CN106746639A - 一种纳米透明隔热玻璃及其制造工艺 - Google Patents

一种纳米透明隔热玻璃及其制造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纳米透明隔热玻璃及其制造方法，涉及玻璃制造技术领域。按重量份数计，主要由以下成分组成：二氧化硅50～60份、硅酸钠12～15份、硼砂7～13份、硅酸钙3～5份、氧化砷0.05～0.2份、氧化锌0.3～0.7份、碳酸镁1～3份、硫酸锆0.2～0.4份、氟化钙0.2～0.4份、钾长石0.5～1份、二乙基二氯硅烷0.3～0.5份、三氧化钨0.03～0.05份、氧化钴0.02～0.08份，所述成分还包括0.2～1份纳米钛酸锶、0.05～1份3,4二甲基吡唑磷酸盐和0.02～0.08份三氧化二钇。本发明提供的纳米透明隔热玻璃兼具较好的隔热能力和较高透光率。

Description

一种纳米透明隔热玻璃及其制造工艺
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，具体地说是涉及一种纳米透明隔热玻璃及其制造工艺。
背景技术
玻璃是由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的（主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英）。在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化致使其结晶的硅酸盐类非金属材料。普通玻璃的主要成分是二氧化硅，它具有很高的化学稳定性、热稳定性和很好的透明度，因此被广泛应用于建筑物，用来隔风透光。
隔热玻璃是一种性能玻璃，它们不显著的吸收可见光线，而是吸收大量产生热量的近红外光线。如果玻璃不能有效阻挡室外太阳光的热量进入室内，受热后的玻璃热辐射就会使空间内温度升高，从而降低舒适度。隔热玻璃易因吸收阳光中的短波辐射，使可见光的透过率降低，从而影响玻璃的透光性。
目前人们广泛使用的隔热玻璃一般为镀膜隔热玻璃，但是隔除热量的能力和高透光率不能有效兼顾。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种纳米透明隔热玻璃及其制造工艺，以提供一种兼具较好的隔热能力和较高透光率的隔热玻璃。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种纳米透明隔热玻璃，按重量份数计，主要由以下成分组成：二氧化硅50～60份、硅酸钠12～15份、硼砂7～13份、硅酸钙3～5份、氧化砷0.05～0.2份、氧化锌0.3～0.7份、碳酸镁1～3份、硫酸锆0.2～0.4份、氟化钙0.2～0.4份、钾长石0.5～1份、二乙基二氯硅烷0.3～0.5份、三氧化钨0.03～0.05份、氧化钴0.02～0.08份。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述成分还包括0.2～1份纳米钛酸锶，0.5-1.5份纳米氧化锡锑；纳米钛酸锶在紫外光区能吸收一部分光，在可见光的透过性良好，在红外光区基本不透，对太阳的热辐射有很好的吸收作用，纳米氧化锡锑的加入，使玻璃的隔热效果更好。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述成分还包括0.05～1份3,4二甲基吡唑磷酸盐和0.02～0.08份三氧化二钇；3,4二甲基吡唑磷酸盐的加入会使玻璃的透过率更高，但稳定性稍差，加入少量三氧化二钇可增加其稳定性。
本发明还提供了一种纳米透明隔热玻璃的制造工艺，包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅、硅酸钠、硼砂、硅酸钙、氧化砷、氧化锌加入反应器中，以100～160r/min的转速搅拌混合均匀，研磨5～10min，再加入碳酸镁、硫酸锆、氟化钙、钾长石、二乙基二氯硅烷、三氧化钨，以120～140r/min的转速搅拌混合均匀，研磨8～12min，最后加入氧化钴、纳米钛酸锶、3,4二甲基吡唑磷酸盐和三氧化二钇，以100～150r/min的转速搅拌混合均匀，研磨4～8min；
（2）将研磨后的混合物加入坩埚中，在800℃保温1～3h,升温至1320～1380℃,保温2～3h,进行充分溶制澄清，得玻璃液；
（3）将玻璃液倒入预热好的石墨模型中成型；
（4）成型后将玻璃放入300～500℃的玻璃盐浴溶液中,浸泡2～3h;
（5）浸泡后的玻璃放入已经预热至1000～1100℃的马弗炉中退火2～3h,冷却至室温，即得纳米透明隔热玻璃。
优选地，在本发明的较佳实施例中，所述盐浴溶液为硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的混合物，所述硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的重量百分比为5～65:1～10:0.5～14:0.5～10。
本发明的有益效果：本发明提供了一种兼具较好的隔热能力和较高透光率的纳米透明隔热玻璃。纳米钛酸锶在紫外光区能吸收一部分光，在可见光的透过性良好，在红外光区基本不透，对太阳的热辐射有很好的吸收作用，纳米氧化锡锑的加入，使玻璃的隔热效果更好。3,4二甲基吡唑磷酸盐的加入会使玻璃的透过率更高，但稳定性稍差，加入少量三氧化二钇可增加其稳定性。通过盐浴步骤再进行退火钢化处理，使制得的隔热玻璃具有更好的表面应力，能更广泛地应用于各个领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1：
