CN110002751A - 一种隔热高强度彩色玻璃制品及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种隔热高强度彩色玻璃制品及其制备工艺，包括以下原料及重量份数：纳米二氧化硅60‑70份、硼砂15‑26份、钼铁0.5‑2份、贝壳5‑10份、锂云母4‑8份、纯碱10‑20份、碳酸钾2‑8份、碳酸锂0.5‑2份、五氧化二铌2‑5份、三氧化二锑2‑6份，氧化钴10‑15份，氧化硼15‑25份、氧化锌14‑20份，二氧化钛2‑7份和五氧化二钽0.5‑2份。本发明获得的玻璃隔热性能较好，能够起到节能保温的作用，降低了能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，具体公开了一种隔热高强度彩色玻璃制品及其制备工艺。
背景技术
据统计，我国建筑能耗在社会总能耗中已达30％，随着我国城市化规模的扩大、城镇建设的推进，以及人民生活水平的提高，建筑能耗将会逐年递增。1996年我国建筑年消耗3.3亿吨标准煤，占能源消耗总量的24％，到2001年已达3.76亿吨，占总量消耗的27.6％，年增长率为千分之五。当前，建筑节能已成为世界各国共同关注的重大课题，是经济社会可持续发展特别是我国经济的高速增长的重要保障。
窗户的节能问题是建筑节能中首先必须考虑的问题。在建筑的四大围护部件中(门窗、墙体、屋面及地面)，门窗的隔热保温性能最差，是影响室内热环境和建筑节能的主要因素之一，就我国目前典型的围护部件而言，门窗的能耗约为墙体的4倍、屋面的5倍、地面的20多倍，约占建筑围护结构能耗的50％以上。因此，需要制备一种隔热保温的玻璃解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的缺陷，提供一种隔热高强度彩色玻璃制品及其制备工艺，本发明获得的玻璃隔热性能较好，能够起到节能保温的作用，降低了能源消耗。
为了实现以上目的，本发明通过包括以下技术方案实现的：第一方面，本发明提供一种隔热高强度彩色玻璃制品，包括以下原料及重量份数：纳米二氧化硅60-70份、硼砂15-26份、钼铁0.5-2份、贝壳5-10份、锂云母4-8份、纯碱10-20份、碳酸钾2-8份、碳酸锂0.5-2份、五氧化二铌2-5份、三氧化二锑2-6份，氧化钴10-15份，氧化硼15-25份、氧化锌14-20份，二氧化钛2-7份和五氧化二钽0.5-2份。
优选地，所述的隔热高强度彩色玻璃制品包括以下原料及重量份数：纳米二氧化硅62-67份、硼砂18-22份、钼铁0.8-1.2份、贝壳7-8份、锂云母5-7份、纯碱12-18份、碳酸钾4-6份、碳酸锂0.8-1.5份、五氧化二铌3-4份、三氧化二锑3-5份，氧化钴12-14份，氧化硼18-22份、氧化锌16-18份，二氧化钛3-6份和五氧化二钽0.8-1.5份。
第二方面，本发明提供一种制备如上述所述的隔热高强度彩色玻璃制品的工艺，包括以下步骤：
1)按照重量配比将硼砂、钼铁、贝壳、锂云母、纯碱、碳酸钾、碳酸锂、五氧化二铌、三氧化二锑，氧化钴，氧化硼、氧化锌，二氧化钛和五氧化二钽放入尼龙球磨罐中，连续球磨4-6小时，过160-180目筛网，然后加入纳米二氧化硅，混合均匀。
2)将混合均匀后原料送入微波处理设备中进行间隔微波处理。
优选地，在步骤2)中，间隔微波处理的条件为：微波频率为1800-2000MHz，功率为250-300W，间隔时间为2-5分钟，每次微波处理20-25分钟，连续进行20-30次。
更优选地，在步骤2)中，间隔微波处理的条件为：微波频率为1850-1950MHz，功率为280-290W，间隔时间为3-4分钟，每次微波处理22-23分钟，连续进行22-25次。
3)将微波处理后的原料在坩埚窑内熔融，获得玻璃液。
优选地，在步骤3)中，熔融温度1350～1400℃，熔化时间5～8小时。
更优选地，在步骤3)中，熔融温度1380～1390℃，熔化时间6～7小时。
4)将熔融好的玻璃液冷却到950～1000℃，然后置于成型机中成型，然后自然降温至550-650℃。
优选地，在步骤4)中，退火温度480～500℃，保温4～6小时。
更优选地，在步骤4)中，退火温度490～495℃，保温5～5.5小时。
5)将成型后的制品送入退火窑内退火，后，自然冷却到室温。
