CN104118988A

CN104118988A - 一种超白玻璃配方

Info

Publication number: CN104118988A
Application number: CN201410306233.4A
Authority: CN
Inventors: 肖耀锋; 吴文超; 张健
Original assignee: Irico Group Electronics Co Ltd
Current assignee: Irico Group Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2014-10-29

Abstract

本发明是一种超白玻璃配方，特别适用于生产光伏玻璃，其组成包括SiO₂，Na₂O，K₂O，A1₂0₃，CaO，MgO，Sb₂O₃，SO₃。配方中提供Sb₂O₃的原料为焦锑酸钠，提供SO₃的原料为无水芒硝。本发明提供了一种新的低成本、高效益的超白玻璃的配方，解决了现有技术中玻璃气泡欠点较多及光伏或其它超白玻璃在外界高温高湿环境下易析碱而使玻璃透过率降低的问题，提高了产品的质量。

Description

一种超白玻璃配方

技术领域

本发明属于玻璃组成配方技术领域，特别涉及一种超白玻璃配方。

背景技术

目前，我们国家现有的光伏玻璃配方中含有SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、Sb₂O₃、Fe₂O₃、SO₃等成分，但由于其中引入澄清剂主要为氧化锑等，生产成本高，澄清效果差，生产中存在产品气泡欠点多、生产质量不稳定的特点。同时目前光伏玻璃配方Al₂O₃、CaO、MgO、Na₂O成分不匹配，特别是Na₂O+K₂O含量高，造成玻璃在湿热环境下光伏玻璃透过率降低幅度较大的问题，光伏玻璃在高湿热环境下抗老化的能力低。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种超白玻璃配方，具有低密度、高透过率、化学稳定性高、耐候性强，有稳定化学组成的玻璃组合物的特点，同时降低了光伏玻璃生产成本，提高了光伏玻璃在高湿热环境下抗老化的能力，使光伏玻璃在外界长期暴露情况下透过率保持稳定，并实现在生产过程中玻璃气泡欠点处于一个较低水平。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种超白玻璃配方，其特征在于:包括71.00％～75.00％SiO₂，12.70％～13.70％Na₂O+K₂O，0.80％～1.50％A1₂O₃，8.00％～9.40％CaO，2.00％～4.20％MgO，Sb₂O₃为0.10～0.35％，SO₃为0.10％～0.60％，Fe₂O₃为0.01％。

所述配方在制备超白玻璃时，采用的澄清剂为焦锑酸钠和无水芒硝，所述焦锑酸钠提供配方中氧化物Sb₂O₃，所述无水芒硝提供配方中SO₃。

所述的玻璃按设计组成进行配料，配制了5副料，每副料重500g，将配制好的料放进铂坩埚中，在硅钼棒高温炉中熔制,1200℃保温1小时，1500℃保温3小时。制成玻璃片小样，观察玻璃片气泡情况，并对玻璃片进行理化分析。

本发明提供了一种新的低成本、高效益的超白玻璃的配方，解决了现有技术中玻璃气泡欠点较多及光伏或其它超白玻璃在外界高温高湿环境下易析碱而使玻璃透过率降低的问题，提高了产品的质量。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步详细说明。

一种超白玻璃配方，其特征在于玻璃组分包括71.00％～75.00％SiO₂，12.70％～13.70％Na₂O+K₂O，0.80％～1.50％A1₂O₃，8.00％～9.40％CaO，2.00％～4.20％MgO，Sb₂O₃为0.10～0.35％，SO₃为0.10％～0.60％，Fe₂O₃为0.01％。

所述的组成玻璃的各种氧化物的不同含量对玻璃性质的影响，玻璃按设计组成进行配料，配制了5副料，每副料重500g，将配制好的料放进铂坩埚中，在硅钼棒高温炉中熔制,1200℃保温1小时，1500℃保温3小时。制成玻璃片小样，观察玻璃片气泡情况，并对玻璃片进行理化分析。

玻璃具有2.49～2.52g/cm³的密度，0～300℃的平均线热膨胀系数87.0×10^-7/℃～91×10^-7/℃，玻璃软化点710℃～725℃，透过率≥91.60％，具有较高的化学稳定性。

