CN101646629B

CN101646629B - 玻璃组合物

Info

Publication number: CN101646629B
Application number: CN2008800104677A
Authority: CN
Inventors: 藤原浩辅; 小山昭浩
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-06-17
Also published as: EP2119680A4; JP5432711B2; US8338524B2; US20100029830A1; WO2008156090A1; CN101646629A; JPWO2008156090A1; EP2119680A1; EP2119680B1

Abstract

本发明公开了一种适宜用作玻璃填充剂与聚碳酸酯树脂混合的玻璃组合物。所述玻璃组合物含有，以质量％计：50≤SiO₂≤60，8≤Al₂O₃≤15，0≤MgO≤10，10≤CaO≤30，0≤Li₂O+Na₂O+K₂O＜2，和5＜TiO₂≤10，且基本不含B₂O₃，F，ZnO，SrO，BaO和ZrO₂。

Description

玻璃组合物

技术领域

本发明涉及玻璃组合物，且更具体地，涉及适合用作与聚碳酸酯树脂混合的玻璃填充剂的玻璃组合物。

背景技术

聚碳酸酯树脂是通过双酚A(2，2-二-(4-羟基苯酚))与二氯化碳或碳酸酯反应得到的聚碳酸酯。与其它树脂相比，聚碳酸酯树脂具有很高的机械强度、耐冲击性、耐热性和透明度。因此，聚碳酸酯树脂已作为工程塑料用于例如电气设备、汽车零件和建筑材料。

填充剂可与聚碳酸酯树脂混合以进一步改善聚碳酸酯树脂的机械强度或耐冲击性。通常，片状、纤维状、颗粒状、珠状等的玻璃填充剂用于加强热塑性塑料等。优选的玻璃组合物包括不含碱的硅酸盐玻璃，如E玻璃，含碱的硅酸盐玻璃，如C玻璃，以及通常的玻璃片。

然而，当使用这些玻璃组合物作为玻璃填充剂与聚碳酸酯树脂混合时，聚碳酸酯树脂的性能会受到不利影响。更具体地，当使用C玻璃组合物或玻璃片组合物时，在这些组合物中的碱性离子可能引起水解反应，使得聚碳酸酯树脂的分子量降低。而且，当使用E玻璃组合物时，聚碳酸酯树脂与玻璃填充剂之间的折射率的差异使光线在聚碳酸酯树脂和玻璃填充剂的界面散射。这样，会使聚碳酸酯树脂的透明度降低。

现今，适用于与聚碳酸酯树脂混合的玻璃填充剂已经变得实用。

日本专利申请公开号62-1338公开了由折射率与聚碳酸酯树脂接近的玻璃组成的玻璃纤维组合物，从而不会使聚碳酸酯树脂的透明度下降。

日本专利申请公开号5-155638公开了一种折射率为1.570～1.600并且颜色很淡的玻璃组合物。而且，该玻璃组合物不降低树脂的分子量。

WO2005/110695公开了能保持用纤维加强后模制品的透明度的玻璃纤维，该玻璃纤维还能将折射率提高至差不多与聚碳酸酯树脂相同的水平。还公开了使用这种玻璃纤维的玻璃纤维加强聚碳酸酯树脂模制品。

日本专利申请公开号2006-22235公开了一种聚碳酸酯树脂组合物，其具有超高的透明度和机械强度，并且包括折射率与聚碳酸酯树脂相近的玻璃填充剂。

日本专利申请公开号2006-22236公开了一种聚碳酸酯树脂组合物，其具有超高的透明度和机械强度，并且包括折射率与聚碳酸酯树脂相近的玻璃填充剂。

日本专利申请公开号2007-153729公开了一种聚碳酸酯树脂玻璃填充剂，其能保持用该玻璃填充剂加强后的模制品的透明度，并且能将折射率提高至与聚碳酸酯树脂相近的水平。还公开了使用该玻璃填充剂的聚碳酸酯树脂模制品。

