CN1594159A - 适合于加工节能灯管的无铅玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适合于加工节能灯管的无铅玻璃，其显著的特点是：1.无铅、无铅、无锶、无镁、低钙，2.具有较良好的热加工性能，3.特别适合于外形复杂的螺旋型节能灯外壳玻璃的热加工。

Description

适合于加工节能灯管的无铅玻璃
技术领域
本发明涉及一种用于节能灯管的玻璃，尤其涉及一种无铅玻璃。
背景技术
长期以来，由于电光源玻璃要求具备较高的介电性能，而PbO能使玻璃有较高的介电性，同时又能使玻璃软化温度降低料性变长，有利于玻璃的热加工，因而有铅玻璃一直被用作电光源玻璃材料广泛使用。但是有铅玻璃不但在玻璃熔制和制灯过程中，及其使用后的废弃物对环境造成严重污染。所以人们从环境保护的角度考虑，在努力致力于降低和消除电光源玻璃中的铅含量。
中国专利93112860.9和中国专利99102177.0均公开了一种用于电光源玻管的无铅钡玻璃。
上述专利尽管在性能上可以替代目前使用的铅玻璃，但却存在着缺陷和不足。这种专利玻璃的熔制温度，玻璃粘度要比含铅玻璃高得多，因而需要更高的火焰温度，在玻璃制造过程中要投入更多的能源消耗。
中国专利97115360.4公开了另一类电光源用无铅钡玻璃其目的在于进一步降低重金属BaO含量，而性能又能满足电光源玻璃高电阻性能的要求。
上述专利玻璃的主要特征在于降低了BaO和SrO的含量，SrO可以少用或不用，为了克服BaO和SrO降低带来的电性能损害，提高了CaO、MgO和K2O用量，为了弥补CaO、MgO带来的加工性能损害又加入了ZnO最高3.5％和TiO2以及P2O5另外增加了改善电光源玻璃性能的1％～5％B2O3。使专利玻璃有利于熔制，和改善加工性能。
该专利玻璃成份中有较高的Al2O3和较高的CaO和MgO，使这种专利玻璃在热加工性能上存在一定缺陷，料性较短，玻璃粘度较大，而且原料组成复杂因而导致成本上升，又使玻璃生产工艺操作和生产管理上增加难度。
中国专利99118719.9针对97115360.4存在的不足，作了研究和改进，又公开了另一种灯用无铅玻璃。该专利玻璃克服了97115360.4玻璃组成和原料组份复杂的缺点，有利于降低原料成本和有利于工艺管理。另外该专利玻璃主要缺点是仍含有大于5％的CaO和MgO，因而该玻璃的热加工远比含铅玻璃料性偏短，不利于节能灯外管的外形热加工，尤其对外形复杂的如螺旋型节能灯外管的热加工更是不利。该专利玻璃组成中有较高的Al2O3用以改善玻璃的韧性。但带来的负面影响较大，增加了玻璃粘度，致使玻璃在熔制过程中影响玻璃均化，在熔制、拉制过程中容易产生条纹，因而仍需要较高的澄清、均化温度，对节约能源不利。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种适合于加工节能灯管的无铅玻璃，以克服现有技术存在的上述缺陷。
本发明的玻璃的组成和重量百分比含量包括：
组成   SiO2  Al2O3   Na2O   K2O    B2O3    BaO   CeO2    Li2O    CaO
含量％  65～75  1～2.5       6～11    6～11     0.5～3      5～9    0～1       0.2～1    0～1
本发明的玻璃可采用常规的方法进行制备。
本发明还包括采用上述玻璃制备成的节能灯管，尤其是一种螺旋型节能灯玻管。
本发明的玻璃具有显著的特点：
1.本发明的无铅玻璃，无铅、无锶、无镁、低钙，是一种适合于专用节能灯管复杂型外壳加工的无铅玻璃，特别适合于加工诸如螺旋型节能灯玻璃之类的复杂外形玻壳热加工，具有较良好的热加工性，用于节能灯管外壳的玻璃材料，在电性能方面完全能满足，节能灯外管的电性能要求。本发明最大优点是无MgO和低CaO，(在1％以下)，因而将比其他专利玻璃具有较好的热加工性能，特别适合节能灯复杂外形玻璃外壳的热加工。
2.玻璃组成中没有SrO和比较低的BaO以及较低的Al2O3，同时也加入了0.5～3％的B2O3以及少量的Li2O，用来改善玻璃的熔制性能，和改善玻璃的理化性能。
附图说明
图1为螺旋型节能灯玻管示意图。
具体实施方式
                     实施例1～2和对比例1～6
配方和主要理化性能见表1。
