本申请是2001年2月9日提交的系列号为09/780887的美国专利的部分继续专利申请,所述美国专利的题目是“METHODS OFADJUSTING GLASS MELTING AND FORMING TEMPERATURES WITHOUTSUBSTANTIALLY CHANGING BENDING AND ANNEALING TEMPERATURES ANDGLASS ARTICLES PRODUCED THEREBY”,在此引入该专利作为参考。
发明描述
此处在本说明书以及权利要求书中使用的所有表示尺寸、物理特性、处理参数、组分的数量、反应条件等的数字,均可以理解为:在任何情况下都可以用术语“大约”来修饰。因此,除非指出正相反,否则,在下面的说明书以及权利要求书中给出的数值均是近似值,它们都可以根据本发明力图获得的要求性能加以改变。至少,在并非试图将等同原则的适用限制在权利要求范围内的条件下,应该依据所报道的主要数字并且通过应用普通的舍入技术来解释每个用数字表示的数值。而且,此处公开的所有范围应该被理解为包括其所包含的任何以及所有子范围(subranges)。例如,所声称的范围“1-10”应该被认为包括处于最小值1和最大值10之间(并且包括此二值在内)的任何以及所有子范围;即,从最小值1或更大数值开始并且以最大值10或者更小数值结束的所有子范围,例如5.5-10。另外,任何涉及数量的数字,除非另有说明,均指的是基于玻璃组合物总重量的重量百分比”。此处公开的玻璃组合物中铁的总含量,不管铁的实际存在形式如何,均根据标准分析实践,以Fe2O3表示。此处使用的术语“日光控制”和“日光控制特性”均指的是影响玻璃的日光性能例如可见光、IR光或UV光的透射率和/或反射率的特性。
本发明提供一种调整玻璃组合物,以改变,例如降低玻璃组合物的熔化和/或形成和/或液相线温度的方法,该方法能够在不显著改变玻璃的弯曲和/或退火温度的条件下实施。另一种方法是,能够改变特定玻璃组合物的弯曲和/或退火温度,使所述温度适合于范围更广的玻璃组合物。本发明还能够提供具有改善的熔化和形成特性的玻璃组合物,所述玻璃组合物尤其非常适合于浮法玻璃工艺。首先,将讨论实施用于调整上述具体温度的本发明示例性方法,然后讨论本发明的示例性玻璃组合物。
虽然可以采用任何类型的玻璃来实施本发明,但是,本发明尤其非常适合于浮法玻璃组合物,例如钠钙玻璃组合物,含有二氧化硅为主要组分,同时存在其它的熔化和精炼助剂。一种碱性钠钙玻璃组合物由含有二氧化硅(沙子)、苏打灰(一种苏打碳酸盐)、白云石(钙和镁的碳酸盐)、石灰石(钙的碳酸盐)以及氧化剂如硝酸盐或硫酸盐的原料制备而成。石灰石和白云石作为熔剂,帮助二氧化硅溶解并且改善玻璃产品的耐久性。正如本领域的专业人员将意识到的那样,原料各组分的相对量取决于所制备的玻璃的要求组成。
碎玻璃可以在将原料送入熔窑之前或者熔化期间添加至原料中。碎玻璃可以是透明玻璃或者可以包含通常的着色剂。碎玻璃中还可以包含二价或三价的铁,但是对于大部分日光控制玻璃产品而言,希望铁为二价态。
原料中还可以添加影响玻璃最终性能,例如日光特性如红外线(IR)或紫外线(UV)透射率、反射率,或者光学性能,美学性能等的其它材料。这些材料包括元素钛、硒、钴、铈、钒、钼、铬、镍、锰、铜或者它们的组合,以及它们的任何化合物。一般地,随着所述这些材料的量的增加,所获玻璃的可见光、IR和UV透射率减小。另外,某些所述材料可以起玻璃着色剂的作用,而且,可以添加在平板和/或浮法玻璃工业中已知的其它着色剂。
本发明的玻璃组合物可以包括少量的其它材料,例如熔化和精炼助剂、混入材料或杂质,例如元素钠、钾、钙、镁、锰、铝、硫、锶、锆、氯、钴、镍、硒、铬、钼、钡、钛、铈、锡、锌或铁,或者所述元素的化合物。
应该意识到:由于在上述浮法玻璃工艺中玻璃在锡熔体上形成,结果,可测量数量的锡的氧化物可能会进入接触锡熔体一侧的玻璃表面部分。典型地,即使没有有意识地在形成玻璃的原料中添加锡的化合物,一片浮法玻璃中也可能含有SnO2。在与锡接触的玻璃表面以下最初的25微米中,该氧化物的含量可能为0.05-2wt%。SnO2的典型背景浓度可以高达百万分之三十(PPM)。可以认为:在受到锡熔体支撑的玻璃表面约开始的10埃中,锡浓度高可能会稍稍提高此玻璃表面的反射性。但是,对玻璃性能的总体影响很小。
