CN109485253A - 具有吸收紫外红外线防眩光功能玻璃的制备方法 - Google Patents

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赵会峰
吕皓
崔永红
贺建雄
谢东恒
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Abstract

本发明属于玻璃材料及表面改性技术应用领域，涉及一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法。玻璃主体在熔化温度1500℃下制得吸收紫外近红外线的玻璃基片；表面改性部分，水、络合剂、多元醇和碱，按一定的摩尔比例混合制得化学蚀刻复合液，将需处理的玻璃基片清洗干净后放置在化学蚀刻复合液中进行化学反应。本发明玻璃在4mm厚度具有70%的可见光透过率，低于20%的紫外线透过率，低于40%的近红外线透过率，同时光泽度为85Gu，具有一定防眩功能，生产成本低。可广泛的应用于建筑玻璃、车用风挡玻璃、眼镜玻璃以及实验仪器等防护性领域，具有一定的节能效果和安全性。

Description

具有吸收紫外红外线防眩光功能玻璃的制备方法
技术领域
本发明属于玻璃技术应用领域，具体涉及一种具有吸收紫外红外线防眩光功能玻璃的制备方法。
背景技术
近年来，由于人类活动对臭氧层的破坏，使得紫外线能够穿透大气层到达地球表面，使得人体机能发生了一系列变化，尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成不良影响；另红外线引起的热辐射对皮肤的穿透力超过紫外线，过量的红外线会使皮肤红色丘疹，甚至会通过热辐射效应引起皮肤温度升高、毛细血管扩张充血，热辐射引起地表温度较高，极大的增加了空调负荷，消耗了大量的能源；另汽车玻璃和建筑玻璃反射光污染也严重影响着人民生活质量和安全。为了解决这些问题，近几年来采用的真空溅射和溶胶凝胶镀膜技术的AR减反射玻璃，可以减少一定的紫外红外线辐射热能和光污染，但是同时镀膜玻璃也存在诸多问题，例如镀膜生产工艺复杂，设备昂贵，生产成本高，膜层易老化脱落，耐候性差等等。
信义超薄玻璃(东莞)有限公司在中国专利(201010274431.9)中公开了一种吸热防紫外辐射浮法绿玻璃。该玻璃是在普通钠-钙-硅玻璃基础上添加0.7-1.0wt%的总铁(Fe2O3)，0.2-0.3wt%的FeO，0.1-0.3 wt%的TiO2，0-0.1wt%的CeO2，0-0.001wt%的CoO，0-0.0005wt%的Se，该玻璃在4-5mm厚度下，可见光透射率大于或等于73%，总太阳能透射率小于或等于46%，红外透射率小于或等于26%，紫外透射率小于或等于18%，具有主波长在500-550nm范围内的绿色，其色纯度不超过5%。这种玻璃吸热性能欠佳。
法国圣戈班玻璃公司申请的用于制造吸收紫外线和红外线的玻璃窗的玻璃组合物（200680011222.7）：65-80wt%的SiO2、0-5wt%的Al2O3、0-5wt%的B2O3、5-15wt%的CaO、0-2wt%的MgO、9-18wt%的Na2O、0-10wt%的K2O、0-5wt%的BaO、0.7-1.6wt%的Fe2O3、0.1-1.2wt%的CeO2、0-1.5wt%的TiO2；氧化还原比小于0.23；该玻璃4mm厚可见光透过率LTA≥70%，红外线透过率为28%，紫外线透过率为18%，太阳光总能量透过率TSET≥48%，由于含铁量太高，玻璃液上下温差近300度，成型工艺困难，无法实行批量生产。
另目前化学侵蚀减反射防眩玻璃大部分是蒙砂工艺和引进丹麦的SUNARC技术，一般的蒙砂工艺玻璃可见光透过率会原来基础上下降2～3个百分点；丹麦的SUNARC技术制备的玻璃可减反增透，但SUNARC技术采用的是含氟混合酸液蚀刻，对环境有不良影响，生产与环保成本较高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明目的在于提出一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，所述的制备方法包含高温融化和化学蚀刻；其具体步骤为：
1）高温融化：
玻璃基片采用钠钙硅玻璃体系组分，包括有玻璃主体和着色剂；所述玻璃主体和着色剂的总质量百分数为100wt%；所述玻璃主体的成分组成以及在玻璃中的质量百分数为：71～76wt%的SiO2，8～10wt%的CaO、13～14wt%的Na2O、0.01～1.5wt%的Al2O3、3～4wt%的MgO、0.01～0.5 wt%K2O；所述着色剂的组成以及在玻璃中的质量百分数为：1.0～2.0wt%的CeO2、0.5～1.5wt%的TiO2和0.5～0.8wt%的Fe2O3；其中所述的CeO2和TiO2是紫外线吸收剂，Fe2O3为红外线吸收剂，玻璃在高温炉内加热至1500℃的熔制温度，再保温2小时后自然冷却磨抛玻璃基片；
2）化学蚀刻：
化学蚀刻复合液的原料包括有水、络合剂、多元醇和碱；所述的水、络合剂、多元醇、碱按111:0.032:0.12～0.135:0.89～1的摩尔比例混合制得化学蚀刻复合液；步骤1）所制得的玻璃基片用清洗剂清洗干净，然后放置在制备好的化学蚀刻复合液中，在95℃的温度下进行化学反应，反应时间为18小时，反应压强为反应温度下水的饱和蒸气压，最终得到具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃。
所述的水为去离子水。
所述的络合剂为乙二胺C2H8N2。
所述的多元醇为丙三醇C3H8O3。
所述的碱为碳酸氢钠NaHCO3。
吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃在4mm厚度具有65-75%的可见光透过率，低于20%的紫外线透过率，低于40%的近红外线透过率，玻璃在20°测量角下光泽度在83-88Gu，具有吸收紫外近红外线防眩光功能。