日本专利申请公开号61-14152公开了玻璃纤维，其性质适合用作电气应用的加强材料。还公开了折射率为1.57的特有玻璃组合物。

专利文献1：日本专利申请公开号62-1338；

专利文献2：日本专利申请公开号5-155638；

专利文献3：WO2005/110695；

专利文献4：日本专利申请公开号2006-22235；

专利文献5：日本专利申请公开号2006-22236；

专利文献6：日本专利申请公开号2007-153729；

专利文献7：日本专利申请公开号61-14152。

发明内容

然而，现有技术有下述问题。

日本专利申请公开号62-1338公开的玻璃纤维组合物中，碱性成分的百分含量高。碱性成分会引起水解反应，其降低聚碳酸酯树脂的分子量。此外，氧化锆(ZrO₂)和氧化钡(BaO)是必需成分。该公开文本中的玻璃纤维组合物的多数例子含有氧化锌(ZnO)或氧化锶(SrO)。

在日本专利申请公开号5-155638中公开的玻璃组合物中，氧化锆(ZrO₂)是必需成分。在该公开文件中的各例子中的玻璃组合物包含氧化锌(ZnO)和/或氧化钡(BaO)。该公开文件提到玻璃组合物可含有作为任选组分的氟(F)。

在WO2005/110695公开的玻璃纤维中，三氧化二硼(B₂O₃)和/或二氧化钛(TiO₂)是必需成分。在该公开文件中，不含三氧化二硼(B₂O₃)的玻璃纤维的各例子肯定含有氧化锌(ZnO)和/或氧化钡(BaO)。

在日本专利申请公开号2006-22235中公开的玻璃纤维中，三氧化二硼(B₂O₃)或氧化锆(ZrO₂)是必需成分。

在日本专利申请公开号2006-22236，三氧化二硼(B₂O₃)或氧化锆(ZrO₂)是必需成分。

在日本专利申请公开号2007-153729，氧化锆(ZrO₂)是必需成分。

此外，B₂O₃，F和ZnO是高挥发性成分。这些成分会在玻璃熔融时挥发。因此，这些挥发成分会改变玻璃组分并妨碍玻璃组合物的质量控制。而且，B₂O₃和F会引起窑或炉壁的腐蚀，并缩短窑或炉的寿命。

虽然ZrO₂是提高玻璃化学稳定性和提高折射率的成分，但它使玻璃反玻璃化并因此常常妨碍玻璃填充剂的稳定制备。

SrO和BaO的原料通常是昂贵的，因此使玻璃的制造成本升高。此外，这些原料往往要求细心的处理。

日本专利申请61-14152公开的玻璃纤维不含B₂O₃或F，然而，玻璃纤维的折射率为1.57。因此，就保持聚碳酸酯树脂的透明度而言，该玻璃填充剂不一定具有令人满意的水平。

本发明的目的是便利地并廉价地提供一种玻璃组合物，其稳定性最适和作为与聚碳酸酯树脂混合的玻璃填充剂使用。

为实现上述目的，本发明提供了一种玻璃组合物，其特征是，以质量百分比表示，其含有：50≤SiO₂≤60，8≤Al₂O₃≤15，0≤MgO≤10，10≤CaO≤30，0≤Li₂O+Na₂O+K₂O＜2和5＜TiO₂≤10；并且，其特征在于所述玻璃组合物基本不含B₂O₃、F、ZnO、SrO、BaO和ZrO₂。

根据本发明的玻璃组合物不含高挥发性成分。这有利于控制玻璃组合物并得到稳定的质量。此外，反玻璃化温度低于工作温度。这有利于玻璃填充剂的形成。而且，玻璃组合物不含会引起窑或炉壁腐蚀并缩短窑或炉的寿命的成分，并且还不使用昂贵的原料。这降低了制造成本。

本发明的玻璃组合物与聚碳酸酯树脂的折射率差值小。此外，溶出的碱性成分的量小，且玻璃组合物具有优良的化学稳定性。因此，当作为填充剂与聚碳酸酯混合时，聚碳酸酯树脂的特性如机械强度和耐热性得以改善。还有，本发明的玻璃组合物与聚碳酸酯树脂的密度差值小。因此，玻璃组合物可作为填充剂均匀地分散在聚碳酸酯树脂中。