其中：“对比例1”为国内常用的石灰料玻璃，“对比例2”为国内常用的轻铅玻璃，“对比例3”为中国专利99118719.9，“对比例4”为中国专利99102177.0，“对比例5”为中国专利97115360.4，“对比例6”为中国专利93112860.9
在对比例3、4、5、6的玻璃成份中其共同点为二价碱土金属(CaO，MgO)均在3.2％以上，随着碱土金属含量的增加，其软化温度相应升高，玻璃料性变短，致使热加工操作难度增加，热加工工序废品率上升，因而在一定程度上影响到节能灯玻管制管生产合格率(尤其是造型复杂的节能灯玻管如螺旋型节能灯外壳玻管的热加工工序生产。
表1中实施例所示玻璃组份为氧化物重量百分含量，按表1列出的玻璃组成，原料使用石英砂，长石和K、Na、Ba、Ca，Li的碳酸盐，以及硼砂等，通过坩埚窑小量试制和池窑批量生产，以及节能灯复杂外形螺旋管热加工制管和批量生产，显示本发明玻璃既符合节能灯外管玻璃性能要求，同时又能满足复杂形外壳玻管热加工工艺要求。
从表2显示，灯的光衰寿命均优于目前被广泛使用的轻铅玻璃，符合节能灯对玻璃管的技术要求。
                                        表1
玻璃组成SiO2Ai2O3Na2OK2OBaOSrOCaOMgOB2O3Li2OTiO2CeOP2O5                                           重量％
 实施例169.12.38.98.77.3/0.8/2.40.5///  比较例170.5215.81.2//5.73.81////  比较例267.5110.55.5(PbO)11.0/3.5/1////  比较例364.74.74.810.18/32.11.31.3///  比较例4702765.5621.5/////  比较例564.433.816.538.216.73/3.632.242.131.020.52/0.3  比较例6683.47.458.72.91.91.3/1.2///  实施例269.02.38.98.77.3/0.7/2.40.5/0.2/
 转化点℃ 670  700  660  691  680  682  675  670
 膨胀系数×10-7 95  92  91  91  94.5  98  92.5  95
 石灰料  轻铅料  99118719.9  99102177.0  97115360.4  93112860.9
                                      表2
燃点 试样编号     管压(V)   管流(mA)    功率(W)   光通量(Lm)   光敏(Lm)   光衰退(％)
100小时     1#     102.2     435     35.7     1829     51.23     /
    2#     101.4     436     35.6     1831     51.43     /
1000小时     1#     101.3     437     35.4     1745     49.28     3.8
    2#     100.8     438     35.2     1727     49.06     4.6
3000小时     1#     102.5     433     35.8     1639     45.79     10.6
    2#     101.5     434     35.4     1555     43.92     14.6
注：(1)1#试样为实施例1专用无铅玻璃制的成节能灯
       2#试样为市场广泛使用的轻铅玻璃制的成节能灯(比较例2)
(2)样管规格：PL36W 2900K
(3)试验电压：220V；镇流器40W基准
(4)节能灯玻管为图1所示的螺旋型。

Claims (3)

1.适合于加工节能灯管复杂外形外壳的专用无铅玻璃，其特征在于，组成和重量百分比含量包括：
组成    SiO2    Al2O3 Na2O   K2O   B2O3  BaO    CeO2  Li2O   CaO
含量％  65～75   1～2.5   6～11   6～11  0.5～3   5～9   0～1   0.2～1   0～1
2.根据权利要求1所述的玻璃制备的节能灯管。
3.根据权利要求1所述的玻璃制备的螺旋型节能灯玻管。
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