CN106698927B - 一种无铅透紫外线玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无铅透紫外线玻璃及其制备方法，按质量百分比，原料组分包括：SiO2 65～71％、Al2O3 0～3％、Na2O 5～10％、K2O 0～5％、Li2O 0～3％、碱土金属氧化物7～20％、B2O3 0～3％、NiO 0.1～3％、CoO 0.1～1％和Fe2O3 0.1～0.2％。制备：将原料混合，然后在1400～1480℃下熔化6～10h，利用垂直或水平拉管法即得。本发明能透过波长为320nm‑400nm的长波紫外线且能截止可见光透过；本发明与常规的透紫外线玻璃相比，具有紫外透过率高，含铅量低，具有制备工艺简单，成品率高，化学稳定性好，使用寿命长等优点。

Description

一种无铅透紫外线玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于透紫外线玻璃及其制备领域，特别涉及一种无铅透紫外线玻璃及其制备方法。
背景技术
紫外线正常情况对人体是有害的。但是在特定情况下，其有非常好的作用。如波长为365nm的长波紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线，因此在制作诱虫灯时需要高透过该波长的玻璃做灯管。而在矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所都需要利用紫外光线。可以看出这些场合不仅需要透过紫外线，而且需要完全截止可见光，这样在制作诱虫灯时昆虫就不会受到可见光的影响，而在矿石鉴定，验收等场所就不会影响人的观察。
目前常用的透紫外线玻璃主要为石英玻璃，该玻璃不仅可以透过长波紫外线，而且也能透过可见光，不符合其使用要求。
2002年专利申请号为02137047.8的专利表述的透过3650nm紫外线，而且透过率较低，而且对可见光没有表述，而专利申请号为200910232270.4的黑色透紫外线石英管，其透过率仅为63％，专利申请号为200810225058.0的产品主要用于显示器，其对可见光的透过率要求很高。
还有一种透紫外玻璃为含铅玻璃管。如2011年专利申请号为201110375231.7的一种高透长波紫外线玻璃及其制备方法的专利中，重点介绍了一种含铅7-11％的透紫外玻璃的制备方面。
随着环保要求的深入和透紫外玻璃的市场扩大，透紫外玻璃管的用量增大，对该产品的无铅化成为必须。本产品通过配方研制及其制备工艺的改进，实现了无铅透紫外玻璃的产业化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无铅透紫外线玻璃及其制备方法，本发明的玻璃不含氧化铅，能透过波长为320nm-400nm的长波紫外线，在365nm处的透过率达到85％，且能截止可见光透过，在波长为425nm-675nm区间的平均透过率小于0.1％。本发明能透过波长为320nm-400nm的长波紫外线且能截止可见光透过；本发明与常规的透紫外线玻璃相比，具有紫外透过率高，含铅量低，具有制备工艺简单，成品率高，化学稳定性好，使用寿命长等优点。
本发明的一种无铅透紫外线玻璃，按质量百分比，原料组分包括：SiO2 65～71％、Al2O3 0～3％、Na2O 5～10％、K2O 0～5％、Li2O 0～3％、碱土金属氧化物7～20％、B2O3 0～3％、NiO 0.1～3％、CoO 0.1～1％和Fe2O3 0.1～0.2％。
所述碱土金属氧化物为CaO、MgO、BaO和SrO。
按质量百分比，原料组分包括：SiO2 65～71％、Al2O3 0～3％、Na2O 5～10％、K2O 0～5％、Li2O 0～3％、MgO 0～3％、CaO 0～3％、SrO+BaO 7～13％、B2O3 0～3％、NiO 0.1～3％、CoO 0.1～1％和Fe2O3 0.1～0.2％。
所述按质量百分比，所述原料组分包括：SiO2 65％、Al2O3 1.8％、Na2O 10％、K2O1％、Li2O 0.7％、MgO 1％、CaO 3％、SrO+BaO 13.0％、B2O3 2.0％、NiO 1.8％、CoO 0.6％和Fe2O3 0.1％。
所述按质量百分比，所述原料组分包括：SiO2 70％、Al2O3 1.2％、Na2O 7％、K2O3.4％、Li2O 1.5％、MgO 0.5％、CaO 2.5％、SrO+BaO 11.2％、B2O3 0.8％、NiO 1.2％、CoO0.5％和Fe2O3 0.2％。
所述按质量百分比，所述原料组分包括：SiO2 68％、Al2O3 1.5％、Na2O9％、K2O3％、Li2O 1.5％、MgO 1％、CaO 2％、SrO+BaO 10.3％、B2O3 1.5％、NiO 1.5％、CoO 0.5％和Fe2O3 0.2％。
所述SrO、BaO的质量比关系为0.05-0.3:1。
本发明的一种无铅透紫外线玻璃的制备方法，包括：
按质量百分比，将原料混合，由于玻璃为紫黑色，透热性非常差，然后在1400～1480℃下熔化6～10h，利用垂直或水平拉管法制得无铅透紫外线玻璃。
所述熔化为采用电助熔窑炉或全电熔炉进行熔化。
所述无铅透紫外线玻璃的膨胀系数在85-105*10-6/℃，玻璃软化点在610～650℃。
本发明利用上述无铅的玻璃配方替代石英或者含铅玻璃，通过添加7～13％的SrO+BaO和0.1～3％的NiO和0.1～1％的CoO，实现了吸收98％以上的可见光，在波长为425nm-675nm区间的平均透过率小于0.1％；
本发明通过控制Fe2O3的含量在0.1～0.2％左右，实现了长波透过率最大达到85％；
本发明利用添加8～18％的碱金属氧化物和5～10％的碱土金属氧化物，实现了玻璃的熔制温度为1400～1480℃，而且其软化点为620±20℃，大大低于透紫外石英玻璃的熔制温度和软化点温度。
有益效果
(1)本发明能透过波长为320nm-400nm的长波紫外线，而且其在最大紫外线透过率达到85％；
(2)本发明能截止可见光透过，在波长为425nm-675nm区间的平均透过率小于0.1％，基本表现为深蓝黑色；
(3)本发明与常规的透紫外线石英玻璃相比，其熔化点低，制备工艺简单，成品率高。
附图说明
图1为无铅透紫外线玻璃的300-700nm区间的透过率曲线图；
图2为无铅透紫外线玻璃的350-400nm区间的透过率曲线图；
图3为无铅透紫外线玻璃的450-700nm区间的透过率曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
配方：
根据上述配方配制的玻璃配合料，采用电助熔窑炉或全电熔炉在1480℃下熔化10个小时，利用水平拉管技术制备了无铅透紫外线玻璃管，该玻璃管具有365nm紫外线透过率达到82.1％，可见光透过率低于0.8％，铅含量低于450ppm。该玻璃管的膨胀系数为91*10-6/℃，软化点温度为635℃。
实施例2
配方：
根据上述配方配制的玻璃配合料，采用电助熔窑炉或全电熔炉，利用底插电极技术在1440℃下熔化6个小时，利用垂直拉管技术制备了无铅透紫外线玻璃管，该玻璃管具有365nm紫外线透过率达到80.2％，可见光透过率低于1％，铅含量低于500ppm。该玻璃管的膨胀系数为98*10-6/℃，软化点温度为610℃。
实施例3
配方：
根据上述配方配制的玻璃配合料，采用电助熔窑炉或全电熔炉，利用底插电极技术在1460℃下熔化6个小时，利用垂直拉管技术制备了无铅透紫外线玻璃管，该玻璃管具有365nm紫外线透过率达到85.0％，可见光透过率低于0.8％，铅含量低于400ppm。该玻璃管的膨胀系数为95*10-6/℃，软化点温度为618℃。