附图说明

图1(A)为示出了玻璃片的示意图，且图1(B)示出了如何得到玻璃片的平均粒径；

图2为示出玻璃片制备装置的示意图；

图3是用于短切线的绕线装置的示意图；以及

图4是短切线的制备装置的示意图。

具体实施方式

玻璃组合物

现详细描述玻璃组合物的组成。

(SiO₂)

二氧化硅(SiO₂)是形成玻璃骨架的主要成分。而且，二氧化硅是调节玻璃的反玻璃化温度和粘度并改善耐酸性的成分。只要SiO₂的含量等于或大于50％质量，反玻璃化温度可避免升高，并会容易制成无反玻璃化的玻璃。还有，玻璃的耐酸性可以提高。如果SiO₂的含量等于或小于60％质量，玻璃的熔点变低，并且变得容易均匀地熔融玻璃。

因此，SiO₂含量的下限优选为等于或大于50％质量。更优选地，SiO₂含量的下限优选为等于或大于52％质量，并且进一步优选为等于或大于54％质量。最好SiO₂含量的下限为大于55％质量。SiO₂含量的上限为等于或小于60％质量。SiO₂含量的上限更优选为于59％质量，并且进一步为等于或小于58％质量。SiO₂含量的范围选自这些上限和下限的任意组合。

(Al₂O₃)

氧化铝(Al₂O₃)是形成玻璃骨架的成分。而且，氧化铝是调节玻璃的反玻璃化温度和粘度的成分并提高其耐水性。另一方面，Al₂O₃是降低玻璃耐酸性的成分。只要Al₂O₃的含量等于或大于8％质量，有利于所述反玻璃化温度和粘度的调节以及耐水性的提高。如果Al₂O₃的含量等于或小于15％质量，玻璃的熔点变低，并且变得容易均匀地熔融玻璃。此外，玻璃的耐酸性得以提高。

因此，Al₂O₃含量的下限优选为等于或大于8％质量。更优选地，Al₂O₃含量的下限等于或大于9％质量，且进一步优选为等于或大于10％质量。优选地，Al₂O₃含量的上限为等于或小于15％质量。更优选地，Al₂O₃含量的上限为等于或小于14％质量，且进一步优选为小于13质量。Al₂O₃含量的范围选自这些上限和下限的任意组合。

(MgO，CaO)

氧化镁(MgO)是调节玻璃的反玻璃化温度和粘度的成分。玻璃组合物中可任选地含有MgO，但优选地其含量大于0％质量。更优选地，含量为等于或大于1％质量且最好含量为等于或大于2％质量。另一方面，优选地，MgO的上限为等于或小于10％质量。更优选地，上限为等于或小于8％质量，且进一步优选为等于或小于6％。最好其含量为等于或小于5％质量。只要MgO的含量等于或小于10％质量，可防止反玻璃化温度提高，且可以容易地制成无反玻璃化的玻璃。MgO含量的范围选自这些上限和下限的任意组合。

氧化钙(CaO)也是调节玻璃的反玻璃化温度和粘度的成分。只要CaO的含量等于或小于10％质量，就有利于调节所述反玻璃化温度和粘度。如果CaO的含量等于或小于30％质量，可防止反玻璃化温度提高，且可以容易地制成无反玻璃化的玻璃。

因此，优选地，CaO的下限为等于或大于10％质量。更优选地，所述下限为等于或大于15％质量，并进一步优选所述下限等于或大于18％质量。最好所述下限大于20％质量。优选地，CaO的上限为等于或小于30％质量。更优选地，所述上限等于或小于25％质量，并进一步优选为所述上限等于或小于24％质量。最好所述下限为等于或小于23％质量。CaO含量的范围选自这些上限和下限的任意组合。

(Li₂O、Na₂O、K₂O)

碱金属氧化物(Li₂O、Na₂O、K₂O)是调节玻璃的反玻璃化温度和粘度的成分，并可任选地包含在玻璃组合物中。更优选地，玻璃组合物中碱金属氧化物(Li₂O+Na₂O+K₂O)的总含量可大于0。

