CN101885581B - 一种防紫外线的硬料玻壳玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防紫外线的硬料玻壳玻璃，包括下列重量百分比的组分：SiO 2 76~77%、Al 2O 3 3~3.4%、B 2O 3 13.8~14.9%、R 2O 5.5~6%、Ti 2O 0.09%、CeO 2 0.07%、Fe 2O 3 ≤0.04%，其中，R为碱金属元素。本发明还公开了该玻璃的制备方法。本发明的玻璃除理化性能稳定，耐水、耐酸碱，耐热急变性能优良外，还能够有效拦截紫外线，适于室外及一些特殊环境的照明要求，满足目前电子工业的发展需求和人们对绿色环保、绿色照明的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明用硬料玻壳玻璃及其制备方法，尤其是一种适于室外环境并能够有效拦截紫外线的硬料玻壳玻璃及其制备方法。
背景技术
众所周知，硼硅酸盐玻璃化学性质稳定，耐水、耐酸碱性能优良，尤其具有良好的机械强度和耐热急变性能，被作为电光源用玻璃加工成各种规格的玻壳、玻管、玻棒等，作为照明光源外壳其优异的理化性能除起保护作用外，还可防止环境对灯的影响，同时该玻璃产品具有可见光高透过率，并且具有抗紫外和防暴晒性能，不含铅等有害元素，所以广泛用于环境温度为 -20℃～40℃的道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明等地方。也被国家轻工业局列为电光源硬料玻壳首选材料，并制定了DGW233型和DGW240型电光源玻璃主要技术数据QB/T 2451-99标准，但随着使用范围的推广，一些工矿企业或特殊环境对玻壳的耐酸碱性、耐热急变性都提出了更高的要求，同时随着人们环保意识的增强，大力提倡绿色照明，对玻壳截紫外线性能也提出了要求。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种能够有效截紫外线的硬料玻壳玻璃，本玻璃能够有效拦截紫外线，适于室外及一些特殊环境的照明要求，满足目前电子工业的发展需求和人们对绿色环保、绿色照明的需求。
本发明还提供了该硬料玻壳玻璃的制备方法。
本发明是通过以下措施实现的：
一种防紫外线的硬料玻壳玻璃，包括下列重量百分比的组分：
SiO2 76~77%
Al2O3 3~3.4%
B2O3 13.8~14.9%
R2O 5.5~6%
Ti2O 0.09%
CeO2 0.07%
Fe2O3 ≤0.04%
其中，R为碱金属元素。
上述硬料玻壳玻璃中， R2O优选为Na2O或/和K2O。
上述硬料玻壳玻璃的优选配方为（重量百分比）：
SiO2 76.5%
Al2O3 3.3%
B2O3 14.2%
Na2O 5.2%
K2O 0.6%
Ti2O 0.09%
CeO2 0.07%
Fe2O3 0.04%。
上述防紫外线的硬料玻壳玻璃是由下列重量比的原料经配制、熔制、成型而得：
石英砂：硼砂：硼酸：氢氧化铝：碳酸钾：食盐：氧化钛：氧化铈= 49～102：15.5～32.5：5～9.2：3.2～5.8：1～2：3.5～6.9：0.06～0.12：0.05～0.1。
上述制备方法中，原料的优选配比为（重量比）：石英砂：硼砂：硼酸：氢氧化铝：碳酸钾：食盐：氧化钛：氧化铈=50.5：16：5：3.2：1：3.5：0.06：0.05。
上述所得玻璃的理化特性为：热稳定性≥268℃，耐水性能为HGB1级，紫外光透过滤结果为灯壳颈部：波长315nm时为34.73%，灯壳泡部：波长315nm时为45.77% 。
本发明中SiO2来源于石英砂，Al2O3来源于氢氧化铝，B2O3来源于硼砂和/或硼酸，Na2O来源于硼砂，K2O来源于碳酸钾。这样可以降低成本，为了使制得的玻璃理化性能优越，各原料纯度要求尽量大。
因为氧化铈(Ce02)中的Ce4+能显著提高玻璃吸收紫外线的能力，并且可见区的透过滤很高，四价铈的紫外吸收带常进入可见光区，使玻璃产生淡黄色，另外，含氧化铈的玻璃还具有在强辐射线照射下不变色的性能。在硅酸盐玻璃中，部分二氧化钛（Ti02）以[Ti04]形式进入结构网络中，部分以八面体形式处于结构网外，Ti02可以提高玻璃的折射率和化学稳定性，增加玻璃吸收X-射线的能力，同时还具有强烈吸收紫外线的性能。紫外吸收带常进入可见区的紫兰色部分，使玻璃产生棕黄色。一般情况下，铈和钛在玻璃中常按一定比例配合使用，铈和钛一般会产生金黄色，但在不同基础玻璃成分下，变动铈和钛比例还可以呈其它不同的颜色。铈和钛是一种重要的混合着色物质，二者配合使用可以达到最佳的使用效果。