Claims (7)

1.一种无铅透紫外线玻璃，其特征在于：按质量百分比，原料组分包括：SiO2 65～71％、Al2O3 1.2～3％、Na2O 5～10％、K2O 1～5％、Li2O 0.7～3％、MgO 1～3％、CaO 2～3％、SrO+BaO 7～13％、B2O3 0.8～3％、NiO 0.1～3％、CoO 0.1～1％和Fe2O3 0.1～0.2％。
2.根据权利要求1所述的一种无铅透紫外线玻璃，其特征在于：按质量百分比，所述原料组分包括：SiO2 65％、Al2O3 1.8％、Na2O 10％、K2O 1％、Li2O 0.7％、MgO 1％、CaO 3％、SrO+BaO 13.0％、B2O3 2.0％、NiO 1.8％、CoO 0.6％和Fe2O3 0.1％。
3.根据权利要1所述的一种无铅透紫外线玻璃，其特征在于：按质量百分比，所述原料组分包括：SiO2 68％、Al2O3 1.5％、Na2O9％、K2O 3％、Li2O 1.5％、MgO 1％、CaO 2％、SrO+BaO 10.3％、B2O3 1.5％、NiO 1.5％、CoO 0.5％和Fe2O3 0.2％。
4.根据权利要求1所述的一种无铅透紫外线玻璃，其特征在于：所述SrO、BaO的质量比关系为SrO/BaO＝0.05～0.3：1。
5.一种如权利要求1-4任一所述的无铅透紫外线玻璃的制备方法，包括：
按质量百分比，将原料混合，然后在1400～1480℃下熔化6～10h，利用垂直或水平拉管法制得无铅透紫外线玻璃。
6.根据权利要求5所述的一种无铅透紫外线玻璃的制备方法，其特征在于：所述熔化为采用电助熔窑炉或全电熔炉进行熔化。
7.根据权利要求6所述的一种无铅透紫外线玻璃的制备方法，其特征在于：所述无铅透紫外线玻璃的膨胀系数在85-105*10-6/℃，玻璃软化点在610～650℃。
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