在本发明的实施中,已发现:对于玻璃组合物,特别是钠钙平板玻璃组合物而言,在玻璃组合物中增加选定量(%(重量))的CaO,而同时减少同样选定量(即:重量百分数变化与CaO相同)或者基本相同量的MgO(例如:选定量的最多±5%(重量),例如±5%(重量)或更低,例如±4%(重量)或更低,例如±3%(重量)或更低,例如±1%(重量)或更低,优选低于±1%(重量)),同时保持CaO+MgO总量基本不变(例如,保持该总量在初始总量的±5%(重量)以内,例如在±3%(重量)以内,例如在±1%(重量)以内,优选在低于±1%(重量)以内),能够在不显著改变玻璃的弯曲和退火温度的情况下,降低玻璃的熔化和成型温度。可以认为,而不限制本发明,这一结果至少部分基于如下事实:钙离子的原子场强(通常指定为z/a2,其中,″z″是离子电荷,而″a″是阴离子与阳离子之间的原子核距离)(0.33)低于镁离子的场强(0.45)。据信:与镁的共价键强度相比,钙离子场强较低可导致钙的共价键强度较低,结果,断开钙的共价键需要较小的剪切力,这样就使得玻璃的粘度在熔化和成型温度范围内较低。
在本发明的一个具体实施方案中,已发现:在玻璃组成中,提高CaO相对于MgO的相对量(基于玻璃组合物总重量的%(重量)),而同时保持CaO+MgO的总量(基于玻璃组合物总重量的%(重量))为12-15%(重量),例如12.1-15%(重量),例如12.5-13.0%(重量),例如12.8-12.9%(重量),则能够获得具有比调整之前更低的熔化和成型温度的玻璃,而同时又基本上没有改变玻璃的弯曲和退火温度。此处使用的短语“基本上没有改变弯曲和退火温度”或者“基本上保持弯曲和退火温度”均意味着玻璃的弯曲和退火温度的变化优选不大于约1-10°F(0.5-5℃),优选不大于约2-5°F(1-3℃),更优选低于约5°F(3℃),还要更优选低于约4°F(2.5℃),甚至更优选低于约3°F(2℃),并且最优选低于约2°F(1℃)。
在下面给出的实施例1-5中,对各种示例性玻璃组合物进行了模型化,以研究根据本发明的实践,保持其它玻璃组分其本不变的情况下,改变CaO和MgO的重量百分比的作用。正如本领域的专业人士将意识到的那样,为了形成所述这些玻璃组合物,调整原料组分,例如石灰石和白云石,以获得所要求的玻璃组合物。
基于对玻璃特性的这一新认识,可以制备出与以前实践相比,CaO含量较高而MgO含量较低(重量百分比)的玻璃制品,而同时又不会对玻璃的制造参数,如弯曲和/或退火温度有不利影响。
一个结合了本发明特征的示例性玻璃组合物的特征如下:
表1 |
组分 | 重量百分数 |
SiO2Na2OK2OCaOMgOAl2O3SO3Fe2O3SiO2+Al2O3Na2O+K2OCaO+MgOCaO/MgO |
70-7512-150-2>9<40-20-10-2≥7012-1512-13.52-5 |
正如本领域的专业人士将意识到的那样,该玻璃中也可以存在上述的其它传统成分或组分,例如着色剂、日光控制材料、混杂材料等。
在上述示例性组成中,优选CaO高于组合物总重量的9%(重量),并且,优选MgO低于4%(重量)。例如,CaO可以大于或等于10%(重量),例如10-10.5%(重量),例如10.25±0.25%(重量)。MgO可以小于或等于3%(重量),例如2-3%(重量),例如2.5±0.5%(重量)。CaO+MgO的总重量百分数优选约12.8-12.9,例如12.85±0.05。其它的示例性玻璃组合物包括:
表2 |
组分 |
组合物1 |
组合物2 |
SiO2Na2OK2OCaOMgOAl2O3SO3Fe2O3SiO2+Al2O3Na2O+K2OCaO+MgO |
72.5313.790.02≥9.1≤40.030.20.572.5613.8112.85 |
72.8913.90≥10≤30.030.20.172.91-73.0113.912.69-12.8 |
优选恰好上面的其它示例性玻璃组合物的熔化温度低于2600°F(1425℃),例如2500-2600°F(1370-1425℃),例如2570-2590°F(1410-1421℃),成型温度低于约1900°F(1037℃),例如1800-1900°F(981-1037℃),例如1850-1894°F(1010-1034℃)。优选玻璃的弯曲温度低于约1400°F(759℃),例如1300-1400°F(704-759℃),例如1300-1350°F(704-732℃),退火温度低于约1050°F(565℃),例如1010-1050°F(543-565℃),例如1016-1020°F(547-549℃)。
