專利名稱：強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，屬于玻璃制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，汽車以及建筑業(yè)也迅猛發(fā)展，然而重工業(yè)排放 的有害氣體使臭氧層破壞日益嚴(yán)重，紫外線輻射強(qiáng)度增加，汽車以及建筑物內(nèi)的豪華裝飾 受紫外線照射的破壞日趨嚴(yán)重。夏季，汽車以及建筑物等受太陽光近紅外線的影響，溫度較 高，極大的增加了空調(diào)負(fù)荷，消耗了大量的能源。一些特殊的實(shí)驗(yàn)儀器需要在低紫外線和紅 外線照射，高可見光的環(huán)境下工作，因此研究一種有效地防止紫外線和紅外線的透過，增加 可見光透過的玻璃成為玻璃領(lǐng)域的一大研究方向。玻璃領(lǐng)域中已經(jīng)研制出幾種防紫外線和紅外線的玻璃，例如，美國PPG公司在中 國申請的專利CN 1165788A，提供了一種綠色玻璃，它采用標(biāo)準(zhǔn)的鈉-鈣-硅玻璃基礎(chǔ) 組合物作為紅外線和紫外線輻射吸收物質(zhì)和著色劑的鐵、鈰、鉻和任選的鈦。該綠色玻 璃含有0. 50-1. 0 %重量總鐵、約0. 35-0. 65 %重量Fe203、約0. 8-1. 5 %重量Ce02,以及約 20-150PPMCr203。該組合物具有至少約65%的透光性(LTA)、不超過38%的總太陽紫外線 透過性(TSUV)、不超過約35%的總太陽紅外線透過性(TSIR)。本發(fā)明的玻璃具有主波長在 500-550納米范圍的綠色，其色純度不超過約5%。日本板硝子株式會社在中國申請的專利CN1167093A，公開了一種是用于汽車或 建筑物窗戶的綠色紫外線和紅外線吸收玻璃。該玻璃以％重量計(jì)包括65-80% Si02,0-5% Al203>0-10% Mg0,5-15% CaO、10-18% Na20、0_5% K20、5_15% MgO+CaO、10-20% Na20+K20、 0-5% B203 ；染色組分含有 0. 40-0. 70% 以 Fe203 計(jì)總的氧化鐵(T_Fe203)、1. 4-1. 7% Ce02 和 0-0. 5% Ti02，其中 27-40%重量的以 Fe203 計(jì)的 T-Fe203 是 FeO。日本板硝子株式會社在中國申請的專利CN 1336904A，一種具有綠色色調(diào)的紅 外和紫外輻射吸收玻璃，更加具體的講，它具有高透射率和淺藍(lán)綠色調(diào)，這種玻璃含有以重 量％計(jì)算的如下成分鈉鈣-二氧化硅堿性玻璃，和一些著色成份；著色成分包含以Fe203 計(jì)0. 40 %至低于0. 58 %的總氧化鐵(T-Fe203)，0. 05 %至0. 5 %以下的Ce02,0至0. 5 %的 Ti02 及 0. 0001%至 0. 002% CoO，其中 20%至低于 30% 的 T_Fe203 是以 Fe203 計(jì)的 FeO。上海耀華皮爾金頓玻璃股份有限公司申請的專利CN 1451621A，提供了一種強(qiáng)吸 收紫外和紅外的綠色玻璃，其是普通鈉鈣硅平板玻璃成分中添加著色劑，著色劑的配比是 著色劑中總鐵含量(Fe203)在0.5 0.9%之間，其中總鐵中的亞鐵(Fe2+)含量在18 28%,Ti02的含量為0. 2 0. 7%,Ce02的含量為0. 05 0. 15%。這種玻璃的顏色為深綠 色，其優(yōu)點(diǎn)是，紫外線透過率不超過17 %，紅外線透過率不超過28 %，可見光透過率70 %以 上。以上發(fā)明大多利用加入大量的氧化鐵、氧化鈰和氧化鈦等來達(dá)到著色和吸收紫外 和紅外的作用，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，氧化鈰和氧化鈦對紫外線有一定的吸收作用，但對近紅外線基 本沒有吸收作用，對紅外線起到吸收作用的是Fe2+，但在玻璃中鐵大部分是以Fe3+存在的，
4要想得到Fe2+就必須加入高溫還原劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，該玻璃能夠強(qiáng)烈吸 收紫外線和紅外線。技術(shù)解決方案本發(fā)明強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si02 : 65 84%氧化鈉Na20 :6 14%氧化鈣CaO :4 12%氧化鎂Mg0:2 7%氧化鋁A1203 :0 3%氧化鐵Fe203 :0. 1 0. 8%碳粉C:0.7 氯化亞錫SnCl2 :0 2%該種4mm厚玻璃具有在380 780nm波長的可見光透過率大于80 %，在280 380nm波長的紫外線透過率小于15%，在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于 50%。本發(fā)明另一方案強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si02 65 84%氧化鈉Na20 :6 14%氧化鈣CaO :4 12%氧化鎂Mg0:2 7%氧化鋁A1203 :0 3%氧化鐵Fe203 :0. 1 0. 8%碳粉C:0.4 0.7%氯化亞錫SnCl2 :2 4%該種4mm厚玻璃具有在380 780nm波長的可見光透過率大于80 %，在280 380nm波長的紫外線透過率小于15%，在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于 50%。