CN1193948C - 节能灯专用钡玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能灯专用钡玻璃，其组份和重量百分含量包括：SiO2，65-75%、Al2O3，1-4%、Li2O，0.4-1.4%、Na2O，6-10%、K2O，4-8%、BaO，7-11%、CaO，1.5-3.5%、MgO，0.5-2.0%、B2O3，0.5-3.0%，本发明的玻璃在介电性能方面能维持较高的性能，能够满足电光源玻璃的使用要求。

Description

节能灯专用钡玻璃
技术领域
本发明涉及一种玻璃，特别涉及一种不含PbO的玻璃，具体地说涉及一种用于节能灯的钡玻璃。
背景技术
众所周知，电灯(包括白炽灯和荧光灯)外壳均由玻璃制成。目前，常用的灯用玻璃中常含有约10-30％的PbO，含PbO的玻璃最显著的缺陷是其对劳动保健的危害和环境的污染，同时PbO容易还原发黑，而降低灯管质量。因此，人们不断地寻求新的灯用无铅玻璃，以改善其性能。
中国专利93112860.9披露了一种无铅灯用玻璃，该玻璃组合物不含有铅，但由于该专利披露的玻璃组合物中含有1-5％的SrO2和7-11％的BaO，其熔点和高温粘度均较高，需要增加能耗；
日本专利特开平10-153240公开了一种无铅玻璃，该玻璃组合物含有1-5％的B2O2，0.2-1.2％TiO2，0.2-0.8％P2O3，以及小于3.5％的ZnO，该玻璃组合物完全不使用SrO增加了B2O3含量，因此其熔点和高温粘度均较低，降低了能耗和生产成本，但该专利所采用的配方中含有较高的K2O(7.2-11％)，从而增加了原料成本，同时，该玻璃组合物中还含有较高比例的CaO(3.1-4.5％)和MgO(2.1～4％)，该专利采取加入＜3.5％ZnO和加入TiO2、P2O3来弥补高比例的CaO、MgO带来的性能损害，但其带来的后果是使玻璃原料组份增加，生产工艺复杂。
如上所述日本专利特开平10-152340最明显的缺陷在于原料组份复杂，因而致原料成本上升，工艺操作复杂。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种节能灯专用钡玻璃，以克服现有技术存在的玻璃熔点和高温粘度均较高、原料组份复杂、能耗和生产成本较高和工艺操作复杂的缺陷。
硅酸盐玻璃其主要组成物是SiO2，是形成玻璃网络结构的主体，SiO2在玻璃中增加机械强度和化学稳定性，并能起到降低膨胀系数的作用，故其含量不能过低(少于65％)。然而过高又使玻璃熔点提高，造成熔制上的困难。引入1-4％的Al2O3能增加玻璃韧性和化学稳定性，降低玻璃析晶倾向，大于4％的Al2O3会使玻璃粘度和软化温度提高很多，以致熔制困难，产生玻璃条纹。Na2O、K2O、LiO能降低玻璃熔制温度，如果同时使用能产生混合效应，使其助熔性更佳。而且碱金属氧化物又是调整玻璃膨胀系数最有效的组份，其缺点如降低化学稳定性，热稳定性和电性能等方面。在电真空玻璃组份中碱金属氧化物的％含量既要考虑玻璃熔制难易程度又要考虑其使用性能以及对膨胀系数的调整控制。CaO与MgO能提高玻璃抗电性能，机械强度，但同时也增加了玻璃的软化温度，缩小了玻璃的可加工性范围。因此，CaO和MgO总量应为不超过5.5％为最佳。大于5.5％料性变短，不利于成型操作。在组成中引入0.5-2％B2O3能降低玻璃的高温粘度，改善熔制，降低膨胀系数，提高化学稳定性和热稳定性。而BaO能提高玻璃电性能，降低软化温度，过高会使玻璃析晶倾向增加，因而宜控制在7-11％。
综上所述，在考虑玻璃组份时，既要考虑到玻璃自身的熔制和生产成型的可操作性，又要附合制灯工艺条件及制灯的各项工艺参数(如软化温度，膨胀系数，化学稳定性以及电性能)。
本发明综合考虑了上述各项因素及要求，提出了一种节能灯专用钡玻璃，其组份和百分含量包括：
                SiO2         65-75％
                Al2O3       1-4％
                Li2O         0.4-1.4％
                Na2O         6-10％
                K2O          4-8％
                BaO           7-11％
                CaO           1.5-3.5％
                MgO           0.5-2.0％
                B2O3       0.5-3.0％；
本发明优选的组份和百分含量包括：
                SiO2        65-75％
                Al2O3      1-4％
                Li2O        0.6-1.2％
                Na2O        6-10％
                K2O         4-8％
                BaO          7-11％
                CaO          2.0-3.0％
                MgO          0.5-2.0％
                B2O3      1.0-2.5％；