在本发明的另一个具体实施方案中,已发现:增加玻璃组合物中选自于CaO,R2O(Na2O和/或K2O),SiO2和/或Al2O3中之一种或多种的相对量(基于玻璃组合物总重量的%(重量)),而同时减少MgO的量,能够降低液相线温度,而又不会损害玻璃熔体的腐蚀性。同时,将下述组分的总含量(基于玻璃组合物总重量的%(重量))保持在如下范围:
表3 |
组分 |
重量百分数 |
SiO2Na2OK2OCaOMgOAl2O3SO3Fe2O3SiO2+Al2O3Na2O+K2OCaO+MgOCaO+R2O+Ai2O3 |
70-7512-170-29-12<30.001-40-10-2≥7012-179-1423-29优选24-28) |
与表1中的玻璃组合物一样,表3中的玻璃组合物也可以存在上述的其它传统组分或组分,例如着色剂、日光控制材料、混杂材料等。MgO的量一般低于3%(重量),但对于铁含量低的玻璃,如美国专利5,030,594(在此引入作为参考)介绍的玻璃而言,甚至更低。在铁含量低的玻璃中,MgO的量可以为0.01-0.15%(重量)。所述玻璃组合物的液相线温度优选1790-1820°F(976-994℃)。在铁含量较高,并且铁以任何形式(二价和/或三价)态存在,其含量至少0.1%(重量)的玻璃中,MgO的含量为1-3%(重量)。
具有上述组分含量的玻璃组合物能够使获得的玻璃的液相线温度较低,优选降低20°F(~11℃),最优选降低30°F(-17℃)。这可以在仅除该调整之前以外保持足够的熔化和成型温度的同时加以实现。而且,如果需要,该调整可以在不显著改变玻璃的弯曲和退火温度的情况下实施。对于后面这一调整,含量增加的材料基本上是CaO。这里,“基本上”指的是不显著改变玻璃的弯曲和退火温度的CaO量。
表3中的玻璃组合物的熔化、成型和液相线温度范围可以如表4所示:
表4 |
玻璃性能 |
°F(℃) |
优选的°F(℃) |
熔化温度成型温度液相线温度 |
2510-2650(1376-1454)1800-1894(982-1034)1780-1850(971-1010) |
2520-2640(1382-1449)1805-1884(985-1029)1789-1845(976-1007) |
虽然给出上述的示例性玻璃组合物来描述本发明的一般构想,但是,应该理解:本发明不受这些特定的示例性实施方案限制。
由上述讨论以及下面的实施例,将会意识到:本发明的玻璃组合物能够提供改善的熔化和精炼特性,同时又能够保持基本相同的制备特性。例如,本发明的玻璃组合物具有降低的熔化温度意味着要求更少的燃料来促使玻璃原料组分熔化。另外,根据本发明的玻璃组合物制成的玻璃制品的熔点也比未实施本发明时低。这意味着:当使用本发明的玻璃制品作为玻璃熔窑中的碎玻璃时,需要较少的燃料来熔化碎玻璃,这又进一步减少了燃料需求。而且,玻璃制作者可以采用已有的弯曲和退火装置和方法来使用所述玻璃制品,而不需要制作者改变制作玻璃商品时使用的制作参数,例如弯曲和退火温度。此外,石灰石(CaO源)典型地比白云石(CaO和MgO源)便宜。因此,玻璃组成中增加CaO量而降低MgO量意味着原料中需要更多的石灰石、更少的白云石,这会降低玻璃原料的成本。
在本发明的又一个方面,除了如上所述改变玻璃组合物中的CaO和MgO的相对含量之外,可以采用具有低场强的材料完全或者部分地取代玻璃中的一种或多种组分,例如CaO和/或MgO。例如,CaO和/或MgO可以全部或者部分地用含有场强低于Ca++或Mg++的Ba++或Sr++的材料,例如氧化物来替代。
提出下面的实施例为的是证实本发明的原理。但是,本发明不受所提出的特定实施例所限。
预测性实例1
已开发一种平板玻璃组合物以及它们各个与温度相关的性能的数据库。该数据库主要根据采用浮法玻璃工艺制备的商用平板玻璃组合物建立起来。然后,采用商用的″Data Desk″和″SAS″统计程序对该数据库进行统计模型化,开发出用于各种玻璃特性,例如熔化温度、成型温度、弯曲温度、退火温度、液相线温度和工作范围的运算法则。采用Microsoft Corporation提供的EXCELTM菜单中的″Solver″程序对获得的运算法则进行优化处理。
表6示出了一种假想玻璃组合物中CaO和MgO的量变化时的计算机模拟结果,所述组合物的特点如下:
表5 |
组分 |
重量百分数 |
SiO2Na2OK2OAl2O3SO3Fe2O3SiO2+Al2O3Na2O+K2OCaO+MgO |
72.53±0.113.79±0.10.02±010.03±.010.2±.010.5±.0172.56±0.113.81±0.112.85±.05 |
表6 |
Wt.%CaO |
Wt.%MgO |
熔化温度 |
成型温度 |
弯曲温度 |
