CN101708955A - 吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃 - Google Patents
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Abstract
一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，是在干燥的石英砂和其他辅料中添加三氧化二铁和氧化铈，在高温熔融和低温退火的工艺条件下直接烧制而成。玻璃中的二价铁离子可以强烈吸收中远红外线，铈离子可以强烈吸收紫外线，对6mm厚的玻璃，可见光透过率70％以上，集中阳光44％热量的780nm-3000nm红外线透过率降低到1％以下，集中阳光14％热量的200nm-390nm紫外线透过率降低到0.01％以下，同时具有很低的光线反射率，本发明生产工艺简单，成本不到Low-E玻璃的三分之一，还彻底克服了Low-E玻璃的诸多不足，主要应用在建筑玻璃和汽车玻璃制品上，可以满足建筑玻璃和汽车玻璃节能减排的需求。
Description
技术领域
本发明属于玻璃生产领域，具体是涉及一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，主要应用在建筑玻璃和汽车玻璃制品上，可以满足建筑玻璃和汽车玻璃节能减排的需求。
背景技术
近几年来建筑玻璃流行Low-E玻璃，Low-E玻璃可大大降低因辐射而造成的室内热能向室外的传递，达到理想的节能效果；Low-E玻璃对太阳光有80％以上的可见光透射比，而反射比则很低，光学性能大为改观，从室外观看外观更透明、清晰。
Low-E玻璃也存在问题：1、必须对玻璃的二次加工，镀膜生产工艺很复杂，镀膜设备昂贵，能耗也很高，致使生产成本提高；2、镀膜层对中远红外线高反射，而不是吸收中远红外线，在夏天使得阳光中的热量大量积聚在室外，室外气温升高很多；3、为了保护镀膜层，Low-E玻璃需要使用橡胶条密封成中空结构，一方面增加了玻璃厚度，也增加了门窗钢材的消耗，另一方面随着时间推移橡胶条难免会早于镀膜老化甚至脱落，使得镀膜层失去保护，镀膜层暴露在空气中很快就会氧化和老化，致使Low-E玻璃失效。
专利检索发现，美国PPG工业俄亥俄公司申请了名称为“红外和紫外辐射吸收蓝色玻璃组合物”的专利(专利号：98810129.7)，中国上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司申请了名称为“强吸收紫外和红外的绿色玻璃”的专利(专利号：03117080.3)，前者专利产品用于建筑玻璃和汽车玻璃，后者用于汽车玻璃，这两种专利产品在节能环保方面的技术指标不够理想，780nm-3000nm红外线和200nm-390nm紫外线透过率透过率都较高。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，提供一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，由以下组分及其重量百分配比烧结而成：
石英砂 54-56％； 纯碱 21-22％； 长石粉 5-7％；
双飞粉 3-4％； 白云石 6-8％； 莹石 1-2％；
氧化锑 0.1-0.3％； 锌粉 1-3％； 氯化亚锡 1-3％；
氯化钠 0.1-0.3％； 三氧化二铁 1-3％； 氧化铈 0.4-0.8％。
其中，石英砂指含二氧化硅较多的河砂、海砂、风化砂等，石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2高达99％，石英砂的颜色为乳白色带红色或无色半透明状，主要用作玻璃工业和陶瓷工业的原料、冶金工业的助熔剂。
纯碱，Na2CO3，又称苏打(Soda)，无结晶水的工业名称为轻质碱，有一个结晶水的工业名称为重质碱。在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。
长石粉，即长石的粉末，英文名称为Feldspar powder，长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，其主要成分为SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO等，按照目数、白度及含铁量等参数的不同，分别用于制造陶瓷及搪瓷、玻璃原料、磨粒磨具等。
双飞粉，即重质碳酸钙，用机械方法(用雷蒙磨或其它高压磨)直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得，是生产无水氯化钙和玻璃等的原料、橡胶和油漆的白色填料，以及建筑材料等。
白云石是碳酸盐矿物，分别有铁白云石和锰白云石，它的晶体结构像方解石，常呈菱面体。白云石是组成白云岩和白云质灰岩的主要矿物成分。白云石可用于建材、陶瓷、玻璃和耐火材料、化工以及农业、环保、节能等领域。
萤石又称氟石，是一种常见的卤化物矿物，它是一种化合物，它的成分为氟化钙，是提取氟的重要矿物，萤石有很多种颜色，也可以是透明无色的，透明无色的萤石可以用来制作特殊的光学透镜。萤石还有很多用途，如作为炼钢、铝生产用的熔剂，用来制造乳白玻璃、搪瓷制品、高辛烷值燃油生产中的催化剂等等。
优选地，所述玻璃的组分及其重量百分配比为：
石英砂 54.4％； 纯碱 21.5％； 长石粉 5.9％；
双飞粉 3.4％； 白云石 6.8％； 莹石 1.2％；
氧化锑 0.2％； 锌粉 2％； 氯化亚锡 1.9％；
氯化钠 0.2％； 三氧化二铁 1.9％； 氧化铈 0.6％。