另一方面，优选地，(Li₂O+Na₂O+K₂O)的上限小于2％质量。更优选地，所述上限为等于或小于1.5％质量，并进一步优选为小于1.0％质量，并最好为等于或小于0.8％质量。如果(Li₂O+Na₂O+K₂O)小于2％质量，玻璃态转化温度会升高，且玻璃的耐热性得到改善。此外，相对反玻璃化温度，工作温度升高。这有利于制备无反玻璃化玻璃。而且，这样的玻璃抑制碱性离子的溶解。因此，即使作为填充剂混合时，该填充剂也不会降低聚碳酸酯树脂的分子量。

(Li₂O+Na₂O+K₂O)含量的范围选自这些上限和下限的任意组合。

(TiO₂)

二氧化钛(TiO₂)是调节玻璃折射率的成分。用包含预定量的TiO₂的玻璃作为填充剂保持聚碳酸酯树脂模制品的透明度。还有，TiO₂是提高玻璃的可熔性、化学稳定性和紫外线吸收性的成分。当TiO₂含量大于5％质量时，有利于调节折射率。当TiO₂的含量等于或小于10％质量时，可防止反玻璃化温度的升高，容易制成无反玻璃化的玻璃。

因此，TiO₂的下限优选为大于5％质量，且更优选为等于或大于6％质量。TiO₂的上限优选为等于或小于10％质量，更优选为等于或小于8％质量。TiO₂的范围选自这些上限和下限的组合。

(Fe)

当玻璃中存在铁(Fe)时，铁通常以Fe³⁺或Fe²⁺的状态存在。Fe³⁺是提高玻璃的紫外线吸收性的成分。Fe³⁺是提高玻璃的热射线吸收性的成分。即使在无意于含有铁时，来自其它工业原料的Fe会不可避免地与玻璃组合物混合。只要Fe含量少，可以避免玻璃显色。使用这样的玻璃作为填充剂避免聚碳酸酯树脂模制品的透明度下降。

因此，所述玻璃组合物中的Fe含量少一些较好。当转化成Fe₂O₃时，优选地，Fe含量等于或小于0.5％质量，更优选地，Fe含量等于或小于0.1％质量，且进一步优选玻璃组合物中基本上不含Fe。

(SO₃)

虽然三氧化硫(SO₃)不是必需成分，但它可用作精炼剂。当使用硫酸盐原料，玻璃组合物中的三氧化硫会有0.5％质量或少于该值。

(B₂O₃)

在本发明中，玻璃组合物基本上不含三氧化二硼(B₂O₃)。

(F)

在本发明中，玻璃组合物基本上不含氟(F)。

(ZnO)

在本发明中，玻璃组合物基本上不含氧化锌(ZnO)。

(SrO、BaO)

在本发明中，玻璃组合物基本上不含氧化锶(SrO)和氧化钡(BaO)。

(ZrO₂)

在本发明中，玻璃组合物基本上不含二氧化锆(ZrO₂)。

在本发明中，用语“基本上不含”某种物质，是指该物质无意于包含在玻璃组合物中，除非，例如其不可避免地从其它工业原料中混入。更具体地，这样的情况指该物质在玻璃组合物中的含量小于0.1％质量的状态。该含量优选小于0.05％质量，且更优选小于0.03％质量。

如上所述，在本发明的玻璃组合物中，必需成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO 和TiO₂。本发明的玻璃组合物可以仅由这些必需成分形成。除这些必需成分之外，如有需要，本发明的玻璃组合物可含有MgO、碱金属氧化物(Li₂O、Na₂O、K₂O)和SO₃。

玻璃组合物的物理性质

现将对根据本发明的玻璃组合物的物理性质作详细说明。

熔融性

当熔融后玻璃的粘度为1000dPa·s(1000泊)时的温度称作玻璃的工作温度，该温度是形成玻璃的最佳温度。当制备玻璃片和玻璃填充剂时，只要玻璃的工作温度为等于或大于1110℃，玻璃片厚度以及玻璃填充剂直径的变化会减低。而且，只要工作温度等于或小于1300℃，可以减少熔融玻璃所需燃料的成本。还有，玻璃制备装置可以受到较少的热侵蚀。这延长装置的寿命。

