一種高度透明的強(qiáng)吸收紫外和紅外光的玻璃的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高度透明的強(qiáng)吸收紫外和紅外光的玻璃，其玻璃主體部分采用普通鈉-鈣-硅玻璃組合物，著色劑選用總鐵(Fe2O3)、V2O5、TiO2和CoO。在熔化溫度1650℃下制得高度透明的強(qiáng)吸收紫外和紅外光的玻璃。該玻璃在4mm厚度下具有78％以上的可見光透過率，不超過15％的紫外線透過率，不超過20％的總的紅外線透過率和不超過45％的總太陽能透過率，其主波長在507-528nm之間，色純度不超過4％。
【專利說明】
-種高度透明的強(qiáng)吸收紫外和紅外光的玻璃
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高度透明的強(qiáng)吸收紫外和紅外光的玻璃，此種玻璃廣泛應(yīng)用于車 窗玻璃及建筑窗用玻璃。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們對節(jié)能降耗意識的提升，節(jié)能產(chǎn)品需求越來越大，玻璃產(chǎn)品也不例外。適 用于車窗玻璃及建筑窗用玻璃的節(jié)能玻璃，不僅要求具有較高的可見光透過率，而且還需 要屏蔽紅外線和紫外線。為了制得具有該種功能的玻璃，一般在玻璃組合物中添加各種著 色劑，使玻璃具有一定的吸收紫外線和/或紅外線的功能，同時，通過調(diào)節(jié)玻璃各成分含量 來獲取較高的可見光透過率。
[0003] 迄今為止，已有很多專利公開了關(guān)于吸收紫外線和紅外線的玻璃組合物。PPG工業(yè) 公司在中國申請的專利(97104961.0)中公開了一種紅外和紫外福射吸收綠色玻璃組合物。 它在標(biāo)準(zhǔn)的鋼-巧-娃玻璃基礎(chǔ)組合物添加0.5-1. Owt %的總鐵，0.35-0.65wt %的化2〇3，約 0. 8-1.5wt %的Ce化W及20-150PPM的化2〇3和任選的鐵。該組合物具有至少65 %的可見光透 過率，低于38%的總太陽紫外透過率W及低于35%的總太陽能紅外透過率。但是，運種玻璃 不僅吸熱性能欠佳，而且可見光透過率不高。
[0004] 信義超薄玻璃(東競)有限公司在中國專利(201010274431.9)中公開了一種吸熱 防紫外福射浮法綠玻璃。該玻璃是在普通鋼-巧-娃玻璃基礎(chǔ)上添加0.7-1.0%的總鐵 (化2〇3)，0.2-0.3% 的化0，0.1-0.3% 的Ti〇2，0-0.1 % 的Ce〇2，0-0.001 % 的CoO，0-0.0005% 的Se,該玻璃在4-5mm厚度下，可見光透射率大于或等于73%，總太陽能透射率小于或等于 46%，總太陽紅外透射率小于或等于26%，總太陽紫外透射率小于或等于18%，具有主波長 在500-550nm范圍內(nèi)的綠色，其色純度不超過5%。運種玻璃吸熱性能欠佳。
[0005] 歐洲專利化P0745566A1)公開了一種紅外線和紫外線吸收玻璃，該玻璃主體成分 為普通鋼-巧-娃玻璃，著色組分包括:0.5-1. Owt %的總鐵(Fe2〇3)，0.2-2. Owt %的Ce〇2，0- 1. Owt %的Ti化，其中氧化還原比為0.2-0.4。該玻璃在4mm下，其可見光透過率達(dá)到70 % W 上，紫外線透過低于30%，總太陽能透過率低于48%，主波長范圍為495-525nm，色純度為 2.0%-3.5%。該種玻璃紫外線透過率偏高。