本发明精选了最佳组分配方及最简制备工艺，生产出的硼硅电光源玻璃各项指标均达到或超过了QB/T 2451-99标准，其中热稳定性≥268℃，耐水性能为HGB1级，紫外光透过滤结果为灯壳颈部：波长315nm时为34.73%，灯壳泡部：波长315nm时为45.77%，因此能有效拦截紫外线，减少紫外线对人体的伤害。同时，本发明具有良好的化学稳定性、耐热急变性、耐水性和耐酸碱性。所以它不但能完全满足道路、高速公路、工矿企业或特殊环境对玻壳的耐酸碱性、耐热急变性能要求苛刻的环境，而且也符合当前国际上提倡的“绿色照明”的理念，满足人们对照明质量、照明环境和减少污染的迫切要求。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步阐述，应该明白的是，下述说明仅是示例性的，并不对本发明进行阐述。
本发明中各原料成分尽量选择纯度高的，本实施例中选用的各原料的纯度、粒度、杂质含量如下：
石英砂：SiO2≥99.3%，Fe2O3≤0.02%；颗粒度全部通过40目，40~60目≤0.1% ，60~140目≥80.0% ，200目以下≤5.0%；水分≤0.5% ；
硼砂：Na2B4O7.5H2O≥99.0%（B2O3≥47.0% Na2O≥21.0%），Fe2O3≤0.005% ；
硼酸：H3BO3≥99.8%(B2O3≥56.21%)，Fe2O3≤0.01% ；
氢氧化铝：Al(OH)3≥96.4% (Al2O3≥63.0%)，Fe2O3≤0.01%；水分≤10.0%；
食盐：NaCl≥98.0%，Fe2O3≤0.05%；粒度20目以上≤5.0% ；
碳酸钾：K2CO3≥99.0%( k2O≥67.43％)，KCl≤0.1%，Fe2O3≤0.005%；
氧化钛：TiO2≥97.5%，Fe2O3≤0.01%；
氧化铈：CeO2≥99.0%，Fe2O3≤0.01%。
实施例1
所需原料为：石英砂49kg、硼砂15.5kg、硼酸6.6kg、 氢氧化铝3.3kg、食盐3.5kg、碳酸钾1kg、氧化钛0.06kg、氧化铈0.05kg。将上述原料混合均匀，再经熔制、成型等常规玻璃制备步骤得到下列组分的玻璃：
SiO2 76%、Al2O3 3.4%、B2O3 14.9%、Na2O 5.5%、Ti2O 0.09%、CeO2 0.07%、Fe2O3 0.04%。
本玻璃在280-320nm紫外透过率为30％～46％。
实施例2
所需原料为：石英砂102kg、硼砂32.5kg、硼酸9.2kg、 氢氧化铝5.8kg、食盐6.9kg、碳酸钾2kg、氧化钛0.12kg、氧化铈0.1kg。将上述原料混合均匀，再经熔制、成型等常规玻璃制备步骤得到下列组分的玻璃：
SiO2 77%、Al2O3 3%、B2O3 13.8%、Na2O 6%、Ti2O 0.09%、CeO2 0.07%、Fe2O3 0.04%。
本玻璃在280-320nm紫外透过率为30％～46％。
实施例3：
所需原料为：石英砂50.5kg、硼砂17.9kg、硼酸3.4kg、 氢氧化铝3.2kg、食盐3.5kg、氧化钛0.06kg、氧化铈0.05kg。将上述原料混合均匀，再经熔制、成型等常规玻璃制备步骤得到下列组分的玻璃：
SiO2 76.5%、Al2O3 3.3%、B2O3 14.2%、Na2O 5.8%、Ti2O 0.09%、CeO2 0.07%、Fe2O3 0.04%。
本玻璃在280-320nm紫外透过率为30％～46％。
实施例4：
所需原料为：石英砂50.5kg、硼砂16kg、硼酸5kg、 氢氧化铝3.2kg、食盐3.5kg、碳酸钾1kg、氧化钛0.06kg、氧化铈0.05kg。将上述原料混合均匀，再经熔制、成型等常规玻璃制备步骤得到下列组分的玻璃：
SiO2 76.5%、Al2O3 3.3%、B2O3 14.2%、Na2O 5.2%、K2O 0.6%、Ti2O 0.09%、CeO2 0.07%、Fe2O3 0.04%。
本玻璃在280-320nm紫外透过率为30％～46％。
Claims (2)
1.一种防紫外线的硬料玻壳玻璃，其特征是包括下列重量百分比的组分：
SiO2 76.5%
Al2O3 3.3%
B2O3 14.2%
Na2O 5.2%
K2O 0.6%
Ti2O 0.09%
CeO2 0.07%
Fe2O3 0.04%。
2.一种权利要求1所述的防紫外线的硬料玻壳玻璃的制备方法，其特征是由下列重量比的原料经配制、熔制、成型而得：
石英砂：硼砂：硼酸：氢氧化铝：碳酸钾：食盐：氧化钛：氧化铈=50.5：16：5：3.2：1：3.5：0.06：0.05。
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