因此，所述工作温度的下限优选等于或大于1100℃，更优选为等于或大于1150℃。所述工作温度的上限优选等于或小于1260℃，更优选为等于或小于1250℃，且进一步优选为等于或小于1240℃。该上限最好等于或小于1230℃。所述工作温度的范围选自这些上限和下限的组合。

工作温度减去反玻璃化温度得到的温度差ΔT提高时，玻璃形成期间发生反玻璃化的可能性降低，可以以高收率制得均匀的玻璃。

因此，ΔT优选为等于或大于0℃，且更优选为等于或大于10℃。ΔT进一步优选为等于或大于20℃，ΔT最好等于或大于30℃。然而，ΔT优选小于80℃以有利于调节玻璃组合物。ΔT进一步优选等于或小于60℃。

反玻璃化是指从熔融玻璃的基材生成和生长的晶体变浑浊的情况。从这种熔融玻璃基材制备的玻璃可包含结晶团块。因此，这样的玻璃适合作为聚碳酸酯树脂的填充剂使用。

密度

当玻璃填充剂和聚碳酸酯树脂之间的密度差较小时，聚碳酸酯树脂中玻璃填充剂的反玻璃化得以改善。因此，只要玻璃组合物的密度等于或小于2.75g/cm³，玻璃填充剂可均匀地分散在聚碳酸酯树脂中。密度等于或小于2.70g/cm³更佳。

光学性质

如果玻璃填充剂和聚碳酸酯树脂具有相同的折射率，光线不会在玻璃填充剂和聚碳酸酯树脂的界面散射。这使聚碳酸酯树脂的透明度得以保持。因此，优选地，玻璃组合物的折射率与聚碳酸酯树脂的折射率相近。以氦d线(波长587.6nm)测得的聚碳酸酯树脂的折射率n_d通常为约1.585。因此，优选地，玻璃组合物的折射率为1.575至1.595。更优选地，折射率n_d为1.580至1.590，且进一步优选为1.582至1.588。最好折射率n_d为1.583至1.587。

玻璃组合物和聚碳酸酯树脂之间的折射率n_d的差值优选为等于或小于0.010，且更优选为等于或小于0.005。折射率n_d的差值进一步优选为等于或小于0.003，且最好为等于或小于0.002。

优选地，玻璃填充剂的折射率与聚碳酸酯树脂的折射率相近。以钠D线(波长589.3nm)测得的聚碳酸酯树脂的折射率n_D通常为1.585。优选地，玻璃填充剂的折射率n_D为1.575至1.595，更优选地为1.580至1.590，进一步优选地为1.582至1.588，且最好为1.583至1.587。

玻璃填充剂与聚碳酸酯树脂之间的折射率n_D的差值优选为等于或小于0.010，更优选为等于或小于0.005，进一步优选为等于或小于0.003，且最好为等于或小于0.002。

阿贝数是表示如玻璃之类的透明体色散测量结果。如果玻璃填充剂和聚碳酸酯树脂具有相近的阿贝数，聚碳酸酯树脂中不会发生显色，且可以保持透明度。因此，优选地，玻璃组合物的阿贝数与聚碳酸酯树脂的阿贝数相近。聚碳酸酯树脂的阿贝数v_d通常为30。因此，玻璃组合物的阿贝数v_d优选等于或小于60，且更优选为等于或小于57。玻璃组合物的阿贝数v_d进一步优选为等于或小于55。

化学稳定性

只要玻璃组合物处在根据本发明的玻璃组合物的范围内，就可以获得良好的化学稳定性，如耐酸性、耐水性和耐碱性优良的玻璃组合物。因此，从根据本发明的玻璃组合物形成的玻璃填充剂以期望的方式与聚碳酸酯树脂混合。