一种纳米透明隔热玻璃，按重量份数计，主要由以下成分组成：二氧化硅50份、硅酸钠12份、硼砂7份、硅酸钙3份、氧化砷0.05份、氧化锌0.3份、碳酸镁1份、硫酸锆0.2份、氟化钙0.2份、钾长石0.5份、二乙基二氯硅烷0.3份、三氧化钨0.03份、氧化钴0.02份。
成分还包括0.2份纳米钛酸锶，0.5份纳米氧化锡锑；。
成分还包括0.05份3,4二甲基吡唑磷酸盐和0.02份三氧化二钇。
本实施例还提供了一种纳米透明隔热玻璃的制造工艺，包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅、硅酸钠、硼砂、硅酸钙、氧化砷、氧化锌加入反应器中，以100r/min的转速搅拌混合均匀，研磨10min，再加入碳酸镁、硫酸锆、氟化钙、钾长石、二乙基二氯硅烷、三氧化钨，以120r/min的转速搅拌混合均匀，研磨12min，最后加入氧化钴、纳米钛酸锶、3,4二甲基吡唑磷酸盐和三氧化二钇，以100r/min的转速搅拌混合均匀，研磨8min；
（2）将研磨后的混合物加入坩埚中，在800℃保温1h,升温至1320℃,保温2h,进行充分溶制澄清，得玻璃液；
（3）将玻璃液倒入预热好的石墨模型中成型；
（4）配制盐浴溶液：将硝酸钾溶液升温至300℃，维持温度，将氯化钾、三氧化二铝及硅藻土加入并搅拌均匀，硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的重量百分比为5:1:0.5:0.5。
（5）将成型后玻璃放入300℃的玻璃盐浴溶液中,浸泡2h;
（6）浸泡后的玻璃放入已经预热至1000℃的马弗炉中退火2h,冷却至室温，即得纳米透明隔热玻璃。
实施例2：
一种纳米透明隔热玻璃，按重量份数计，主要由以下成分组成：二氧化硅60份、硅酸钠15份、硼砂13份、硅酸钙5份、氧化砷0.2份、氧化锌0.7份、碳酸镁3份、硫酸锆0.4份、氟化钙0.4份、钾长石1份、二乙基二氯硅烷0.5份、三氧化钨0.05份、氧化钴0.08份。
成分还包括0.6份纳米钛酸锶，1份纳米氧化锡锑；。
成分还包括1份3,4二甲基吡唑磷酸盐和0.08份三氧化二钇。
本实施例还提供了一种纳米透明隔热玻璃的制造工艺，包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅、硅酸钠、硼砂、硅酸钙、氧化砷、氧化锌加入反应器中，以160r/min的转速搅拌混合均匀，研磨5min，再加入碳酸镁、硫酸锆、氟化钙、钾长石、二乙基二氯硅烷、三氧化钨，以140r/min的转速搅拌混合均匀，研磨8min，最后加入氧化钴、纳米钛酸锶、3,4二甲基吡唑磷酸盐和三氧化二钇，以150r/min的转速搅拌混合均匀，研磨4min；
（2）将研磨后的混合物加入坩埚中，在800℃保温3h,升温至1380℃,保温3h,进行充分溶制澄清，得玻璃液；
（3）将玻璃液倒入预热好的石墨模型中成型；
（4）配制盐浴溶液：将硝酸钾溶液升温至500℃，维持温度，将氯化钾、三氧化二铝及硅藻土加入并搅拌均匀，硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的重量百分比为65:10:14:10。
（5）将成型后玻璃放入500℃的玻璃盐浴溶液中,浸泡3h;
（6）浸泡后的玻璃放入已经预热至1100℃的马弗炉中退火3h,冷却至室温，即得纳米透明隔热玻璃。
实施例3：
一种纳米透明隔热玻璃，按重量份数计，主要由以下成分组成：二氧化硅55份、硅酸钠13份、硼砂10份、硅酸钙4份、氧化砷0.12份、氧化锌0.5份、碳酸镁5份、硫酸锆0.3份、氟化钙0.3份、钾长石0.7份、二乙基二氯硅烷0.4份、三氧化钨0.04份、氧化钴0.05份。
成分还包括1份纳米钛酸锶，1.5份纳米氧化锡锑；
成分还包括0.52份3,4二甲基吡唑磷酸盐和0.05份三氧化二钇。
本实施例还提供了一种纳米透明隔热玻璃的制造工艺，包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅、硅酸钠、硼砂、硅酸钙、氧化砷、氧化锌加入反应器中，以130r/min的转速搅拌混合均匀，研磨8min，再加入碳酸镁、硫酸锆、氟化钙、钾长石、二乙基二氯硅烷、三氧化钨，以130r/min的转速搅拌混合均匀，研磨10min，最后加入氧化钴、纳米钛酸锶、3,4二甲基吡唑磷酸盐和三氧化二钇，以120r/min的转速搅拌混合均匀，研磨6min；；
（2）将研磨后的混合物加入坩埚中，在800℃保温2h,升温至1350℃,保温2.5h,进行充分溶制澄清，得玻璃液；
（3）将玻璃液倒入预热好的石墨模型中成型；
（4）配制盐浴溶液：将硝酸钾溶液升温至400℃，维持温度，将氯化钾、三氧化二铝及硅藻土加入并搅拌均匀，硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的重量百分比为35:5.5:7:5。
（5）将成型后玻璃放入400℃的玻璃盐浴溶液中,浸泡2.5h;
（6）浸泡后的玻璃放入已经预热至1050℃的马弗炉中退火2.5h,冷却至室温，即得纳米透明隔热玻璃。
对实施例1-3所制得的纳米透明隔热玻璃性能测试结果如表1所示。
表1：测试结果
实施例 透光率% 隔热温差℃
实施例1 93 10
实施例2 92 11
实施例3 95 9.5
从表1可看出，制备的透明隔热玻璃透光率在90%以上，透光性好；隔热温差在10℃左右，隔热效果好；满足了高透光率和高隔热性能兼具的特点。

