CN105923993A - 一种红外隔绝防紫外辐射的玻璃组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红外隔绝防紫外辐射的玻璃组合物,它是在普通钠-钙-硅玻璃基础上添加着色剂,着色剂配比是:总铁含量(Fe2O3)在0.3-0.9wt%之间,其中总铁中的亚铁含量(Fe2+)在24-36%之间,CuO含量在0.1-0.5wt%之间,CeO2含量在0.1-0.5wt%之间,TiO2含量在0.2-1.5wt%之间,MnO含量在0-0.02wt%之间。该种玻璃吸热性能优秀,玻璃在厚度4mm时,具有超过75%的可见光透过率,不超过24%的总红外线透过率,不超过15%的紫外线透过率,以及不超过42%的总太阳能透过率。该种玻璃既不妨碍人的视线,又具有良好的遮阳隔热及防紫外辐射的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种红外隔绝防紫外辐射的玻璃组合物,该种玻璃既不妨碍人的视线,又具有良好的遮阳隔热及防紫外辐射的效果,属于玻璃制备领域。
背景技术
太阳光由紫外线(200nm~380nm),可见光(380nm~760nm)和红外线(760nm~2500nm)组成。紫外线不仅对人体的皮肤、眼睛及免疫系统造成伤害,也会导致皮具、塑胶等物件的老化褪色,影响物品使用寿命。红外线是热量的主要来源,它极大地增加了室内空调的负荷,消耗大量的能量。因此,需要对红外线和紫外线进行阻隔,阻隔率越高越好,也就是透过率越低越好。
现有的技术中大都采用了高比例的总铁含量和/或高比例CeO2成分来制得紫外线红外线吸收玻璃。例如,中国专利201310109199.7公开了一种紫外线红外线吸收玻璃,其总铁含量为0.5-1.2wt%,FeO含量为0.08-0.3wt%,二价铁与三价铁质量比为0.2-0.45,CeO2含量为0.05-0.9wt%,该玻璃在5mm厚度时,具有70%以上的可见光透过率以及不足55%的总太阳能透过率。另外,中国专利CN1874967A公开了一种吸热防紫外辐射浮法绿玻璃,其成分中全部Fe2O3在0.3-0.5wt%之间,FeO在0.10-0.25wt%之间,CeO2在0.8-2.0wt%之间,该玻璃紫外透过率为9%或更小,550nm波长透过率为70%或更大,1100nm波长透过率为25%或更小。另外,中国专利CN1887755A公开了一种蓝绿色吸热组合物,该组合物中总铁含量达到0.95-1.35wt%之间,FeO含量在0.15-0.35wt%之间,该玻璃可见光透过率在57-66%之间,总太阳能透过率在27-37%之间。以上三种玻璃由于采用高比例总铁和/或高比例CeO2成分,一方面成本过高,另一方面也容易给玻璃带来表面条纹缺陷。
另外,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。该组合物通过控制铁(以Fe2O3表示)还原成FeO以及这两种氧化物的百分率使玻璃具有如下特性:高可见光透过率,低紫外线透过率,低红外能量透过率及低总太阳能透过率。该玻璃组合物可见光透过率达到70%以上,紫外辐射透过率小于38%,总太阳能透过率小于44.5%。此种玻璃一方面生产过程中很难控制FeO与Fe2O3的比率,另一方面由于不添加其他紫外吸收剂,紫外透过率偏高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红外隔绝防紫外辐射的玻璃组合物。该玻璃具既不妨碍人的视线,又具有良好的遮阳隔热及防紫外辐射的效果。
本发明以普通的钠钙硅系玻璃组成为基础,各成分重量百分比为:
SiO2:68-75wt%
CaO:6-14wt%
Na2O:9-17wt%
MgO:1-3wt%
Al2O3:0.5-3wt%
K2O:1-5wt%。
在上述普通钠钙硅玻璃中加入着色剂,着色剂配比为:
总铁(Fe2O3):0.3-0.9wt%,其中总铁中的亚铁含量(Fe2+)在20-32%之间,
CuO:0.1-0.5wt%,
CeO2:0.1-0.5wt%,
TiO2:0.2-1.5wt%,
MnO:0-0.02wt%。
此种玻璃吸热性能优秀,玻璃在厚度4mm时,具有超过75%的可见光透过率,不超过24%的总红外线透过率,不超过15%的紫外线透过率,以及42%以下的总太阳能透过率。
铁在玻璃中一般以氧化铁(Fe2O3)和氧化亚铁(FeO)两种形式存在,Fe2O3的作用是吸收紫外线并保证需要的色调,也是获得其它需要的光学性能所必需的。FeO的作用是吸收红外线降低太阳能透过率。如果总铁的含量少于0.5%,则上述各项性能降低。但是总铁的含量大于1.0%,则存在可见光透透率降低的问题。所以总铁含量控制在0.3-0.9wt%之间,其中总铁中的亚铁含量(Fe2+)含量在20-32%之间。
CuO吸收红外辐射,有助于降低总能量的透过率,尤其还不改变可见光透过率,但是铜易于迁移到玻璃表面,在玻璃表面因还原作用,玻璃变成褐色,为了避免褐色带状的还原铜出现在玻璃中,将CuO含量控制在0.5wt%以下。
