CN105924000A - 强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物,该玻璃组合物主体部分为普通硅酸盐玻璃组合物,着色剂部分包含:0.03‑0.3wt%的总铁(Fe2O3),0.05‑0.5wt%的CuO,1‑3wt%的NiO以及0‑30ppmCoO。在还原气氛下熔化,再经退火,成型,抛光研磨得到5mm厚的玻璃。该玻璃具有超过88%的可见光透过率,低于18%的总红外线透过率以及低于40%的总太阳能透过率。其主波长在496‑507nm范围之间,色纯度小于5%。

Description

强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物
技术领域
本发明涉及一种强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物,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,紫外线在太阳辐射的能量中所占比例较小,约为5%。紫外线正常情况下对人体是有害的,但是在特定情况下对人、动物、和植物的发育和生命产生有益的影响,成为生物的生命线。比如在医院、疗养院、幼儿园、托儿所、学校、花卉和农作物的温室以及人工孵化室和暖房天棚,玻璃窗需要透过280-320nm紫外线的玻璃,即有利于人类和动植物的生长和发育,又可起到杀菌、抗菌和防污染作用。波长在380-780nm之间的称为可见光,可见光所占能量的比例约为45%,但因为其需要为室内提供照明,因此需要尽量提高其透过率。波长在780-2500nm之间称为红外线,红外光所占的能量比例较大约为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。因此开发出一种强烈吸收红外线,但又不影响紫外线透过的玻璃组合物很有必要。
中国专利(200610085229.5)公开了一种蓝绿色吸热玻璃组合物。该玻璃组成成分包括(重量百分比计):68-77%的SiO2,7-17%的CaO,12-21%的Na2O,1-4%的MgO,0.2-21.5%的Al2O3,0.95-1.35%的总铁(Fe2O3),0.15-0.35%的FeO,6-20ppm的CoO,<15ppm的Cr2O3,0.05-0.4%的CuO,0.02-0.85%的ZnO。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。另外,美国专利(4792536)公开了一种透明的红外吸收玻璃。该玻璃以钠-钙-硅玻璃为基础,以总铁(Fe2O3)为添加剂。该玻璃具有超过65%的可见光透过率,低于15%的红外线透过率以及30%-45%的总太阳能透过率。上述两个专利通过加入铁来吸收红外线,因为FeO是良好的红外吸收剂,是吸热玻璃的必要成分,但是上述两个专利又加入了强烈吸收紫外线的原料Cr2O3,影响紫外线的透过。
本发明在配方中避免引入Cr2O3、V2O5、PbO、TiO2、CeO2和重金属硫化物等能强烈吸收紫外线的原料,加入总铁,CuO,NiO以及CoO。因为Fe2O3是良好的紫外线吸收剂从而需要控制总铁的添加量,并且通过加入适量的碳粉将Fe2O3还原成FeO以降低Fe2O3含量,从而保证紫外线的透过。本发明添加CuO和NiO来吸收红外线,从而降低总太阳能透过率,以弥补FeO量不足吸收红外线少的缺点,通过加入CoO进行调色。
发明内容
本发明的目的在于提供强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物,此种玻璃能强烈吸收红外线,隔绝热量。
本发明以普通的普通钠-钙-硅玻璃组成为基础,玻璃各成分重量百分比为:
本发明加入总铁(Fe2O3)、CuO、NiO为玻璃添加剂。该玻璃在5mm厚度下具有超过88%的可见光透过率,低于18%的总红外线透过率以及低于40%的总太阳能透过率,其主波长为496-507nm,色纯度小于5%。
铁在玻璃中一般以氧化铁(Fe2O3)和氧化亚铁(FeO)两种形式存在。FeO是良好的红外吸收剂,是吸热玻璃必不可少的组成成分,而Fe2O3却是良好的紫外吸收剂,为了防止Fe2O3含量过高强烈吸收紫外线,所以需要控制总铁(Fe2O3)的添加量在0.03-0.1%wt范围内。此外,本发明还通过加入碳粉进行还原,提高FeO的含量,降低Fe2O3的含量,从而达到保证紫外线透过和降低红外透过率的目的。
CuO和NiO吸收红外辐射,有助于降低总太阳能的透过率,以弥补FeO含量少吸收红外线不足的缺点。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,所以将CuO含量控制在0.5wt%以下。
