CN1143834C - 一种提高浮法玻璃透光率和“白度”的复合脱色剂及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高浮法玻璃和平板玻璃“白度”和透光率的复合脱色剂及其应用方法，本复合脱色剂由Sb₂O₃+CeO₂、Na₂O+SO₃、ZnO、La₂O₃、Nd₂O₃、SiO₂+CaO等构成，将其加入到玻璃配料中后，不仅能调节玻璃氧化还原状态，将Fe²⁺转化成Fe³⁺，而且能通过颜色互补消除Fe²⁺、Fe³⁺对玻璃的着色，达到化学、物理脱色的双重效果，从而达到提高玻璃“白度”和透光率的目的；其应用方法为：在配料中按相对100重量份玻璃液加入0.005-2重量份的复合脱色剂。

Description

一种提高浮法玻璃透光率和“白度” 的复合脱色剂及其应用方法

本发明涉及一种用于提高浮法玻璃透光率和“白度”的复合脱色剂及其应用方法。

众所周知，透明浮法玻璃的颜色主要是由于原材料中氧化铁杂质引起的，氧化铁在玻璃中有低价铁离子Fe²⁺和高价铁离子Fe³⁺两种状态。Fe³⁺的3d轨道呈半充满状态，着色能力很弱，呈黄绿色，Fe²⁺基态光谱项L＝2，处于D态，在可见光区有一个宽广的吸收带，呈蓝绿色，Fe²⁺的着色能力是Fe³⁺的10倍左右，玻璃的颜色主要取决于二者的平衡状态。由此可见，要想改善玻璃的颜色提高玻璃的“白度”和透光率首先必须降低玻璃中的铁含量，尤其是Fe²⁺的含量，由于目前国内透明浮法玻璃原料中氧化铁含量大都在0.07-0.15％之间，而国外或合资线浮法玻璃的含量大都在0.05％左右，因此国内浮法玻璃同国外或合资线的浮法玻璃相比普遍呈现蓝绿色特征，这就影响了国内浮法玻璃的整体外观质量，提高浮法玻璃“白度”成为目前国内浮法玻璃行业的当务之急。针对国内玻璃原材料中氧化铁含量偏高，一般在0.07-0.15％之间这一实际情况，生产厂采用了许多方法来弥补原材料的先天不足。第一种方法是：将主要原料砂岩、硅岩棒磨、水洗，降低原料中的氧化铁含量，此方法虽然能有效提高玻璃的“白度”，但成本提高很多，投资十分巨大。第二种方法是对玻璃进行脱色。玻璃脱色分为物理脱色和化学脱色两种。化学脱色剂一般选用C_eO₂、As₂O₃、Sb₂O₃等化学物质，同时在配合料中加入一种氧化剂N_aNo₃，氧化剂将脱色剂低温氧化，脱色剂高温放出氧，使玻璃熔体中的Fe²⁺转化成氧化成Fe³⁺，减少Fe²⁺对玻璃的着色。由于这种方法加入了氧化剂和多价氧化物，易造成硫澄清和氧澄清之间的矛盾。导致玻璃中的So₃、O₂溶解度梯度的紊乱，玻璃的氧化还原特征指数发生变化，造成玻璃板面出现微泡。物理脱色一般是在经过化学脱色后加入物理脱色剂通过颜色互补来消除玻璃的颜色。物理脱色剂一般选用硒、钴、镧、钕等，虽然物理脱色能使玻璃的色调消除，但却使玻璃的透光率下降，且在铁含量较高即铁含量为0.07-0.15％情况下，若加入物理脱色剂，玻璃的灰度增加玻璃的整体质量得不到确实地改善，所以在铁含量较高的情况下，提高玻璃的“白度”和透光率成为目前我国玻璃行业亟待解决的问题。