玻璃填充剂制备方法

根据本发明的玻璃组合物可形成玻璃片、短切线、研磨纤维、玻璃粉末和玻璃珠形式的填充剂。

图1为示出了玻璃片的示意图。玻璃片1是平均厚度t为0.1至15μm、纵横比(平均粒径a/平均厚度t)为2至1000的薄颗粒片(参见图1(A))。这里，平均粒径定义为平面图中玻璃片1的面积S的平方根(参见图1(B))。

例如，可使用图2所示的装置制备玻璃片。熔融的玻璃基材11(其在耐火炉盆12中熔融)用气体充气成气球形式，将其送入气嘴15，以形成中空玻璃膜16。中空玻璃膜16用压辊17压碎以形成玻璃片1。

短切线是纤维直径为1至50μm且纵横比(纤维长度/纤维直径)为2 至1000的玻璃纤维。

例如，可利用图3和图4所示的装置制备短切线。

将在耐火炉盆中熔融的玻璃基材汲出套管40，所述套管具有包括大量(例如2400根)喷嘴的底部，以形成大量玻璃丝41。将冷却剂鼓风到玻璃丝41上。然后，粘结剂施加器42将粘结剂(粘合剂)施加至所述玻璃丝。施加了粘合剂的大量玻璃丝41被粘结成例如三股线，每股线包含约800根玻璃丝。各线被缠绕到圆筒管48上，圆筒管装配于筒夹47同时由横向拨指46横向摇摆。然后，缠绕着线的圆筒管48从筒夹46移走，以得到线团(绕线体)51。

接下去，集束器52将线从放置在线轴架50上的线团51中拉出，并将线集束成线束。然后，喷洒装置53将水或处理液喷洒到线束上。接着，切割装置54切割线束以得到短切线55。

研磨纤维为具有如下尺寸的玻璃纤维，纤维直径为1～50μm且纵横比(纤维长度/纤维直径)为2～500。这样的研磨纤维可通过已知方法制备。

优选地，用作玻璃填充剂的玻璃粉末的平均粒径为1～500μm。玻璃粉末的平均粒径定义为与所述玻璃粉末粒子具有相同体积的球体的直径。这样的玻璃粉末可通过已知方法制备。

优选地，用作玻璃填充剂的玻璃珠的平均粒径为1～500μm。玻璃珠的平均粒径定义为与所述玻璃珠粒具有相同体积的球体的直径。这样的玻璃珠可通过已知方法制备。

聚碳酸酯树脂组合物

通过将由根据本发明的玻璃组合物形成的玻璃填充剂与聚碳酸酯树脂混合，得到具有良好性能的聚碳酸酯树脂组合物。由根据本发明的玻璃组合物形成的玻璃填充剂的折射率与聚碳酸酯树脂的差值较小。还有，从玻璃填充剂溶出的碱性成分的量较小，且该玻璃填充剂具有良好的化学稳定性。因此，得到的聚碳酸酯树脂组合物的透明度基本上与聚碳酸酯树脂相同，并且机械强度和耐热性优于聚碳酸酯树脂。

可通过已知的方法制备聚碳酸酯树脂组合物。更具体地，用混合机加热聚碳酸酯树脂使其进行与玻璃填充剂的熔融捏合。使用的聚碳酸酯树脂是本技术领域已知的。玻璃填充剂的形式不限于一种类型，可以是一种以上类型的混合物。只要玻璃填充剂由根据本发明的玻璃组合物形成，其与聚碳酸酯树脂的密度差较小。因此，玻璃填充剂可均匀地分散在聚碳酸酯树脂中。为提高聚碳酸酯树脂组合物的性能，可根据需要混合各种类型的偶联剂和添加剂。还有，熔融捏合的温度最好小于或等于聚碳酸酯树脂的耐热温度。

这样的聚碳酸酯树脂可成型为适用于电气设备、汽车零件、建筑材料等的模制品。成型可通过已知的方法进行，例如挤出成型、注射成型、压制成型、采用压延机工艺的薄片成型等。成型期间的加热温度最好小于或等于聚碳酸酯树脂的耐热温度。