退火温度 |
工作范围(log4-液相线) |
9.209.409.509.599.699.799.9910.2010.3010.4010.50 |
3.653.453.353.253.153.052.852.642.542.442.34 |
2594°F(1423℃)2589°F(1421℃)2587°F(1419℃)2585°F(1418℃)2584°F(1418℃)2581°F(1416℃)2577°F(1414℃)2573°F(1412℃)2571°F(1411℃)2569°F(1409℃)2558°F(1403℃) |
1868°F(1020℃)1866°F(1019℃)1865°F(1018℃)1865°F(1018℃)1864°F(1018℃)1863°F(1017℃)1861°F(1016℃)1859°F(1015℃)1859°F(1015℃)1858°F(1014℃)1857°F(1014℃) |
1343°F(728℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃)1344°(729℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃)1344°F(729℃) |
1022°F(550℃)1022°F(550℃)1023°F(551℃)1023°F(551℃)1023°F(551℃)1024°F(551℃)1025°F(552℃)1026°F(552℃)1027°F(553℃)1027°F(553℃)1028°F(553℃) |
62°F(34℃)61°F(34℃)60°F(33℃)60°F(33℃)60°F(33℃)59°F(33℃)56°F(31℃)53F(29℃)51°F(28℃)48°F(27℃)46°F(26℃) |
如表6中计算机模拟结果所示,当组合物中CaO的重量百分数由9.20增至10.50(组合物中CaO+MgO的总重量百分数保持在12.84-12.85),玻璃的熔化温度由2594°F(1423℃)降至2558°F(1403℃),成型温度由1868°F(1020℃)降低至1857°F(1014℃)。但是,玻璃的弯曲温度仅仅由1343°F(728℃)变至1344°F(729℃),玻璃的退火温度由1022°F(550℃)变至1028°F(553℃)。
再如表6所示,随着组合物中CaO的重量百分数的增大,玻璃组合物的工作范围变窄。为了防止或者最大程度地限制工作范围变窄,可以依照要求,增加玻璃中Na2O+K2O的重量百分数和/或减少玻璃中SiO2+Al2O3的重量百分数。可以预见:当CaO的重量百分数为9.9-10.5时,上述组分的重量百分数变化0.05-0.1量级,将能够有效地保持工作范围大于50°F(28℃)。
预测性实例2
对另一种玻璃组成进行了如上所述的计算机模拟。模拟的玻璃特征如下:
表7 |
组分 |
重量百分数 |
SiO2Na2OK2OAl2O3SO3Fe2O3SiO2+Al2O3Na2O+K2OCaO+MgO |
72.89±0.113.9±0.100.02±0.010.2±.010.1±.0172.91±0.113.9±0.112.8±.11 |
表8示出了上述玻璃组成中改变CaO和MgO含量时的计算机模拟结果。
表8 |
Wt.%CaO |
Wt.%MgO |
熔化温度 |
成型温度 |
弯曲温度 |
退火温度 |
工作范围(log4-液相线) |
9.019.119.209.409.509.609.709.8010.0010.1010.2010.3010.4010.5010.60 |
3.793.693.593.393.293.193.092.992.792.692.592.492.392.292.19 |
2595°F(1424℃)2594°F(1423℃)2592°F(1422℃)2589°F(1421℃)2588°F(1420℃)2586°F(1419℃)2585°F(1418℃)2584°F(1418℃)2581°F(1416℃)2579°F(1415℃)2579°F(1415℃)2578°F(1414℃)2577°F(1414℃)2576°F(1413℃)2573°F(1412℃) |
1867°F(1019℃)1867°F(1019℃)1866°F(1019℃)1865°F(1018℃)1864°F(1018℃)1864°F(1018℃)1863°F(1017℃)1862°F(1017℃)1861°F(1016℃)1861°F(1016℃)1860°F(1016℃)1860°F(1016℃)1859°F(1015℃)1859°F(1015℃)1858°F(1014℃) |