Claims (5)

1.一种纳米透明隔热玻璃，其特征在于，按重量份数计，主要由以下成分组成：二氧化硅50～60份、硅酸钠12～15份、硼砂7～13份、硅酸钙3～5份、氧化砷0.05～0.2份、氧化锌0.3～0.7份、碳酸镁1～3份、硫酸锆0.2～0.4份、氟化钙0.2～0.4份、钾长石0.5～1份、二乙基二氯硅烷0.3～0.5份、三氧化钨0.03～0.05份、氧化钴0.02～0.08份。
2.根据权利要求1所述的纳米透明隔热玻璃，其特征在于：所述成分还包括0.2～1份纳米钛酸锶，0.5-1.5份纳米氧化锡锑。
3.根据权利要求1所述的纳米透明隔热玻璃，其特征在于：所述成分还包括0.05～1份3,4二甲基吡唑磷酸盐和0.02～0.08份三氧化二钇。
4.一种如权利要求1-3所述的纳米透明隔热玻璃的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取二氧化硅、硅酸钠、硼砂、硅酸钙、氧化砷、氧化锌加入反应器中，以100～160r/min的转速搅拌混合均匀，研磨5～10min，再加入碳酸镁、硫酸锆、氟化钙、钾长石、二乙基二氯硅烷、三氧化钨，以120～140r/min的转速搅拌混合均匀，研磨8～12min，最后加入氧化钴、纳米钛酸锶、3,4二甲基吡唑磷酸盐和三氧化二钇，以100～150r/min的转速搅拌混合均匀，研磨4～8min；
（2）将研磨后的混合物加入坩埚中，在800℃保温1～3h,升温至1320～1380℃,保温2～3h,进行充分溶制澄清，得玻璃液；
（3）将玻璃液倒入预热好的石墨模型中成型；
（4）成型后玻璃放入300～500℃的玻璃盐浴溶液中,浸泡2～3h;
（5）浸泡后的玻璃放入已经预热至1000～1100℃的马弗炉中退火2～3h,冷却至室温，即得纳米透明隔热玻璃。
5.根据权利要求4所述的纳米透明隔热玻璃制造工艺，其特征在于：所述盐浴溶液为硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的混合物，所述硝酸钾溶液、氯化钾、三氧化二铝及硅藻土的重量百分比为5～65:1～10:0.5～14:0.5～10。
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