SiO₂是主要的玻璃组分，根据无规则网络结构学说的观点，SiO₂是网络生成体氧化物，SiO₂可以降低玻璃的热膨胀系数和密度，增加玻璃的粘度。本发明中，SiO₂含量限定在71.00％～75.00％范围。SiO₂含量低于71.00％时会降低玻璃的耐酸性等化学稳定性，SiO₂含量大于75.00％时，玻璃的高温粘度增加，使玻璃难以熔制。

在玻璃中Al³⁺有两种配位状态，即位于四面体或八面体中。当玻璃中O不足时，Al的配位数为6，与O形成[AlO₆]八面体，作为网络外体；当玻璃中有多余的O时，A1的配位数为4，与O形成[AlO₄]四面体，进入玻璃网络，与硅氧四面体组成统一的网络，起到补网作用，增加玻璃稳定性。Al₂O₃能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，减轻玻璃对耐火材料的侵蚀。Al₂O₃可以提高玻璃的粘度。本发明中，A1₂O₃含量限定在0.80％～1.50％，Al₂O₃含量低于0.80％时，玻璃的化学稳定性将会降低，玻璃强度降低；A1₂O₃含量大于1.50％时，玻璃的高温粘度增大，硬度增大，使熔化温度升高。

Ca²⁺是典型的网络外离子，Ca²⁺有极化桥氧和减弱硅氧键的作用，能有效降低玻璃高温粘度。但Ca²⁺对结构有积聚作用，当玻璃中CaO含量过多，一般使玻璃的料性变短，脆性增大，同时使玻璃析晶倾向增大。故此本发明将CaO控制于8.00％～9.40％。

MgO在玻璃中属中间体氧化物，作用介于网络生成体和网络外体之间。由于在本发明玻璃中存在Al₂O₃，Al₂O₃争夺游离氧的能力大于MgO，故此发明中MgO为网络外体氧化物，在钠钙硅玻璃中常以MgO取代CaO以降低玻璃的析晶能力和调整玻璃的料性。本发明中将MgO控制于2.00％～4.20％，就是为了降低玻璃的析晶能力，同时调整料性以利于玻璃成型。

Na₂O、K₂O是玻璃网络外体氧化物，能够增加玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度。本发明将Na₂O+K₂O限定在12.70％～13.70％。如果Na₂O+K₂O的含量低于12.70％时，玻璃的软化温度将会升高，高温粘度增大，膨胀系数变小，玻璃的熔制温度升高，使玻璃难于熔化。如果Na₂O+K₂O的含量高于13.70％时，玻璃的软化温度将会很低，膨胀系数很高，高温粘度变小，成型工序将会因为来料太软而影响成型，产生辊印等缺陷。特别是当Na₂O+K₂O的含量高于13.70％时，玻璃的耐候性能将会降低，玻璃表面在外界高温高湿环境下将产生析碱，玻璃透过率将大幅降低，降低光伏电池的光电转化率，这样的光伏玻璃是不合格玻璃。

焦锑酸钠、无水芒硝为玻璃的澄清剂，焦锑酸钠为低温澄清剂，芒硝为高温澄清剂，焦锑酸钠价格昂贵，芒硝价格低廉，两者一并使用可实现复合澄清，达到澄清效果与成本较低的最佳效果。本发明将由焦锑酸钠引入的Sb₂O₃含量限定于0.10％～0.35％，低于0.10％，将无法实现低温澄清，玻璃的澄清效果变差，气泡缺陷的发生率升高；高于0.35％，将大幅增加成本，并由于锑的挥发在玻璃中容易产生锑酸盐结石。

本发明将SO₃含量限定于0.10％～0.60％范围内，低于0.10％，高温澄清效果变差，气泡缺陷的发生率升高；高于0.60％，由于芒硝分解温度高，将分解不足，产生过量“硝水”，对熔炉耐火材料侵蚀较大，并使产品中产生白色芒硝泡。

实施例1

一种超白玻璃配方，玻璃组成按照质量百分比为：按照质量百分比为：71.41％的SiO₂，13.60％的Na₂O+K₂O，1.50％的Al₂O₃，8.80％的CaO，4.20％的MgO，0.20％的Sb₂O₃，0.28％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

实施例2

一种超白玻璃配方，玻璃组成按照质量百分比为：73.61％的SiO₂，13.3％的Na₂O+K₂O，1.00％的Al₂O₃，9.40％的CaO，2.00％的MgO，0.25％的Sb₂O₃，0.43％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