本发明最优选的组份和百分含量包括：
                SiO2          65-75％
                Al2O3        1-4％
                Li2O          0.8-1.2％
                Na2O          6-10％
                K2O           4-8％
                BaO            7-11％
                CaO            2.0-3.0％
                MgO            0.5-2.0％
                B2O3        1.5-2.0％；
所获得的玻璃可以用于制备节能灯。
由上述公开的技术方案可见，本发明最大的优点在于：与日本专利特开平10-152340一样，玻璃组合物中不仅不含有SrO，而且加入的CaO和MgO又比日本专利特开平10-152340低得多，因此不需要引入ZnO、P2O3和TiO2，去克服CaO、MgO带来的性能损害，从而使原料成本下降，工艺操作简单。尤其是本发明选择较佳的Na2O和K2O的含量配比，使本发明的玻璃在介电性能方面仍能维持较高的性能，从而满足电光源玻璃的使用要求，其原料成本可以比特开平10-152340玻璃的原料成本降低6～10％。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的具体实施方式进行描述，但实施例并不限制发明的保护范围。
                         实施例1
按照表1中列出的玻璃组合物的比例进行玻璃熔制制备。原料使用石英砂，锂长石(Li2O.Al2O3.4SiO2)，白云石(CaCO3.MgCO3)和Li，K，Na和Ba的碳酸盐，硼砂等作为引入原料。熔制过程在燃油坩埚窑中进行，坩埚采用高铝坩埚。熔制温度在1490℃。比较例1为目前市售节能灯用玻璃的配比。比较例2为普通荧光灯用玻璃的配比。
                            表1
  组份               重量百分组成％
    实施例1     比较例1   比较例2
  SiO2     68.4     67.5     70.5
  Al2O3     2.7     1.0     2
  Li2O     1.2
  Na2O     7.9     10.5     15.8
  K2O     5.2     5.5     1.2
  BaO     9.3 PbO 11.0
  CaO     2.5     3.5     5.7
  MgO     1.2     3.8
  B2O3     1.6     1.0     1.0
  线膨胀系数×10-7/℃     91.25     91     92
  软化点℃     673     660     700
  TK-100℃     280     240     170
其中，线膨胀系数是20～300℃之间的平均膨胀系数，按照SJ689测试标准测定的值。
软化点是按照SJ 690测试标准测定的值。
TK-100是按照SJ694测试标准测定的值。经测定本发明玻璃具有十分优异的性能和良好的加工性能。
本发明钡玻璃通过坩埚窑小量试制和池窑批量生产并进行了节能灯批量生产，其加工性能完全符合节能灯生产要求。灯的光衰寿命均优于铅玻璃。

Claims (3)

1.一种节能灯专用钡玻璃，其特征在于，该玻璃的组份和百分含量包括：
SiO2            65-75％
Al2O3          1-4％
Li2O           0.4-1.4％
Na2O           6-10％
K2O            4-8％
BaO             7-9.3％
CaO             1.5-3.5％
MgO             0.5-2.0％
B2O3          0.5-3.0％。
2.如权利要求1所述的玻璃，其特征在于，组份和百分含量包括：
SiO2            65-75％
Al2O3          1-4％
Li2O           0.6-1.2％
Na2O           6-10％
K2O            4-8％
BaO             7-9.3％
CaO             2.0-3.0％
MgO             0.5-2.0％
B2O3          1.0-2.5％。
3.如权利要求2所述的玻璃，其特征在于，组份和百分含量包括：
SiO2            65-75％
Al2O3          1-4％
Li2O           0.8-1.2％
Na2O           6-10％
K2O            4-8％
BaO             7-9.3％
CaO             2.0-3.0％
MgO             0.5-2.0％
B2O3          1.5-2.0％。
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