一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，烧制工艺中包括拌和原料的步骤、高温熔融原料的步骤、浮法成型的步骤、低温退火的步骤。
其中拌和原料的步骤为：先是将干燥的石英砂和其他辅料均匀拌和，然后添加三氧化二铁和氧化铈再均匀拌和。
高温熔融原料的步骤分三个阶段进行：a.1550℃-1600℃熔融保温2小时，b.1480℃-1530℃熔融保温2小时，c.1410℃-1460℃熔融保温1小时。
低温退火的步骤分四个阶段进行：a.400℃-450℃保温4小时，b.200℃-250℃保温2小时，c.300℃-350℃保温2小时，d.之后自然冷却。
本发明的有益效果是：
1、在一定的烧制条件下，各组分协同作用使得铁氧化物中有超过96％的三价铁被还原成二价铁，玻璃呈透明的浅蓝色，对6mm厚的玻璃可见光透过率70％以上。
2、玻璃中的二价铁离子可以强烈吸收中远红外线，铈离子可以强烈吸收紫外线，使得集中阳光44％热量的780nm-3000nm红外线透过率降低到1％以下，集中阳光14％热量的200nm-390nm紫外线透过率降低到0.01％以下，同时具有很低的光线反射率。
3、本发明合理选材直接烧制而成，生产工艺简单，成本不到Low-E玻璃的三分之一，还彻底克服了Low-E玻璃的诸多不足。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1本发明由以下组分及其重量百分配比烧结而成：
石英砂 55％； 纯碱 21％； 长石粉 6％；
双飞粉 3％； 白云石 6.5％；莹石 1％；
氧化锑 0.3％；锌粉 1％； 氯化亚锡 2.8％；
氯化钠 0.1％；三氧化二铁 2.9％；氧化铈 0.4％。
本发明烧制工艺中包括拌和原料的步骤、高温熔融原料的步骤、浮法成型的步骤、低温退火的步骤。
其中拌和原料的步骤为：先是将干燥的石英砂和其他辅料均匀拌和，然后添加三氧化二铁和氧化铈再均匀拌和。
高温熔融原料的步骤分三个阶段进行：a.1550℃-1600℃熔融保温2小时，b.1480℃-1530℃熔融保温2小时，c.1410℃-1460℃熔融保温1小时。
低温退火的步骤分四个阶段进行：a.400℃-450℃保温4小时，b.200℃-250℃保温2小时，c.300℃-350℃保温2小时，d.之后自然冷却。
实施例2本发明由以下组分及其重量百分配比烧结而成：
石英砂 54％； 纯碱 22％； 长石粉 5.2％；
碳酸钙 4％； 白云石 6％； 莹石 2％；
氧化锑 0.1％；锌粉 3％； 氯化亚锡 1.5％；
氯化钠 0.3％；三氧化二铁 1.1％；氧化铈 0.8％。
其余参考实施例1。
实施例3本发明由以下组分及其重量百分配比烧结而成：
石英砂 54.4％； 纯碱 21.5％；长石粉 5.9％；
碳酸钙 3.4％； 白云石 6.8％； 莹石 1.2％；
氧化锑 0.2％； 锌粉 2％； 氯化亚锡 1.9％；
氯化钠 0.2％； 三氧化二铁 1.9％； 氧化铈 0.6％。
其余参考实施例1。本发明优选实施例3。
对6mm厚的玻璃，本发明与美国PPG工业俄亥俄公司的“红外和紫外辐射吸收蓝色玻璃组合物”和上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司的“强吸收紫外和红外的绿色玻璃”相比较：
| 本发明 | 红外和紫外辐射吸收蓝色玻璃组合物 | 强吸收紫外和红外的绿色玻璃 | |
| 玻璃颜色 | 透明的浅蓝色 | 蓝色 | 深绿色 |
| 可见光透过率 | 80％ | 65％ | 55％ |
| 780nm-3000nm红外线透过率 | 0.8％ | 8％ | 25％ |
| 本发明 | 红外和紫外辐射吸收蓝色玻璃组合物 | 强吸收紫外和红外的绿色玻璃 | |
| 200nm-390nm紫外线透过率 | 0.008％ | 50％ | 15％ |
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，其特征在于所述玻璃由以下组分及其重量百分配比烧结而成：
石英砂 54-56％； 纯碱 21-22％； 长石粉 5-7％；
碳酸钙 3-4％； 白云石 6-8％； 莹石 1-2％；
氧化锑 0.1-0.3％； 锌粉 1-3％； 氯化亚锡 1-3％；
氯化钠 0.1-0.3％； 三氧化二铁 1-3％； 氧化铈 0.4-0.8％。
2.根据权利要求1所述吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，其特征在于所述玻璃的组分及其重量百分配比为：
石英砂 54.4％； 纯碱 21.5％； 长石粉 5.9％；
碳酸钙 3.4％； 白云石 6.8％； 莹石 1.2％；
氧化锑 0.2％； 锌粉 2％； 氯化亚锡 1.9％；
氯化钠 0.2％； 三氧化二铁 1.9％； 氧化铈 0.6％。
3.一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，烧制工艺中包括拌和原料的步骤、高温熔融原料的步骤、浮法成型的步骤、低温退火的步骤，其特征在于
所述拌和原料的步骤为：先是将干燥的石英砂和其他辅料均匀拌和，然后添加三氧化二铁和氧化铈再均匀拌和；
所述高温熔融原料的步骤分三个阶段进行：a.1550℃-1600℃熔融保温2小时，b.1480℃-1530℃熔融保温2小时，c.1410℃-1460℃熔融保温1小时；
所述低温退火的步骤分四个阶段进行：a.400℃-450℃保温4小时，b.200℃-250℃保温2小时，c.300℃-350℃保温2小时，d.之后自然冷却。
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