[0006] 美國專利(US005362689A)公開了一種紅外和紫外福射吸收玻璃，其組成成分為： 68-72wt%的Si02，16-30%的Al203,8.5-11.0wt%的Ca0,2.0-4.2wt%的Mg0，12.0- 16. Owt % 的化2〇，0.5-3. Owt % 的K20，0.08-0.30wt % 的S〇3，0.58-0. SOwt % 的總鐵（Fe2〇3)， 0.10-0.60wt % 的 Ce〇2，0.10-0.40wt % 的 Ti〇2 和 5-350PPM 的 MnO，玻璃中 Fe2VFe3+值在 0.3- 0.7范圍內(nèi)。該玻璃具有不低于67%的可見光透過率，總的太陽能透過率在30%-47%范圍 內(nèi)，紫外線透過率在7%-15%范圍內(nèi)，主波長范圍為505-51加 m，色純度不超過5.5%。該種 玻璃可見光透過率不高。
[0007] 由上述專利可W看出，在大部分的鋼-巧-娃玻璃中，通過滲入鐵來達(dá)到吸收紅外 線的效果。鐵在玻璃中一般W氧化鐵(Fe203)和氧化亞鐵(FeO)兩種形式存在。FeO在近紅 夕h中紅外區(qū)域均有一個較寬的吸收帶，能強(qiáng)烈吸收傷害人眼睛的紅外線，F(xiàn)e2化則具有吸收 紫外線的功能。通過調(diào)節(jié)兩者之間的含量及含有比率來調(diào)整玻璃的顏色及透光性能。此外， 通過滲入Ce化和Ti化來達(dá)到吸收紫外線的目的。
[000引綜上，現(xiàn)有的吸熱玻璃技術(shù)很難同時滿足吸收紫外線及紅外線和可見光透過率高 的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于克服上述困難，提供一種廉價的，同時具有高可見光透過率和 紅外線紫外線吸收功能的玻璃。該玻璃具有足夠的透明度，并且具有較低的紅外線透過率 和紫外線透過率，適用于車窗玻璃及建筑窗用玻璃。
[0010] 本發(fā)明玻璃中總鐵含量較低，通過滲入碳粉及提高烙化溫度將大部分化2〇3轉(zhuǎn)化為 化0, W達(dá)到強(qiáng)烈吸收紅外線效果。同時采用V2化取代Ce化，運樣不僅降低了玻璃成本，又避 免了姉鐵著色，即Ce〇2與Ti化兩者結(jié)合應(yīng)用，會使玻璃著成黃色，從而降低可見光透過率。
[0011] 本發(fā)明W普通的鋼巧娃系玻璃組成為基礎(chǔ)，各成分重量百分比為：
[0012] Si〇2:65-78%
[0013] Ca〇:7.〇-14%
[0014] Na2〇：8.〇-20%
[0015] Mg0：2.0-5.0%
[0016] AI2O3:1.0-2.5%。
[0017] 著色劑成分為：
[001 引總鐵(Fe203) :0.2-0.7wt%
[0019] V2O 已:0.1-0.7wt%
[0020] Ti〇2:0.5-2.0wt%
[0021] C〇0：5-30PPM
[0022] 此種玻璃還包含0.1-0.%的碳粉，該玻璃在4mm厚度下具有78 % W上的可見光 透過率，不超過15%的紫外線透過率，不超過20%的總的紅外線透過率和不超過45%的總 太陽能透過率，其主波長在507-528nm之間，色純度不超過4%。
[0023] 鐵在玻璃中一般W氧化鐵(F62化)和氧化亞鐵(FeO)兩種形式存在，其平衡關(guān)系與 鐵的總含量，烙制溫度，烙制氣氛等因素有關(guān)。
[0024] 隨著鐵含量的增加，它們之間的化學(xué)平衡移向高價方向，使玻璃中Fe3VFe2+的比 值增加。因此，本發(fā)明玻璃滲入較低的總鐵量，總鐵含量選用0.2-0.7wt %。
[0025] 氧化氣氛使Fe3+增加，還原氣氛則使Fe2+含量增加，加入還原劑有助于FeO的形成。 因此，本發(fā)明加入少量碳粉，如果加入的碳粉量過大，則會形成FeS,產(chǎn)生不美觀的黃綠色， 所W碳粉量為0. l-〇.2wt%。
[0026] 提高烙化溫度，反應(yīng)向生成FeO方向移動，而降低烙化溫度，則Fes化含量增加，一般 的鋼-巧-娃玻璃烙化溫度在1450°C左右，本發(fā)明提高烙化溫度W增加化0含量，烙化溫度為 155(TC-170(rC。
[0027] CoO用于調(diào)節(jié)玻璃的色調(diào)，由于CoO著色能力很強(qiáng)，為了避免玻璃嚴(yán)重著色，其添加 量為 5-30PPM。