本發(fā)明第三種方案新型強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si02 65 84%氧化鈉Na20 :6 14%氧化鈣CaO :4 12%氧化鎂Mg0:2 7%氧化鋁A1203 :0 3%氧化鐵Fe203 :0. 1 0. 8%碳粉C :0. 25 0. 4%氯化亞錫SnCl2 :4 6%該種4mm厚玻璃具有在380 780nm波長的可見光透過率大于78% ；在280 380nm波長的紫外線透過率小于10 % ；在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于 30%。本發(fā)明第四種方案強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si02 65 84%氧化鈉Na20 :6 14%氧化鈣CaO :4 12%氧化鎂Mg0:2 7%氧化鋁A1203 :0 3%氧化鐵Fe203 :0. 1 0. 8%碳粉C:0 0.25%氯化亞錫SnCl2 5 8 %該種4mm厚玻璃具有在380 780nm波長的可見光透過率大于75% ；在280 380nm波長的紫外線透過率小于4%;在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于20%。下面說明對本發(fā)明強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃的組成進(jìn)行限定的理由，以下所有 的百分?jǐn)?shù)均是重量百分?jǐn)?shù)。Si02是構(gòu)成玻璃骨架的主要成分，能降低玻璃的熱膨脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定 性、化學(xué)穩(wěn)定性、軟化溫度、耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度和黏度等。含量過低，玻璃的各種性能會 下降，含量過高，原料難以熔化。Na20是玻璃網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是玻璃良好 的助溶劑，但同時(shí)它會增加玻璃的熱膨脹系數(shù)，降低玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng) 度，所以不能引入過多，一般不超過18%，引入過少，玻璃的熔化效果就差。CaO是玻璃網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，在玻璃中的主要作用是穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn) 定性和機(jī)械強(qiáng)度，但含量較高時(shí)，使玻璃的結(jié)晶傾向增大，而且易使玻璃發(fā)脆，一般不超過 12. 5%。氧化鐵是砂巖中含有的一種雜質(zhì)，它的存在形式有FeO和Fe203兩種，F(xiàn)eO會使玻 璃呈藍(lán)綠色，F(xiàn)e203會使玻璃呈黃綠色，低價(jià)鐵的著色能力大約為高價(jià)鐵著色能力的10倍。 不管是高價(jià)鐵還是低價(jià)鐵都會降低玻璃的透明度，所以玻璃中含鐵量增加會降低透明度和 光澤度，影響玻璃的質(zhì)量。Fe2+和Fe3+對紫外線都有強(qiáng)烈的吸收作用，但Fe2+對紅外線具有 強(qiáng)烈的吸收作用，F(xiàn)e3+對紅外線基本沒有吸收作用。碳粉是一種高溫還原劑，高溫條件下可以將Fe203還原為FeO，但在玻璃中碳粉含 量大量增加并不能將Fe203完全還原為FeO，只能還原少部分的Fe203。氯化亞錫是無色或白色斜晶系結(jié)晶。相對密度2. 710。熔點(diǎn)37. 7V。在熔點(diǎn)下分 解為鹽酸和堿式鹽。在空氣中逐漸被氧化成不溶性氯氧化物。是一種還原劑，能將玻璃中 大部分的Fe203完全還原為FeO。本發(fā)明強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃具有較高的可見光透過率，能夠強(qiáng)烈地吸收紫 外線和紅外線，且可以直接在普通浮法玻璃配料的基礎(chǔ)上進(jìn)行成份設(shè)計(jì)，并能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè) 化生產(chǎn)，成本較低且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，是汽車、建筑、眼鏡玻璃以及實(shí)驗(yàn)儀器等防護(hù)性玻璃的最佳 選擇。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明將通過下面的實(shí)例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，但是本發(fā)明不受限于以下實(shí)施例。