6)送入钢化箱，将玻璃制品加热至650-710℃，停止加热，立即从各个方向送入冷风，迅速将玻璃制品降温至常温后，钢化结束，将玻璃制品从钢化箱中取出，得到彩色玻璃成品。
综上所述，本发明提供一种隔热高强度彩色玻璃制品及其制备工艺，本发明的有益效果：
本发明获得的玻璃隔热性能较好，能够起到节能保温的作用，降低了能源消耗。本发明获得的彩色玻璃，白天在阳光下具有艳丽的色彩，夜晚又能反光，十分的漂亮。本发明采用TiO2-Ta2O5-SiO2体系构成玻璃组分，提高了玻璃的形成能力。本发明引入B2O3和ZnO降低了玻璃原料的融化温度，提高了玻璃的化学稳定性和抗析晶能力。本发明引入五氧化二铌增加彩色玻璃的透光性。
进一步，本发明制备的玻璃强度高，抗弯曲强度能达到92-99MPa，是普通玻璃抗弯曲强度的1.6-2倍，平整度好，应用价值高。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，实施例仅用于说明本发明，而非限制本发明的范围。
实施例1
一种隔热高强度彩色玻璃制品的工艺，包括以下步骤：
(1)将硼砂15份、钼铁0.8份、贝壳5份、锂云母8份、纯碱10份、碳酸钾3份、碳酸锂0.8份、五氧化二铌5份、三氧化二锑5份，氧化钴10份，氧化硼17份、氧化锌18份，二氧化钛2份和五氧化二钽1.5份放入尼龙球磨罐中，连续球磨4小时，过180目筛网，然后加入65份纳米二氧化硅，混合均匀；
(2)将混合后原料送入微波处理设备中，于微波频率1800MHz、功率250W下间隔微波处理，间隔时间为2分钟，每次微波处理20分钟，连续进行25次；
(3)将微波处理后的原料在坩埚窑内熔融，熔融温度1350℃，熔化时间7小时，获得玻璃液；
(4)将熔融好的玻璃液冷却到950℃，然后置于成型机中成型，然后自然降温至650℃；
(5)成型后的制品送入退火窑内退火，退火温度500℃，保温5小时后，缓慢冷却到室温；
(6)送入钢化箱，将玻璃制品加热至710℃，停止加热，立即从各个方向送入冷风，迅速将玻璃制品降温至常温后，钢化结束，将玻璃制品从钢化箱中取出，得到彩色玻璃成品1，将成品1进行抗弯曲强度测试，成品1的抗弯曲强度为92MPa。
实施例2
一种隔热高强度彩色玻璃制品的工艺，包括以下步骤：
(1)将硼砂18份、钼铁1份、贝壳7份、锂云母6份、纯碱12份、碳酸钾5份、碳酸锂1份、五氧化二铌4份、三氧化二锑4份，氧化钴12份，氧化硼19份、氧化锌16份，二氧化钛3份和五氧化二钽1份放入尼龙球磨罐中，连续球磨5小时，过180目筛网，然后加入65份纳米二氧化硅，混合均匀；
(2)将混合后原料送入微波处理设备中，于微波频率1900MHz、功率260W下间隔微波处理，间隔时间为5分钟，每次微波处理25分钟，连续进行20次；
(3)将微波处理后的原料在坩埚窑内熔融，熔融温度1350℃，熔化时间8小时，获得玻璃液；
(4)将熔融好的玻璃液冷却到980℃，然后置于成型机中成型，然后自然降温至650℃；
(5)成型后的制品送入退火窑内退火，退火温度500℃，保温5小时后，缓慢冷却到室温；
(6)送入钢化箱，将玻璃制品加热至710℃，停止加热，立即从各个方向送入冷风，迅速将玻璃制品降温至常温后，钢化结束，将玻璃制品从钢化箱中取出，得到彩色玻璃成品2，将成品2进行抗弯曲强度测试，成品2的抗弯曲强度为95MPa。
实施例3
一种隔热高强度彩色玻璃制品的工艺，包括以下步骤：
(1)将硼砂21份、钼铁1.8份、贝壳8份、锂云母5份、纯碱15份、碳酸钾6份、碳酸锂1.3份、五氧化二铌3份、三氧化二锑2份，氧化钴15份，氧化硼20份、氧化锌17份，二氧化钛5份和五氧化二钽1.8份放入尼龙球磨罐中，连续球磨5小时，过180目筛网，然后加入65份纳米二氧化硅，混合均匀；
(2)将混合后原料送入微波处理设备中，于微波频率1800MHz、功率250W下间隔微波处理，间隔时间为2分钟，每次微波处理20分钟，连续进行25次；
(3)将微波处理后的原料在坩埚窑内熔融，熔融温度1400℃，熔化时间5小时，获得玻璃液；
(4)将熔融好的玻璃液冷却到950℃，然后置于成型机中成型，然后自然降温至650℃；
(5)成型后的制品送入退火窑内退火，退火温度500℃，保温5小时后，缓慢冷却到室温；
(6)送入钢化箱，将玻璃制品加热至670℃，停止加热，立即从各个方向送入冷风，迅速将玻璃制品降温至常温后，钢化结束，将玻璃制品从钢化箱中取出，得到彩色玻璃成品3，将成品3进行抗弯曲强度测试，成品3的抗弯曲强度为94MPa。
