CN105923992A - 一种新型隔热玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型隔热玻璃及其制备方法，该玻璃以普通钠‑钙‑硅玻璃为基础，加入纳米WO3、纳米CuO、纳米TiO2作为添加剂。普通钠‑钙‑硅玻璃的组成包括：67‑78wt％的SiO2，8‑14wt％的CaO，9‑17wt％的Na2O，2‑5wt％的MgO，1‑4wt％的Al2O3，1‑5wt％的ZnO。制作方法为：先将普通玻璃原料混合均匀进行熔化，在熔化的原料中加入0.5‑2.5wt％的纳米WO3、0.1‑0.5wt％的纳米CuO以及0.1‑0.6wt％的纳米TiO2，将纳米添加剂与熔融的原料搅拌均匀，再将熔融的混合物放入还原气氛中退火，最后经成型，抛光研磨得到4mm厚的玻璃。该玻璃可屏蔽86％以上的红外线，总太阳能透过率低于38％，隔绝了太阳光中的大部分热量。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型隔热玻璃及其制备方法，属于光学玻璃制备领域。
背景技术
太阳光主要是波长在300-2500nm范围内的电磁波。其中波长在200-380nm之间的称为紫外线，其在太阳辐射的能量中所占比例较小，约为5％；波长在380-750nm之间的称为可见光，其在太阳辐射的能量中占比约为45％，但是因为可见光需要为室内提供照明，因此需要尽量提高其透过率；波长在750-2500nm之间的称为红外线，其在太阳辐射的能量中所占比例较大，约为50％，是造成室内温度升高的主要因素，因此是需要阻隔的主要部分。
为了使玻璃具有阻隔太阳光中紫外线和红外线的功能，人们发明了热反射玻璃，热反射贴膜，隔热涂料等，这些隔热玻璃工艺都是在普通玻璃的基础上增加工艺来实现的，这些工艺将带来设备投入、加工成本、人员成本等成本增加，因此，开发出强吸收红外线的隔热玻璃具有重要意义。
目前隔热玻璃主要依靠的增加玻璃的总铁含量，而达到引入较多的Fe2+离子的效果，Fe2+占总铁含量的比例均小于30％。这种技术由于大量氧化铁的引入，既降低了可见光透过率又影响了玻璃的美观，而在玻璃中加入适宜的纳米材料，不仅可以达到减少热传递效果，产生隔热、阻燃等效果，而且具有较高的可见光透过率。中国专利(93105012.X)公开了一种高可见光，低紫外光和低红外光透射率的绿色玻璃组合物，该玻璃通过控制铁(以Fe2O3表示)还原成FeO及这两种氧化物的百分率使玻璃具有高可见光，低紫外线和低红外线的透射率，此玻璃厚度约为3.7-4.8mm之间时，其可见光透射率大于约70％，紫外线辐射透射率小于约38％，总的太阳能透射率小于约44.5％该玻璃总的太阳能透过率偏高，隔热效果不佳。
另外，中国专利(200610046611.5)公开了一种防红外线光学玻璃的制作方法，该方法以普通光学玻璃为基础，以纳米TiO2为添加剂，该玻璃可阻断70％以上的红外线通过，同时不影响玻璃的强度、防紫外线和通光率。该发明在普通玻璃中加入纳米氧化物，达到了理想效果。
发明内容
本发明目的在于提供一种新型隔热玻璃及其制备方法，该玻璃能够强烈吸收红外线，同时又具有较好的可见光透过率。
本发明以普通的普通钠-钙-硅玻璃组成为基础，各成分重量百分比为：
SiO2：67-78％
CaO：8-14％
Na2O：9-17％
MgO：2-5％
Al2O3：1-4％
ZnO：1-5％
在此基础上添加0.5-2.5wt％的纳米WO3、0.1-0.5wt％的纳米CuO以及0.1-0.6wt％的纳米TiO2。其制备方法是：先将普通玻璃原料混合均匀进行熔化，在熔化的原料中加入0.5-2.5wt％的纳米WO3、0.1-0.5wt％的纳米CuO以及0.1-0.6wt％的纳米TiO2，将纳米添加剂与熔融的原料搅拌均匀，再将熔融的混合物放入退火炉中热处理，在退火炉中充入H2，使退火炉气氛为还原气氛，最后经成型，抛光研磨得到4mm厚的玻璃。该玻璃可屏蔽86％以上的红外线，总太阳能透过率低于38％，隔绝了太阳光中大部分热量。
纳米粒子具有许多物质所没有的独特性能，它能够有效的阻隔红外线，且具有高可见光透过性。纳米WO3属于一种多功能半导体材料，其本身不具有吸收近红外的特性，然而当通过还原气氛热处理后，使其具备等离子共振吸收的作用产生对红外光的吸收特性，对热量的有效阻隔起到了巨大作用。与普通的CuO相比，纳米CuO在磁性、光吸收、化学活性等方面表现出奇特的物理和化学性能，其具有在红外吸收峰明显宽化的特点。纳米TiO2具有良好的屏蔽紫外线性能，对长波紫外线和中波紫外线均有屏蔽作用，能透过可见光，且价格便宜。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，本发明将通过下面的实例进行更详细地阐述，但是本发明不局限于下面的实施例。