实施例3

一种超白玻璃配方，玻璃组成按照质量百分比为：73.87％的SiO₂，12.80％的Na₂O+K₂O，0.80％的Al₂O₃，9.20％的CaO，2.50％的MgO，0.30％的Sb₂O₃，0.52％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

实施例4

一种超白玻璃配方，玻璃组成按照质量百分比为73.33％的SiO₂，13.00％的Na₂O+K₂O，1.20％的Al₂O₃，8.30％的CaO，3.60％的MgO，0.35％的Sb₂O₃，0.21％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

实施例5

一种超白玻璃配方，玻璃组成按照质量百分比为：74.97％的SiO₂，13.40％的Na₂O+K₂O，0.80％的Al₂O₃，8.20％的CaO，2.30％的MgO，0.10％的Sb₂O₃，0.22％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

这些实施实例反映了本发明中组成玻璃的各种氧化物的不同含量对玻璃性质的影响，同时这些实施实例也形成了本发明权力要求的依据。玻璃按设计组成进行配料，配制了5副料，每副料重500g，将配制好的料放进铂坩埚中，在硅钼棒高温炉中熔制,1200℃保温1小时，1500℃保温3小时。制成玻璃片小样，观察玻璃片气泡情况，并对玻璃片进行理化分析，

表1列出了5个实施例的氧化物组成(质量百分比)和玻璃的物理性质。玻璃的物理性质包括：

(1)密度(g/cm³)；

(2)0-300℃的线膨胀系数(×10^-7/℃)；

(3)软化点(℃)粘度为10^7.6泊时的温度；

(4)透过率T₅₄₆(％)；

(5)PCT加速老化实验(％)。

表1

透射比及PCT加速老化实验检验结果：

从以上看，PCT加速老化试验检验结果可以看出，此5个实施例样品在PCT试验(高温高湿环境下)前后，玻璃透射比没有下降，说明此配方玻璃抗老化能力较强。

本发明并不局限上述所列举的具体实施方式，本领域的技术人员根据本发明工作原理和上面给出的具体实施方式，可以做出各种等同的修改、等同的替换、部件增减和重新组合，从而构成更多新的实施方式。

Claims

1.一种超白玻璃配方，其特征在于玻璃组成包括71.00％～75.00％SiO₂，12.70％～13.70％Na₂O+K₂O，0.80％～1.50％A1₂0₃，8.00％～9.40％CaO，2.00％～4.20％MgO，Sb₂O₃为0.10～0.35％，SO₃为0.10％～0.60％，Fe₂O₃为0.01％，配方中提供Sb₂O₃的原料为焦锑酸钠，提供SO₃的原料为无水芒硝。以上组分为基本组成，未包含其他微量成分。

2.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的玻璃组成质量百分比为：71.41％的SiO₂，13.60％的Na₂O+K₂O，1.50％的Al₂O₃，8.80％的CaO，4.20％的MgO，0.20％的Sb₂O₃，0.28％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

3.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的玻璃组成质量百分比为：73.61％的SiO₂，13.30％的Na₂O+K₂O，1.00％的Al₂O₃，9.40％的CaO，2.00％的MgO，0.25％的Sb₂O₃，0.43％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

4.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的玻璃组成质量百分比为：73.87％的SiO₂，12.80％的Na₂O+K₂O，0.80％的Al₂O₃，9.20％的CaO，2.50％的MgO，0.30％的Sb₂O₃，0.52％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

5.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的玻璃组成质量百分比为：73.33％的SiO₂，13.00％的Na₂O+K₂O，1.20％的Al₂O₃，8.30％的CaO，3.60％的MgO，0.35％的Sb₂O₃，0.21％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

6.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的玻璃组成质量百分比为：74.97％的SiO₂，13.40％的Na₂O+K₂O，0.80％的Al₂O₃，8.20％的CaO，2.30％的MgO，0.10％的Sb₂O₃，0.22％的SO₃，0.01％的Fe₂O₃。

7.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的玻璃按设计组成进行配料，配制了5副料，每副料重500g，将配制好的料放进铂坩埚中，在硅钼棒高温炉中熔制,1200℃保温1小时，1500℃保温3小时。制成玻璃片小样，观察玻璃片气泡情况，并对玻璃片进行理化分析。

8.根据权利要求1所述的一种超白玻璃配方，其特征在于：所述的配方采用的澄清剂为焦锑酸钠和无水芒硝，所述焦锑酸钠提供配方中Sb₂O₃，所述无水芒硝提供配方中SO₃。