现通过实施例和比较例更详细地说明本发明。

实施例1～9，比较例1～8

对常用的玻璃原料例如硅砂进行混合，用以制备各实施例和比较例的多批玻璃组合物。各批用电炉加热至1400℃～1600℃并熔融，然后保持在相同的状态约4小时直至组合物变均匀。然后，将熔融的玻璃倾注在钢板上，并在电炉中逐渐冷却至室温以得到玻璃样品。

对于以这种方式制成的玻璃，通过阿基米德法测定这些玻璃的密度。

此外，使用已知的推铂球法获得粘度与温度的关系。推铂球法是这样的方法：将铂球浸入熔融的玻璃中，将当匀速向上推铂球时的作用载荷(阻力)与作用在铂球上的重力或浮力之间的关系应用于斯托克斯定律，该法则指出了粘度和在流体中下落的细颗粒的下降速度之间的关系，以测得粘度。

将玻璃破碎成粒径为1.0～2.8mm的碎片，将碎片放置在铂皿上于温度梯度为900～1400℃的电炉中加热2小时，以从电炉的最高温度得到与结晶位置相一致的反玻璃化温度。预先测量并获得电炉中各位置的温度，将设置在预定位置的玻璃加热至该温度。

使用普氏(Pulfrich)折光仪获得玻璃组合物的折射率，其中得到d线(波长587.6nm)的折射率n_d，F线(波长486.1nm)的折射率n_F，和c线(波长656.3nm)的折射率n_c。对玻璃片实施浸液法以获得D线(波长589.3nm)的折射率n_D。

用式v_d＝(n_d-1)/(n_F-n_C)从玻璃组合物的折射率获得阿贝数。在该式中，nd是d线(波长587.6nm)折射率，n_F是F线(波长486.1nm)折射率，且n_c是c线(波长656.3nm)折射率。

测量结果示于表1至表4。表中所示各值表示玻璃组分的质量百分比。还有，如上所述，ΔT是通过工作温度减去反玻璃化温度测得的温差。

表1

表2

表3

表4

在实施例1～19中，玻璃组合物的密度为2.666～2.703g/cm³。该密度最适合使填充剂均匀地分散在聚碳酸酯树脂中。

在实施例1～19中，所述工作温度1210℃～1244℃。该温度最适合形成玻璃填充剂。

在实施例1～19中，ΔT(工作温度-反玻璃化温度)为0℃～70℃。这是在制备玻璃填充剂过程中玻璃不发生反玻璃化的温度差。

在实施例1～19中，玻璃组合物的折射率n_d为1.581～1.599。实施例19的玻璃组合物在本发明的范围内，但超出了权利要求2的的折射率范围。

在实施例1～19中，玻璃组合物的阿贝数v_d为50～56。

比较例1的玻璃组合物与日本专利申请公开号61-14152中描述的实施例中的玻璃组合物相同，且TiO₂的含量超出了本发明的范围。阿贝数v_d为58。因此，阿贝数v_d明显大于实施例1～19中的玻璃组合物的阿贝数。

在比较例2的玻璃组合物中，SiO₂的含量超出本发明的范围。玻璃组合物的密度为2.834g/cm³。因此，其密度明显大于实施例1～19中的密度。此外，玻璃组合物的ΔT为-89℃，因而小于实施例1～19中的玻璃组合物的ΔT。而且，该玻璃组合物的折射率n_d为1.623。因此与实施例1～19中的玻璃组合物相比，其与聚碳酸酯树脂的折射率n_d的差值明显较大。

在比较例3中的玻璃组合物中，SiO₂的含量超出本发明的范围。玻璃组合物的工作温度为1267℃。因此，该工作温度明显高于实施例1～19的玻璃组合物的工作温度。

在比较例4的玻璃组合物中，Al₂O₃的含量超出本发明的范围。这种玻璃组合物变得混浊，并不能得到均匀的玻璃。

在比较例5的玻璃组合物中，Al₂O₃的含量超出本发明的范围。该玻璃组合物的工作温度为1266℃。因此工作温度明显高于实施例1～19中玻璃组合物的工作温度。此外，玻璃组合物的ΔT为-30℃，因而小于实施例1～19中的玻璃组合物的ΔT。