本发明目的在于提供一种新型隔热玻璃及其制备方法：基础的钠-钙-硅玻璃按如下配比配料(均为重量百分比wt％)：SiO2 70.2％，CaO 9.7％，Na2O 12.6％，MgO 3.5％，Al2O3 2.5％，ZnO 1.5％。
实施例1
一种新型隔热玻璃及其制备方法：1wt％的纳米WO3、0.3wt％的纳米CuO以及0.4wt％的纳米TiO2，制得4mm厚的玻璃，该玻璃总的红外线透过率为13.8％，总的太阳能透过率为37.4％以及可见光透过率为88.5％。
制备方法：先将普通玻璃原料进行熔化，在熔化的原料中加入上述要求的纳米添加剂，搅拌均匀，将熔融的混合物放入退火炉中退火，在退火炉中充入H2，使退火炉气氛为还原气氛，再经成型，抛光研磨得到4mm厚的玻璃。
实施例2
一种新型隔热玻璃及其制备方法：1.5％的纳米WO3、0.2wt％的纳米CuO以及0.4wt％的纳米TiO2，制得4mm厚的玻璃，该玻璃总的红外线透过率为13.2％，总的太阳能透过率为36.8％以及可见光透过率为86.4％。
制备方法如实施例1。
实施例3
一种新型隔热玻璃及其制备方法：1.5％的纳米WO3、0.4wt％的纳米CuO以及0.4wt％的纳米TiO2，制得4mm厚的玻璃，该玻璃总的红外线透过率为12.4％，总的太阳能透过率为35.6％以及可见光透过率为84.8％。
制备方法如实施例1。
实施例4
一种新型隔热玻璃及其制备方法：2wt％的纳米WO3、0.4wt％的纳米CuO以及0.2wt％的纳米TiO2，制得4mm厚的玻璃，该玻璃总的红外线透过率为11.2％，总的太阳能透过率为34.8％以及可见光透过率为82.6％。
制备方法如实施例1。
实施例5
一种新型隔热玻璃及其制备方法：2wt％的纳米WO3、0.2wt％的纳米CuO以及0.4wt％的纳米TiO2，制得4mm厚的玻璃，该玻璃总的红外线透过率12.2％，总的太阳能透过率为35.4％以及可见光透过率为83.6％。
制备方法如实施例1。
本发明的玻璃在4mm厚度下能屏蔽86％以上的红外线，总的太阳能透过率不超过38％，可见光透过率不低于82％，该玻璃不仅具有强吸收红外线，隔热效果，同时还具有高透可见光的特点。
本发明可见光透过率(Tv)采用CIE标准光源D65在380-780nm波长范围内测定，总红外线透过率(TSIR)是在波长800-2100nm范围内间隔50nm测定的，总的太阳能透过率(TSET)根据IS09050-90(E)标准表3在其规定的波长范围内测定并采用梯形积分计算而得。
Claims (4)
1.一种新型隔热玻璃：加入纳米WO3、纳米CuO、纳米Ti2O作为添加剂。普通钠-钙-硅玻璃的组成包括：67-78wt％的SiO2、8-14wt％的CaO，9-17wt％的Na2O，2-5wt％的MgO，1-4wt％的Al2O3，1-5wt％的ZnO。
2.根据权利要求1所述一种新型隔热玻璃，其特征在于：添加0.5-2.5wt％的纳米WO3、0.1-0.5wt％的纳米CuO以及0.1-0.6wt％的纳米TiO2。
3.根据权利要求1-2所述一种新型隔热玻璃，其特征在于：该玻璃能屏蔽86％以上的红外线，总太阳能透过率低于38％。
4.根据权利要求1-3所述一种新型隔热玻璃的制备方法，其特征在于：先将普通玻璃原料混合均匀进行熔化，在熔化的原料中加入纳米添加剂，将纳米添加剂与熔融的原料搅拌均匀，再将熔融的混合物放入退火炉中退火，在退火炉中充入H2，使退火炉气氛为还原气氛，最后经成型，抛光研磨得到4mm厚的玻璃。
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| CN107555806A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-01-09 | 成都新柯力化工科技有限公司 | 一种单层耐久性建筑保温隔热Low‑E玻璃及制备方法 |
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| CN103641309A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-03-19 | 何开生 | 吸收紫外线和红外线的玻璃组合物及其应用 |
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