本发明的目的是提供一种复合脱色剂，在玻璃的基础原料不变、玻璃成份中铁含量不变、低成本的情况下，其能提高玻璃透光率、改善玻璃的颜色。

为实现上述目的，本发明的脱色剂由下列组份按如下重量百份比组成：40-97.5％的Sb₂O₃+C_eO₂、0-6％的Na₂O+SO₃、1-3％的Z_no、1-7％La₂O₃、0.5-3.5％的Nd₂O₃、0-43％的SiO₂+CaO。

上述复合脱色剂的使用方法为在不改变玻璃的原材料即在玻璃的主要成份不变的情况下，在玻璃配合料中相对100重量份的玻璃液加入0.005-2重量份的复合脱色剂。

在玻璃配料中加入本发明的复合脱色剂后，由于脱色剂本身具有氧化性，利用脱色剂本身的氧化性和玻璃熔体氧活度，将玻璃中的Fe²⁺转化成Fe³⁺，着色能力强的Fe²⁺减少，玻璃的颜色变白，CeO₂在玻璃中产生淡黄色，与Fe²⁺的蓝绿色互为补色，起到化学脱色和物理脱色的双重作用。La₂O₃、Nd₂O₃在玻璃中产生蓝色、红色它们与玻璃中黄绿色互为补色，消除了玻璃的色调，使玻璃的“白度”提高，透光率增加。为证明本发明的脱色剂对提高玻璃的“白度”和透光率的效果，本发明选择一条日熔量为500吨的浮法玻璃生产线，生产厚度为10mm的玻璃进行对比，具体为：变料前将锡槽保护气N₂与H₂的比例由96∶4调节成96.5∶3.5，在玻璃配料中加入本发明的复合脱色剂，对玻璃进行脱色，制得样品玻璃2^#，将制得的样品玻璃2^#与末加入本发明脱色剂的普通玻璃样品1^#进行对比检测，所得样品参数对照如下表1：

表1

样品	厚度	脱色剂用量	透光率	L	A	D	X	Y	Z	F	折射率
												1	10mm	0	84.97	92.19	-2.8	0.56	79.17	84.99	90.43	0.1405	1.51892
2	10mm	0.09	86.56	93.03	-2.6	0.22	80.72	86.56	92.69	0.0938	1.51901

表中F代表无色因素，其值越小表明玻璃的“白度”越好，玻璃的颜色越趋近于无色，脱色前F＝0.1405，透光率为84.97，脱色后F＝0.0938，透光率为86.56，从表1中可以看出2^#样品的F值比1^#样品的F值有明显降低，即本发明的脱色剂对提高玻璃的“白度”效果明显，2^#样品的透光率比1^#样品的透光率增加明显，证明在不改变玻璃原材料即玻璃的主要成份不变的情况下，本发明的脱色剂不仅能有效提高玻璃的“白度”，且能有效提高玻璃的透光率。

本发明的脱色剂由下列组份按如下重量百分比组成：40-97.5％的Sb₂O₃+C_eO₂、0-6％的Na₂O+SO₃、1-3％的Z_no、1-7％的La₂O₃、0.5-3.5％的Nd₂O₃、0-43％的SiO₂+CaO。本发明的复合脱色剂以多价氧化物Sb₂O₃和C_eO₂作为主要成份，利用脱色剂本向的氧化性和玻璃熔体的氧活度，将玻璃中的Fe²⁺转化成Fe³⁺，着色能力强的Fe²⁺减少，降低Fe²⁺对玻璃的着色作用，C_eO₂在玻璃中产生淡黄色，与Fe²⁺的蓝绿色互为补色，起着化学脱色和物理脱色的双重量作用。ZnO的引入主要是为改善玻璃的光学性能。La₂O₃、Nd₂O₃可用作玻璃的物理脱色剂，利用其在玻璃中产生的蓝色、红色与玻璃中黄绿色互为补色，消除玻璃的色调，使玻璃的“白度”提高，透光率增加。Na₂O+SO₃是作为氧澄清与硫澄清的调节剂及玻璃助熔剂引入的。上述复合脱色剂的使用方法是：在不改变玻璃的原材料即在玻璃的主要成份不变的情况下在玻璃配合料中相对100重量份的玻璃液加入0.005-2重量份的复合脱色剂，复合脱色剂的优选用量为相对100重量份的玻璃液加入0.01-1.5重量份复合脱色剂，复合脱色剂的最优选用量为相对100重量份的玻璃液加入0.02-1重量份的复合脱色剂，复合脱色剂的用量太少对提高玻璃白度和透光率的提高作用不明显，用量太多易造成硫澄清和氧澄清之间的紊乱，使玻璃板产生灰泡等缺陷，并对浮法生产线的熔化、成型、退火等工艺产生较大影响。

