一種高度透明的強吸收紫外和紅外光的玻璃的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種高度透明的強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】
-種高度透明的強吸收紫外和紅外光的玻璃
技術領域
[0001] 本發明設及一種高度透明的強吸收紫外和紅外光的玻璃，此種玻璃廣泛應用于車 窗玻璃及建筑窗用玻璃。
【背景技術】
[0002] 隨著人們對節能降耗意識的提升，節能產品需求越來越大，玻璃產品也不例外。適 用于車窗玻璃及建筑窗用玻璃的節能玻璃，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，通過調節玻璃各成分含量 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于吸收紫外線和紅外線的玻璃組合物。PPG工業 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。 它在標準的鋼-巧-娃玻璃基礎組合物添加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。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，紫外線透過率在7%-15%范圍內，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中紅外區域均有一個較寬的吸收帶，能強烈吸收傷害人眼睛的紅外線，Fe2化則具有吸收 紫外線的功能。通過調節兩者之間的含量及含有比率來調整玻璃的顏色及透光性能。此外， 通過滲入Ce化和Ti化來達到吸收紫外線的目的。
[000引綜上，現有的吸熱玻璃技術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。
【發明內容】
[0009] 本發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轉化為 化0, W達到強烈吸收紅外線效果。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化兩者結合應用，會使玻璃著成黃色，從而降低可見光透過率。
[0011] 本發明W普通的鋼巧娃系玻璃組成為基礎，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，其平衡關系與 鐵的總含量，烙制溫度，烙制氣氛等因素有關。
[0024] 隨著鐵含量的增加，它們之間的化學平衡移向高價方向，使玻璃中Fe3VFe2+的比 值增加。因此，本發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，本發明加入少量碳粉，如果加入的碳粉量過大，則會形成FeS,產生不美觀的黃綠色， 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用于調節玻璃的色調，由于CoO著色能力很強，為了避免玻璃嚴重著色，其添加 量為 5-30PPM。
【具體實施方式】
[0028] 為了更好地理解本發明，本發明將通過下面的實例進行更詳細地闡述，但是本發 明不局限于下面的實施例。實施例各成分含量按照表1進行配料。
[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熱好的石墨板上，放入到550°C的保溫 爐中進行退火。制出的樣品厚度約為6mm，經粗磨、拋光后厚度為4mm。
[0033] 按上述表格含量成分制得4mm厚的玻璃，進行測試。結果如表2:
[0034] 表 2
[0035]
[0036] 本發明的玻璃在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] 本發明可見光透過率(Tv)采用CIE標準光源D65在380-78化m波長范圍內測定，主 波長和色純度采用10°視場，在CIE標準光源D65按照ASTME308-90中所說的方法測定。紫外 線透過率(Tsuv)根據IS09050-9(KE)標準4在280-380皿波長范圍內測定。總紅外線透過率 (Tsir)是在波長800-2100皿范圍內間隔50皿測定的。總的太陽能透過率(Tset)根據IS09050- 90化)標準表3在其規定的波長范圍內測定并采用梯形積分計算而得。
【主權項】
1. 一種高度透明的強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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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
【發明人】汪國年, 張柯
【申請人】江蘇通天光學科技有限公司