在比较例6的玻璃组合物中，MgO和CaO的含量超出本发明的范围。玻璃组合物的工作温度为1258℃。因此工作温度明显高于实施例1～19中玻璃组合物的工作温度。此外，玻璃组合物的ΔT为-17℃，因而小于实施例1～19中玻璃组合物的ΔT。

在比较例7的玻璃组合物中，TiO₂的含量超出本发明的范围。此外，玻璃组合物的ΔT为-25℃，因而小于实施例1～19中玻璃组合物的ΔT。而且，玻璃组合物的折射率n_d为1.607。因此，与实施例1～19中的玻璃组合物比较，其与聚碳酸酯树脂的折射率n_d的差值明显较大。

如上所述，只要使用根据本发明的玻璃组合物，填充剂明显具有最适合与聚碳酸酯树脂混合的密度和折射率。此外，只要使用根据本发明的玻璃组合物，显然玻璃填充剂具有最适合成形的熔融特性。

实施例20～38

实施例1～19的玻璃组合物在电炉中再次熔融，然后冷却并形成为小球。然后将小球送入如图2所示的制备装置以制备实施例20～38的玻璃片，玻璃片的平均厚度为0.5～1um。测量玻璃片的折射率。测量结果示于表5。

将玻璃片与聚碳酸酯树脂混合以制备聚碳酸酯树脂组合物。

表5

	实施例 20	实施例 21	实施例 22	实施例 23	实施例 24	实施例 25	实施例 26	实施例 27	实施例 28
										折射率n_D	1.585	1.583	1.581	1.577	1.584	1.587	1.587	1.587	1.580

	实施例 29	实施例 30	实施例 31	实施例 32	实施例 33	实施例 34	实施例 35	实施例 36	实施例 37
										折射率n_D	1.583	1.583	1.582	1.590	1.579	1.575	1.585	1.584	1.593

	实施例 38
		折射率n_D	1.582

实施例39～57

将实施例1～19的玻璃组合物在电炉中重新熔融，然后冷却并形成为小球。然后将小球送入如图3和图4中的制备装置以制备实施例39～57的短切线，短切线的平均纤维直径为10～20μm，长度为3mm。

将所述短切线(玻璃填充剂)与聚碳酸酯树脂混合以制备聚碳酸酯树脂组合物。

Claims

1.一种用作与聚碳酸酯树脂混合的玻璃填充剂的玻璃组合物，以质量百分比表示，其包括：

50≤SiO₂≤60；

8≤Al₂O₃≤15；

1≤MgO≤10；

10≤CaO≤30；

0≤Li₂O+Na₂O+K₂O＜2；和

5＜TiO₂≤10；

其中，所述玻璃组合物的密度为2.666～2.75g/cm³，所述玻璃组合物的折射率n_d为1.575～1.595，且基本不含B₂O₃、F、ZnO、SrO、BaO和ZrO₂。

2.如权利要求1所述的玻璃组合物，其中所述玻璃组合物的阿贝数ν_d为等于或小于60。

3.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其中所述玻璃组合物的工作温度为等于或小于1300℃。

4.如权利要求1或2所述的玻璃组合物，其中所述玻璃组合物的温度差值ΔT等于或大于0℃，其通过从所述玻璃组合物的工作温度减去反玻璃化温度得到。

5.一种聚碳酸酯树脂组合物，包括：

聚碳酸酯树脂；和

玻璃填充剂；

其中所述玻璃填充剂包括如权利要求1～4中任一项所述的玻璃组合物；且

所述玻璃填充剂的形式至少为玻璃片、短切线、研磨纤维、玻璃粉末和玻璃珠中的一种。

6.一种聚碳酸酯树脂玻璃填充剂，其是这样制备的：将如权利要求1～4中任一项所述的玻璃组合物熔融，然后将所述玻璃组合物加工成具有在预定范围内的尺寸。