本发明的脱色剂不仅适用于浮法玻璃，而且适用于对平板玻璃进行脱色，但脱色效果较好时玻璃的各主要成份及各成份的重量百分比含量为：69-73％的SiO₂、0.8-2.3％的Al₂O₃、6.3-8.9％的CaO、3.5-4.2％的MgO、0.07-0.15％的Fe₂O₃、13.5-14.5％的R₂O、在配料中，芒硝含量为0-6％，碳粉含量为0-6％。

实施例1

(1)选取复合脱色剂的组份及各组份的重量百分比含量为：70％的Sb₂O₃+C_eO₂、8％的Na₂O+So₃、5％的Z_no、9％的La₂O₃、5％的Nd₂O₃、3％的SiO₂+CaO。

(2)将上述各组份按常规方法混合配比而成复合脱色剂。

(3)在玻璃配料中相对于100重量份的玻璃液加入0.4-0.6重份的上述复合脱色剂，制得5mm的浮法玻璃样品，其透光率为89.32％，末脱色前5mm的浮法玻璃透光率为88.85％，透光率提高0.47％。

实施例2

(1)选取复合脱色剂组份及各组份的重量百分比含量为：48％的Sb₂O₃+C_eO₂、5％的Na₂O+So₃、3％的Z_no、2％的La₂O₃、3％的Nd₂O₃、39％的SiO₂+CaO。

(2)将上述各组份按常规方法混合配比而成复合脱色剂。

(3)在玻璃配料中相对于100重量份的玻璃液加入0.2-0.3重份的上述复合脱色剂，制得3mm的浮法玻璃样品，其透光率为90.43％，末脱色前3mm的浮法玻璃透光率为89.4％，透光率提高1.03％。

实施例3

(1)选取复合脱色剂的组份及各组份的重量百分比含量为：95％的Sb₂O₃+C_eO₂、2.5％的Na₂O+So₃、1％的Z_no、1％的La₂O₃、0.5％的Nd₂O₃。

(2)将上述各组份按常规方法混合配比而成复合脱色剂。

(3)在玻璃配料中相对于100重量份的玻璃液加入0.01-0.02重份的上述复合脱色剂，制得5mm的浮法玻璃样品，其透光率为89.01％，末脱色前5mm的浮法玻璃透光率为88.85％。

Claims (5)

1、一种提高浮法玻璃透光率和“白度”的复合脱色剂，其组份及各组份的重量百分比含量为：40-97.5％的Sb₂O₃+C_eO₂、0-6％的Na₂O+So₃、1-3％的Z_no1-7％的La₂O₃、0.5-3.5％的Nd₂O₃、0-43％的SiO₂+CaO。

2、如权利要求1所述的提高浮法玻璃透光率和白度的复合脱色剂，其特征在于还能应用于平板玻璃。

3、如权利要求1、2所述的提高浮法玻璃透光率和“白度”的复合脱色剂的应用方法：在玻璃配料中相对于100重量份的玻璃溶液加入0.005-2重量份的复合脱色剂。

4、如权利要求3所述的提高浮法玻璃透光率和“白度”的复合脱色剂的应用方法，其特征在于：所述的复合脱色剂的用量为相对于100重量份的玻璃溶液加入0.02-1.5重量份的复合脱色剂。

5、如权利要求3所述的能提高浮法玻璃透光率和“白度”的复合脱色剂的应用方法，其特征在于：所述的复合脱色剂的用量为相对于100重量份的玻璃溶液加入0.02-1重量份的复合脱色剂。