本发明提出的一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其玻璃主体部分采用钠钙硅玻璃组合物，选用金属氧化物充当紫外和红外线吸收剂，运用物理着色的方法，在熔化温度1500℃下制得吸收紫外近红外线的玻璃基片；水、络合剂、多元醇和碱，按一定的摩尔比例混合制得化学蚀刻复合液，将需处理的玻璃基片清洗干净后放置在化学蚀刻复合液中，在95℃的温度下进行化学反应，反应时间为18小时；本发明玻璃在4mm厚度具有70%的可见光透过率，低于20%的紫外线透过率，低于40%的近红外线透过率，同时玻璃在20°测量角下光泽度为85Gu，具有一定防眩功能，生产成本低。
附图说明
图1 对比样和实施例光学透过率曲线对比图。
图2为对比样和实施例表面外观图
图3为实施例1表面外观图。
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；实施例各成分含量按照表1进行配料。
表1对比样和实施例成分含量与料方表
按照上表高温熔化方案1，通过超白硅砂、白云石、石灰石、纯碱、氧化铝、芒硝等引入以上各种基础成分，其中芒硝作为融化澄清剂，纯度都为99.5%以上，将基础配合料充分混合，放入石英坩埚中，置入高温炉中加热到1500℃，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600℃的保温炉中进行退火。经粗磨、抛光后，制得约为4mm厚度的样品。
然后采用化学蚀刻方案2，在反应釜中按上表摩尔比例加入水、乙二胺、丙三醇和碳酸氢钠，制备复合化学蚀刻液，搅拌均匀，将前面制备好玻璃基片放置于专用玻璃架上，一起放入到反应釜的蚀刻液中，关闭反应釜门；反应釜温度控制仪设置温度为95℃，反应18h后降温放气，开启反应釜门，连架取出玻璃，清洗烘干检验。
制备好的玻璃样品，采用紫外可见光近红外分光光度计Lambda950、光泽度计BYK4586和扫描电镜TESCAN-MIRA3进行测试其玻璃光学及表面性能。结果如表2：
表2 对比样与实施例光学性能指数
本发明的玻璃在4mm厚度具有在280～380nm波段小于20%的紫外线透过率，380～780nm波段有65-75%的可见光透过率，在780～2500nm波段的近红外线的透过率小于40%,在20°测量角下光泽度在83-88Gu,具有吸收紫外近红外线防眩光功能。见附图1、图2和图3所示。
本发明紫外线透过率(Tuv)根据ISO9050-90(E)标准4在280-380nm波长范围内测定；可见光透过率(Tvis)采用CIE标准光源D65在380-780n m波长范围内测定，总红外线透过率(Tir)是在波长780-2500nm范围内间隔5nm测定的。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明的技术方案并不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的技术人员从本发明公开的内容直接导出或联想到的其他变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包含高温融化和化学蚀刻；其具体步骤为：
1）高温融化：
玻璃基片采用钠钙硅玻璃体系组分，包括有玻璃主体和着色剂；所述玻璃主体和着色剂的总质量百分数为100wt%；所述玻璃主体的成分组成以及在玻璃中的质量百分数为：71～76wt%的SiO2，8～10wt%的CaO、13～14wt%的Na2O、0.01～1.5wt%的Al2O3、3～4wt%的MgO、0.01～0.5 wt%K2O；所述着色剂的组成以及在玻璃中的质量百分数为：1.0～2.0wt%的CeO2、0.5～1.5wt%的TiO2和0.5～0.8wt%的Fe2O3；其中所述的CeO2和TiO2是紫外线吸收剂，Fe2O3为红外线吸收剂，玻璃在高温炉内加热至1500℃的熔制温度，再保温2小时后自然冷却磨抛玻璃基片；
2）化学蚀刻：
化学蚀刻复合液的原料包括有水、络合剂、多元醇和碱；所述的水、络合剂、多元醇、碱按111:0.032:0.12～0.135:0.89～1的摩尔比例混合制得化学蚀刻复合液；步骤1）所制得的玻璃基片用清洗剂清洗干净，然后放置在制备好的化学蚀刻复合液中，在95℃的温度下进行化学反应，反应时间为18小时，反应压强为反应温度下水的饱和蒸气压，最终得到具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃。
2.如权利要求1所述的一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其特征在于：所述的水为去离子水。
3.如权利要求1所述的一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其特征在于：所述的络合剂为乙二胺C2H8N2。
4.如权利要求1所述的一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其特征在于：所述的多元醇为丙三醇C3H8O3。
5.如权利要求1所述的一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其特征在于：所述的碱为碳酸氢钠NaHCO3。
6.如权利要求1所述的一种具有吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃的制备方法，其特征在于：吸收紫外近红外线防眩光功能玻璃在4mm厚度具有65-75%的可见光透过率，低于20%的紫外线透过率，低于40%的近红外线透过率，玻璃在20°测量角下光泽度在83-88Gu，具有吸收紫外近红外线防眩光功能。
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