1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1341°F(727℃)1341°F(727℃)1341°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1340°F(727℃)1341°F(727℃) |
1015°F(546℃)1015°F(546℃)1015°F(546℃)1016°F(547℃)1016°F(547℃)1017°F(547℃)1017°F(547℃)1017°F(547℃)1018°F(54 8℃)1019°F(548℃)1020°F(549℃)1020°F(549℃)1021°F(549℃)1021°F(549℃)1022°F(550℃) |
65°F(36℃)64°F(36℃)64°F(36℃)61°F(34℃)60°F(33℃)58°F(32℃)57°F(32℃)55°F(31℃)51°F(31℃)48°F(27℃)47°F(27℃)46°F(26℃)46°F(25℃)44°F(29℃)36°F(20℃) |
如表8所示,将玻璃中CaO的重量百分数由9.01增大至10.60,同时减少大致同样数量的MgO的重量百分数,可使玻璃的熔化温度降低约22°F(12℃),成型温度降低9°F(5℃),而玻璃的弯曲温度仅仅改变1°F(0.5℃),退火温度仅仅改变7°F(4℃)。
如上所述,如果需要,可以依照要求,增大Na2O+K2O的重量百分数和/或减小SiO2+Al2O3的重量百分数,以便调整工作范围大于50°F(28℃)。
预测性实例3
对另一种玻璃组成进行了如上所述的计算机模拟。模拟的玻璃组合物含有如下组分:
表9 |
组分 |
重量百分数 |
SiO2Na2OK2OFe2O3CaO+MgO |
72.8013.900.030.1012.74 |
计算机模拟结果以图表形式在图1中示出,其中,各参量的变化参照基线值(0数值)以归一化偏差形式给出。所给出的各参量的“0数值”分别是:
熔化温度2600°F(1427℃)
成型温度1868°F(1020℃)
弯曲温度1344°F(729℃)
退火温度1013°F(545℃)
工作范围81°F(45℃)
液相线温度1787°F(975℃)
应变点943°F(506℃)
如图1所示,当CaO的相对含量增加时,尽管玻璃的熔化温度显著下降,但是,玻璃的弯曲和退火温度基本保持不变。
预测性实例4
对具有下述组成的另一种玻璃组合物进行了模拟:
表10 |
组分 |
重量百分数 |
SiO2Na2OAl2O3Fe2O3CaO+MgO |
72.4113.780.160.4812.84 |
采用与图1类似方式,将计算机模拟结果作为相对于0值的归一化偏差在图2中示出。各参量的“0数值”分别是:
熔化温度2619°F(1437℃)
成型温度1870°F(1021℃)
弯曲温度1335°F(724℃)
退火温度1015°F(546℃)
工作范围61°F(34℃)
液相线温度1809°F(987℃)
应变点946°F(508℃)
实施例5
除了上述计算机模拟之外,还对本发明进行了试验,以确定实施本发明对传统玻璃熔窑热效率的影响。此处使用的术语“热效率”指的是熔化给定量玻璃原料所需的燃料理论数量(假定:二百五十万个BTU熔化1吨原料,而一百七十万个BTU熔化1吨碎玻璃)除以实际使用的燃料数量。术语“%热效率”是热效率乘以100。所试验的玻璃组成的特征为:
表11 |
组分 |
重量百分数 |
SiO2Na2O+K2OFe2O3CaO+MgO |
72.5613.850.4912.89 |
在玻璃窑炉中将构成该玻璃组成的原料熔化。图3显示当对原料的量进行调整,使玻璃组合物中的CaO的相对量(重量百分数)增加,而同时使玻璃组合物中MgO减少相同的量(重量百分数)时,热效率发生的变化。当CaO的重量百分数由约9.0%增大至约9.4%时,热效率一般由约32.5%提高至约35%。
表12给出了其中MgO含量降低而选自于CaO,R2O,Al2O3,SiO2中一种或多种的量增加的实际和预测性玻璃组成,它们均具有降低的液相线温度。
表12组合物以及它们的物理性能
%氧化物 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12
SiO2 69.52 71.78 72.00 72.20 72.29 71.93 72.10