以下實(shí)施例中均使用普通浮法玻璃的基礎(chǔ)配料，各成分含量如表1 表1實(shí)施例基礎(chǔ)配料成分表(按重量百分比計(jì)) 通過砂巖、白云石、石灰石、純堿和芒硝引入以上各種成分，加入要求的Fe203、C、 SnCl2，將基礎(chǔ)配合料充分混合，總質(zhì)量共100g，放入剛玉坩堝中，然后放到電阻爐中加熱到 1450°C，保溫2小時(shí)后，將熔化的玻璃液澆鑄到涂有鋯粉的鋼板上后，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。將每塊拋光好的4mm厚的玻璃用BTF-1可見光透過率測試儀、TV-1901I雙光束紫 外可見光分光光度計(jì)和傅里葉近紅外線透過率測試儀分別測量可見光透過率、紫外線透過 率和近紅外線透過率，結(jié)果見表2。表2實(shí)施例玻璃的測試結(jié)果 通過上表可以看出，本發(fā)明的厚度為4mm的玻璃具有380 780nm波長大于75% 的可見光透過率；在280 380nm波長的紫外線透過率小于15%，優(yōu)選的在280 380nm波 長的紫外線透過率小于4% ；在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于60%，優(yōu)選可 以小于20%，效果非常理想。工業(yè)實(shí)用性如上詳細(xì)描述，本發(fā)明生產(chǎn)的玻璃能夠強(qiáng)烈的吸收紫外線、紅外線，而且不改變浮 法玻璃的生產(chǎn)工藝，直接加入要求的添加劑即可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用在汽車 以及建筑窗用和眼鏡玻璃等。
權(quán)利要求
強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅SiO265～84％氧化鈉Na2O6～14％氧化鈣CaO4～12％氧化鎂MgO2～7％氧化鋁Al2O30～3％氧化鐵Fe2O30.1～0.8％碳粉 C0.7～1％氯化亞錫 SnCl20～2％
2.強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si0265 84%氧化鈉Na206 -- 14%氧化鈣CaO 4 ^ 12%氧化鎂MgO 2 ^ 7%氧化鋁A12030 3%氧化鐵Fe2030.1 (U碳粉C 0.4 ^ 0. 7%氯化亞錫SnCL2:2 4%
3.按權(quán)利要求1或2所述的強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于該種4mm厚玻璃 具有在380 780nm波長的可見光透過率大于80%，在280 380nm波長的紫外線透過率 小于15%，在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于50%。
4.新型強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si0265 84%氧化鈉Na206 -- 14%氧化鈣CaO 4 ^ 12%氧化鎂MgO 2 ^ 7%氧化鋁A1203 0 3%氧化鐵Fe203；0.1 0. 8碳粉C 0.25 , 0. 4%氯化亞錫SnCl 4 2 6%
5.按權(quán)利要求4所述強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于該種4mm厚玻璃具有 在380 780nm波長的可見光透過率大于78% ；在280 380nm波長的紫外線透過率小于 10% ；在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于30%。
6.強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于，該玻璃以％重量計(jì)包括氧化硅Si0265 84%氧化鈉Na206 -14%氧化鈣CaO 4 12%氧化鎂MgO 2 7%氧化鋁A1203 0 - 3%氧化鐵 Fe203 :0. 1 0. 8% 碳粉C:0 0. 25%氯化亞錫 SnCl2:5 8%
7.按權(quán)利要求6所述的強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃，其特征在于，該種4mm厚玻璃具有 在380 780nm波長的可見光透過率大于75% ；在280 380nm波長的紫外線透過率小于 4% ；在780 2500nm波長的近紅外線的透過率小于20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)吸收紫外線、紅外線玻璃。它是在普通浮法玻璃的基礎(chǔ)上加入Fe2O3、C、SnCl2，使熔制出的玻璃厚度為4mm，其可見光透過率大于75％，紫外線透過率小于4％，紅外線透過率小于20％。此種玻璃可強(qiáng)烈的吸收紫外線和紅外線，使用雙還原劑既降低成本又達(dá)到了理想的效果，可廣泛的應(yīng)用于汽車玻璃、建筑玻璃、眼鏡玻璃以及實(shí)驗(yàn)儀器等防護(hù)性領(lǐng)域。
文檔編號C03C4/08GK101857360SQ20101018379
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者張曉偉, 張永強(qiáng), 李梅, 柳召剛, 王覓堂, 胡艷宏 申請人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)