众所周知,CeO2是良好的紫外线吸收剂,CeO2能够提高紫外线吸收性能而不减少可见光透过率,是非常有用的成分,但是其成本较高,因此制约了防紫外辐射玻璃的推广。本发明中采用TiO2取代部分CeO2,降低CeO2的掺入量,降低玻璃成本,同时又不影响紫外线的吸收。此外,保温时间对玻璃的防紫外线的能力有一定的影响,熔制时间越长,含有CeO2的玻璃屏蔽紫外线能力越差。因此,本发明选用保温时间1h。
MnO用于调节玻璃的色调,不是必须成分,可以少量添加。
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。
本发明通过石英砂、白云石、石灰石、长石、纯碱、芒硝引入以上各种成分,加入要求的总铁、CuO、CeO2、TiO2以及MnO,将基础配合料充分混合,在电炉中加热到1500℃进行熔融,保温1小时。将熔化的玻璃液浇铸到预热好的石墨板上,放入到550℃的保温炉中进行退火。再经粗磨、抛光得到4mm厚的玻璃。
实施例1
红外隔绝防紫外辐射玻璃组合物的主体部分按照以下配比配料:SiO2 72.45wt%、CaO 8.64wt%、Na2O 12.3wt%、MgO 2.2wt%、Al2O3 1.5wt%、K2O 1.5wt%,着色剂组成包括:总铁0.5wt%、CuO 0.1wt%、CeO2 0.3wt%、TiO2 0.5wt%、MnO 0.01wt%。该组合物制得的玻璃具有84.6%的可见光透过率,14.9%的紫外线透过率,23.8%的总红外线透过率以及41.2%的总太阳能透过率。
实施例2
红外隔绝防紫外辐射玻璃组合物的主体部分按照以下配比配料:SiO2 72.45wt%、CaO 8.64wt%、Na2O 12.3wt%、MgO 2.2wt%、Al2O3 1.5wt%、K2O 1.5wt%,着色剂组成包括:总铁0.6wt%、CuO 0.2wt%、CeO2 0.3wt%、TiO2 0.5wt%、MnO0.01wt%。该组合物制得的玻璃具有82.4%的可见光透过率,13.8%的紫外线透过率,22.6%的总红外线透过率以及40.6%的总太阳能透过率。
实施例3
红外隔绝防紫外辐射玻璃组合物的主体部分按照以下配比配料:SiO2 71.95wt%、CaO 8.64wt%、Na2O 12.3wt%、MgO 2.2wt%、Al2O3 1.5wt%、K2O 1.5wt%,着色剂组成包括:总铁0.6wt%、CuO 0.3wt%、CeO2 0.4wt%、TiO2 0.6wt%、MnO 0.01wt%。该组合物制得的玻璃具有78.6%的可见光透过率,12.8%的紫外线透过率,22.3%的总红外线透过率以及39.4%的总太阳能透过率。
实施例4
红外隔绝防紫外辐射玻璃组合物的主体部分按照以下配比配料:SiO2 71.25wt%、CaO 8.64wt%、Na2O 12.3wt%、MgO 2.2wt%、Al2O3 1.5wt%、K2O 1.5wt%,着色剂组成包括:总铁0.7wt%、CuO 0.4wt%、CeO2 0.5wt%、TiO2 0.8wt%、MnO 0.01wt%。该组合物制得的玻璃具有76.5%的可见光透过率,9.8%的紫外线透过率,20.8%的总红外线透过率以及38.1%的总太阳能透过率。
本发明的玻璃在4mm厚度下具有75%以上的可见光透过率,不超过15%的紫外线透过率,不超过24%的总的红外线透过率和不超过42%的总太阳能透过率。
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,紫外线透过率(TSuv)根据ISO9050-90(E)标准4在280-380nm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 (3)
1.一种红外隔绝防紫外辐射的玻璃组合物,包括玻璃主体组成部分和着色剂组成部分,玻璃主体组成部分包括:68-75wt%的SiO2、6-14wt%的CaO,9-17wt%的Na2O,1-3wt%的MgO,0.5-3wt%的Al2O3,1-5wt%的K2O;着色剂配比为:总铁含量(Fe2O3)在0.3-0.9wt%之间,其中总铁中的亚铁含量(Fe2+)在24-36%之间,CuO含量在0.1-0.5wt%之间,CeO2含量在0.1-0.5wt%之间,TiO2含量在0.2-1.5wt%之间,MnO含量在0-0.02wt%之间。
2.根据权利要求1所述的玻璃组合物,其特征在于:熔化过程中,保温时间为1h。
3.根据权利要求1-2所述的玻璃组合物,其特征在于:该玻璃在4mm厚度下具有超过75%的可见光透过率,不超过15%的紫外线透过率,不超过24%的总的红外线透过率和不超过42%的总太阳能透过率。
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