Na2O 14.82 14.20 14.22 14.45 14.18 14.02 14.31
K2O 0.35 0.40 0.40 0.40 0.34 0.39 0.39
CaO 10.54 9.39 9.43 9.43 9.41 9.29 9.36
MgO 1.94 1.37 1.37 1.14 1.43 2.11 1.45
Al2O3 2.01 2.06 1.79 1.63 1.54 1.54 1.63
SO3 0.28 0.23 0.23 0.23 0.23 0.20 0.16
Fe2O3
0.50
0.51
0.51
0.52
0.53
0.52
0.52
总和(SUM) 99.95 99.94 99.95 99.99 99.95 100.00 99.92
R2O/Al2O3 7.55 7.09 8.17 9.11 9.43 9.36 9.02
RO/Al2O3 6.21 8.24 6.03 6.48 7.04 7.40 6.63
CaO/MgO 5.43 6.85 6.88 8.27 6.58 4.40 6.46
CaO+MgO 12.48 10.76 10.80 10.57 10.84 11.40 10.81
SiO2/Al2O3 34.59 34.84 40.22 44.29 46.94 46.71 44.23
SiO2+Al2O3 71.53 73.84 73.79 73.83 73.83 73.47 73.73
CaO+R2O+Al2O3 27.72 26.05 25.84 25.91 25.47 25.24 25.69
CaO+R2O+Al2O3/MgO 14.28 19.01 18.86 22.73 17.81 11.96 17.72
Log2(°F/℃) 2536/1391 2640/1449 2631/1444 2624/1440 2615/1435 2621/1438 2627/1442
Log3.5(°F/℃) 1963/1073 2021/1105 2008/1098 2005/1096 2003/1095 2012/1100 2004/1096
Log4(°F/℃) 1834/1001 1884/1029 1873/1023 1872/1022 1870/1021 1869/1021
Log7.6(软化点°F) 1323 1334 1335 1332 1337 1343 1335
液相线(°F) 1843 1805 1801 1796 1803 1815 1797
工作范围1(°F/℃) 120/49 216/102 207/97 209/98 200/93 197/92 207/97
工作范围2(°F/℃) -9/-23 79/26 72/22 76/24 67/19 54/12
表12组合物以及它们的物理性能(续)
%氧化物 实施例13 实施例14 实施例15 实施例16 实施例17 实施例18 实施例19
SiO2 71.71 71.81 71.90 72.00 70.20 70.42 70.37
Na2O 13.73 13.87 14.02 14.16 14.02 13.79 13.94
K2O 0.39 0.39 0.39 0.39 0.536 0.543 0.515
CaO 9.09 9.16 9.22 9.29 9.86 9.87 9.93
MgO 2.70 2.39 2.07 1.76 2.20 2.20 2.20
Al2O3 1.63 1.63 1.63 1.63 2.39 2.40 2.25
SO3 0.16 0.16 0.16 0.16 0.227 0.219 0.233
Fe2O3
0.52
0.52
0.52
0.52
0.496
0.500
0.498
总和 99.93 99.93 99.91 99.91 99.929 99.942 99.936
R2O/Al2O3 8.66 8.75 8.84 8.93 6.09 5.97 6.42
RO/Al2O3 7.23 7.09 6.93 6.78 5.05 5.03 5.39
CaO/MgO 3.37 3.83 4.45 5.28 4.48 4.49 4.51
CaO+MgO 11.79 11.55 11.29 11.05 12.06 12.07 12.13
SiO2/Al2O3 43.99 43.99 44.11 44.17 29.37 29.34 31.28
SiO2+Al2O3 73.34 73.44 73.53 73.63 72.59 72.82 72.62