实施例4
一种隔热高强度彩色玻璃制品的工艺，包括以下步骤：
(1)将硼砂25份、钼铁1.3份、贝壳10份、锂云母5份、纯碱18份、碳酸钾8份、碳酸锂1.9份、五氧化二铌2份、三氧化二锑3份，氧化钴13份，氧化硼24份、氧化锌14份，二氧化钛7份和五氧化二钽0.5份放入尼龙球磨罐中，连续球磨5小时，过180目筛网，然后加入65份纳米二氧化硅，混合均匀；
(2)将混合后原料送入微波处理设备中，于微波频率2000MHz、功率300W下间隔微波处理，间隔时间为4分钟，每次微波处理22分钟，连续进行22次；
(3)将微波处理后的原料在坩埚窑内熔融，熔融温度1400℃，熔化时间8小时，获得玻璃液；
(4)将熔融好的玻璃液冷却到1000℃，然后置于成型机中成型，然后自然降温至600℃；
(5)成型后的制品送入退火窑内退火，退火温度500℃，保温6小时后，缓慢冷却到室温；
(6)送入钢化箱，将玻璃制品加热至670℃，停止加热，立即从各个方向送入冷风，迅速将玻璃制品降温至常温后，钢化结束，将玻璃制品从钢化箱中取出，得到彩色玻璃成品4，将成品4进行抗弯曲强度测试，成品4的抗弯曲强度为97MPa。
本发明获得的隔热高强度彩色玻璃块可以应用到建筑玻璃窗使用，也可以作为建筑行业的建筑砖使用。而当将本发明的太阳能隔热彩色玻璃应用于建筑行业作为建筑砖使用时，相对于现有的水泥空心砖来说，大大提高了建筑室内的采光率，隔热效果好、能够高效率地利用太阳能，另外，相对于现有的水泥空心砖来说，本发明的太阳能隔热玻璃块的宽度可以做的相对较小，大大缩小了建筑墙体的占用面积，也就相对增大了建筑室内的实际面积。
以上，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种隔热高强度彩色玻璃制品，其特征在于，包括以下原料及重量份数：纳米二氧化硅60-70份、硼砂15-26份、钼铁0.5-2份、贝壳5-10份、锂云母4-8份、纯碱10-20份、碳酸钾2-8份、碳酸锂0.5-2份、五氧化二铌2-5份、三氧化二锑2-6份，氧化钴10-15份，氧化硼15-25份、氧化锌14-20份，二氧化钛2-7份和五氧化二钽0.5-2份。
2.如权利要求1所述的隔热高强度彩色玻璃制品，其特征在于，包括以下原料及重量份数：纳米二氧化硅62-67份、硼砂18-22份、钼铁0.8-1.2份、贝壳7-8份、锂云母5-7份、纯碱12-18份、碳酸钾4-6份、碳酸锂0.8-1.5份、五氧化二铌3-4份、三氧化二锑3-5份，氧化钴12-14份，氧化硼18-22份、氧化锌16-18份，二氧化钛3-6份和五氧化二钽0.8-1.5份。
3.一种制备如权利要求1或2所述的隔热高强度彩色玻璃制品的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照重量配比将硼砂、钼铁、贝壳、锂云母、纯碱、碳酸钾、碳酸锂、五氧化二铌、三氧化二锑，氧化钴，氧化硼、氧化锌，二氧化钛和五氧化二钽放入尼龙球磨罐中，连续球磨4-6小时，过160-180目筛网，然后加入纳米二氧化硅，混合均匀；
2)将混合均匀后原料送入微波处理设备中进行间隔微波处理；
3)将微波处理后的原料在坩埚窑内熔融，获得玻璃液；
4)将熔融好的玻璃液冷却到950～1000℃，然后置于成型机中成型，然后自然降温至550-650℃；
5)将成型后的制品送入退火窑内退火，后，自然冷却到室温；
6)送入钢化箱，将玻璃制品加热至650-710℃，停止加热，立即从各个方向送入冷风，迅速将玻璃制品降温至常温后，钢化结束，将玻璃制品从钢化箱中取出，得到彩色玻璃成品。
4.如权利要求3所述的隔热高强度彩色玻璃制品的制备工艺，其特征在于，在步骤2)中，间隔微波处理的条件为：微波频率为1800-2000MHz，功率为250-300W，间隔时间为2-5分钟，每次微波处理20-25分钟，连续进行20-30次。
5.如权利要求3所述的隔热高强度彩色玻璃制品的制备工艺，其特征在于，在步骤3)中，熔融温度1350～1400℃，熔化时间5～8小时。
6.如权利要求3所述的隔热高强度彩色玻璃制品的制备工艺，其特征在于，在步骤4)中，退火温度480～500℃，保温4～6小时。
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