
24.实施例1：
25.分别称取550g五水合硝酸铋、350g硼酸、120g六水合硝酸锌、150g硝酸铝溶于去离子水中，得到硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液和硝酸铝溶液；将250g正硅酸乙酯溶于乙醇中，得到正硅酸乙酯溶液；将硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液、硝酸铝溶液、正硅酸乙酯溶液混合，加入硝酸作为催化剂，充分搅拌混合均匀，将混合后的溶液置于60℃恒温水浴箱内陈化3h，得到湿凝胶；向湿凝胶中加入180g粉煤灰和60g长度为4.5mm的玻璃纤维，充分搅拌，然后置于马弗炉中在390℃的条件下低温热处理30min，之后在515℃的条件下高温热处理20min，热处理结束后出炉进行机械球磨，即得到纤维增强玻璃复合材料。
26.实施例1中，每10g为一份。
27.实施例1中制得的纤维增强玻璃复合材料的抗压强度为0.52mpa，导热系数为0.047w/(m
·
k)。
28.对比例1：
29.对比例1与实施例1的区别仅在于：制备过程中不加入粉煤灰和玻璃纤维；其余则与实施例1基本相同。
30.对比例1制得的玻璃材料的抗压强度为0.3mpa，导热系数为0.085w/(m
·
k)。
31.实施例2：
32.分别称取600g五水合硝酸铋、360g硼酸、80g六水合硝酸锌、120g硝酸铝溶于去离子水中，得到硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液和硝酸铝溶液；将300g正硅酸乙酯溶于乙醇中，得到正硅酸乙酯溶液；将硝酸铋溶液、硼酸溶液、硝酸锌溶液、硝酸铝溶液、正硅酸乙
酯溶液混合，加入硝酸作为催化剂，充分搅拌混合均匀，将混合后的溶液置于55℃恒温水浴箱内陈化4h，得到湿凝胶；向湿凝胶中加入150g粉煤灰和50g长度为6mm的玻璃纤维，充分搅拌，然后置于马弗炉中在410℃的条件下低温热处理30min，之后在520℃的条件下高温热处理20min，热处理结束后出炉进行机械球磨，即得到纤维增强玻璃复合材料。
33.实施例2中，每10g为一份。
34.实施例2中制得的纤维增强玻璃复合材料的抗压强度为0.56mpa，导热系数为0.042w/(m
·
k)。
35.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
36.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。