CaO+R2O+Al2O3 24.84 25.05 25.26 25.47 26.806 26.603 26.635
CaO+R2O+Al2O3/MgO 9.20 10.48 12.20 14.47 12.18 12.09 12.11
CaO+R2O+Al2O3/MgO 8.48 15.60 284.27 323.60 296.17 265.85 261.35
Log2(°F/℃) 2637/1447 2635/1446 2632/4444 2629/1443
Log3.5(°F/℃) 2021/1105 2017/1103 2012/1100 2008/1098
Log4(°F/℃)
Log7.6(软化点°F) 1342 1340 1338 1337
液相线(°F) 1822 1815 1808 1802
工作范围1(°F/℃) 199/93 202/94 204/96 206/97
工作范围2(°F/℃)
表12组合物以及它们的物理性能(续)
%氧化物 实施例20 实施例21 实施例22 实施例23 实施例24 实施例25 实施例26
SiO2 71.01 71.96 73.97 73.41 72.89 72.94 73.39
Na2O 13.58 13.94 16.07 15.60 16.10 15.58 15.11
K2O 0.39 0.38 0.014 0.014 0.015 0.015 0.015
CaO 9.13 9.25 9.47 10.48 10.52 10.96 10.99
MgO 2.92 1.61 0.09 0.09 0.09 0.10 0.10
Al2O3 1.67 1.55 0.03 0.03 0.02 0.03 0.02
SO3 0.20 0.21 0.126 0.128 0.130 0.131 0.123
Fe2O3
0.79
0.80
0.009
0.007
0.006
0.007
0.006
总和 99.69 99.70 99.779 99.759 99.771 99.763 99.754
R2O/Al2O3 8.37 9.24 536.13 520.47 805.75 519.83 756.25
RO/Al2O3 10.44 7.01 318.67 352.33 530.50 368.67 554.50
CaO/MgO 3.13 5.74 105.22 116.44 116.89 109.60 109.90
CaO+MgO 12.05 10.86 9.56 10.57 10.61 11.06 11.09
SiO2/Al2O3 42.52 46.43 2465.67 2447.00 3644.50 2431.33 3669.50
SiO2+Al2O3 72.68 73.51 74.00 73.44 72.91 79.97 73.41
CaO+R2O+Al2O3 24.77 25.12 25.584 26.124 26.655 26.585 26.135
Log2(°F/℃) 2595/1424 2599/1426 2568/1409 2557/1403 2516/1380 2521/1383 2534/1390
Log3.5(°F/℃) 2003/1095 1998/1092 1953/1067 1956/1069 1931/1055 1935/1057 1936/1058
Log4(°F/℃) 1819/993 1827/997 1805/985 1809/987 1809/987
Log7.6(软化点°F) 1338 1332
液相线(°F) 1845 1794 1796 1789 1789 1805 1810
工作范围1(°F/℃) 23/-5 38/3 16/-9 4/-16 -1/-18
工作范围2(°F/℃) 157/69 167/75 142/61 130/54 126/52
注解:粘度和液相线的测量值均为:+/-2°F(-17℃),而软化点则为+/-1°F(-17℃)
评价:实施例6的熔化粘度(MV)最低,但其液相线温度比标准值高14°F,SP比标准值低21°F。
实施例9的液相线温度最低,但是,其软化点(SP)较低,MP仅比标准值低16°F。
实施例10具有比标准值低26°F的液相线温度和低25°F的MV,以及低7°F的SP,该值仅仅高2-4°F。
标准值分别是:Log2时为2640°F,Log3.5时为2021°F,Log4时为1886°F,Log7.6时为1344°F,液相线为1829°F。
R20=包括Na2O和K2O的碱金属氧化物
RO=包括CoO和MgO的碱土金属氧化物