具体实施方式
本发明将通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明,但是本发明不受限于以下实施例。
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(Fe2O3)、CuO、NiO,将基础配合料充分混合,在还原气氛下熔化保温2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5mm厚的玻璃。
实施例1
强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料:SiO2 74.42wt%、CaO8.2%、Na2O 12.6wt%、MgO 2.1wt%、Al2O3 1.0wt%,总铁(Fe2O3)0.07wt%、CuO 0.1wt%、NiO 1.5wt%,CoO 15ppm,碳粉0.15wt%。该玻璃组合物在5mm厚度下具有89.2%的可见光透过率,17.9%的总红外线透过率以及39.7%的总太阳能透过率。其主波长为497.68nm,色纯度4.86%。
实施例2
强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料:SiO2 73.72wt%、CaO8.2%、Na2O 12.6wt%、MgO 2.1wt%、Al2O3 1.0wt%,总铁(Fe2O3)0.07wt%、CuO 0.3wt%、NiO 2wt%,CoO 20ppm,碳粉0.15wt%。该玻璃组合物在5mm厚度下具有88.9%的可见光透过率,17.1%的总红外线透过率以及39.1%的总太阳能透过率。其主波长为503.64nm,色纯度为4.26%。
实施例3
强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料:SiO2 74.21%、CaO8.2%、Na2O 12.6wt%、MgO 2.1wt%、Al2O3 1.0wt%,总铁(Fe2O3)0.08wt%、CuO 0.3wt%、NiO 1.5wt%,CoO 25ppm,碳粉0.15wt%。该玻璃组合物在5mm厚度下具有87.5%的可见光透过率,16.9%的总红外线透过率以及38.5%的总太阳能透过率。其主波长为505.26nm,色纯度为3.56%。
实施例4
强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料:SiO2 73.70wt%、CaO8.2%、Na2O 12.6wt%、MgO 2.1wt%、Al2O3 1.0wt%,总铁(Fe2O3)0.09wt%、CuO 0.3wt%、NiO 2.0wt%,CoO 15ppm,碳粉0.15wt%。该玻璃组合物在5mm厚度下具有86.2%的可见光透过率,16.1%的总红外线透过率以及37.7%的总太阳能透过率。其主波长为506.88nm,色纯度为3.28%。
本发明的玻璃组合物在5mm厚度下具有超过88%的可见光透过率,低于18%的总红外线透过率以及低于40%的总太阳能透过率,其主波长为496-507nm,色纯度小于5%。该种玻璃既能透过紫外线,起到杀菌,防污染效果,同时又能吸收红外线,达到减少室内空调的负荷的效果。
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,主波长和色纯度采用10°视场,在CIE标准光源D65按照ASTME308-90中所说的方法测定。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.强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物,其玻璃成分包含,70-78wt%的SiO2,5-12wt%的CaO,6-15wt%的Na2O,1-3wt%的MgO,0-1.5wt%的Al2O3,0.03-0.1wt%的总铁(Fe2O3),0.05-0.5wt%的CuO,1-3wt%的NiO,0-30ppmCoO以及0.1-0.2wt%的碳粉。
2.根据权利要求1所述的玻璃组合物,其特征在于:该玻璃具有超过88%的可见光透过率,低于18%的总红外线透过率以及低于40%的总太阳能透过率。
3.根据权利要求1-2所述的玻璃组合物,其特征在于:所述玻璃的主波长为496-507nm,色纯度小于5%。
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