【具體實施方式】
[0028] 為了更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明將通過下面的實例進(jìn)行更詳細(xì)地闡述，但是本發(fā) 明不局限于下面的實施例。實施例各成分含量按照表1進(jìn)行配料。
[0029] 表1實施例成分含量表
[0030]
[(
[0032] 按照上述配方，通過石英砂、白云石、石灰石、長石、純堿引入W上各種成分，加入 要求的總鐵、V2化、Ti〇2、CoO、碳粉，將基礎(chǔ)配合料充分混合，放入剛玉相蝸中，置入電阻爐中 加熱到1650°C，保溫2小時。將烙化的玻璃液誘鑄到預(yù)熱好的石墨板上，放入到550°C的保溫 爐中進(jìn)行退火。制出的樣品厚度約為6mm，經(jīng)粗磨、拋光后厚度為4mm。
[0033] 按上述表格含量成分制得4mm厚的玻璃，進(jìn)行測試。結(jié)果如表2:
[0034] 表 2
[0035]
[0036] 本發(fā)明的玻璃在4mm厚度下具有78% W上的可見光透過率，不超過15%的紫外線 透過率，不超過20%的總的紅外線透過率和不超過45%的總太陽能透過率，其主波長在 507-528nm之間，色純度不超過4%。
[0037] 本發(fā)明可見光透過率(Tv)采用CIE標(biāo)準(zhǔn)光源D65在380-78化m波長范圍內(nèi)測定，主 波長和色純度采用10°視場，在CIE標(biāo)準(zhǔn)光源D65按照ASTME308-90中所說的方法測定。紫外 線透過率(Tsuv)根據(jù)IS09050-9(KE)標(biāo)準(zhǔn)4在280-380皿波長范圍內(nèi)測定。總紅外線透過率 (Tsir)是在波長800-2100皿范圍內(nèi)間隔50皿測定的?？偟奶柲芡高^率(Tset)根據(jù)IS09050- 90化)標(biāo)準(zhǔn)表3在其規(guī)定的波長范圍內(nèi)測定并采用梯形積分計算而得。
【主權(quán)項】
1. 一種高度透明的強(qiáng)吸收紫外和紅外光的玻璃，包括玻璃主體組成部分和著色劑組成 部分，玻璃主體組成部分包括：65-78wt %的SiO2、7 · O-Hwt %的CaO，8 · 0-20wt %的Na2O， 2 · 0-5 · Owt %的MgO，1 · 0-2 · 5wt %的Al2O3;該組合物著色劑組分包括:0 · 2-0 · 7wt %的總鐵 (Fe2O3)，0 · 1-0 · 7wt % 的V2〇5，0 · 5-2 · Owt% 的TiO2，5-30PPM的C〇0。該玻璃廣泛適用于車窗玻 璃及建筑窗用玻璃。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃組合物，其特征在于:還包含0.1 wt .2wt %的碳粉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1 _2所述的玻璃組合物，其特征在于:熔化溫度為1550 °C -1700 °C。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的玻璃組合物，其特征在于：該玻璃在4mm厚度下具有78%以 上的可見光透過率，不超過15%的紫外線透過率，不超過20%的總的紅外線透過率和不超 過45%的總太陽能透過率。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的玻璃組合物，其特征在于:該玻璃主波長在507-528nm之間， 色純度不超過4 %。
【文檔編號】C03C3/087GK105923994SQ201510995791
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年12月23日
【發(fā)明人】汪國年, 張柯
【申請人】江蘇通天光學(xué)科技有限公司