一种高度透明的强吸收紫外和红外光的玻璃的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高度透明的强吸收紫外和红外光的玻璃，其玻璃主体部分采用普通钠-钙-硅玻璃组合物，着色剂选用总铁(Fe2O3)、V2O5、TiO2和CoO。在熔化温度1650℃下制得高度透明的强吸收紫外和红外光的玻璃。该玻璃在4mm厚度下具有78％以上的可见光透过率，不超过15％的紫外线透过率，不超过20％的总的红外线透过率和不超过45％的总太阳能透过率，其主波长在507-528nm之间，色纯度不超过4％。
【专利说明】
-种高度透明的强吸收紫外和红外光的玻璃
技术领域
[0001] 本发明设及一种高度透明的强吸收紫外和红外光的玻璃，此种玻璃广泛应用于车 窗玻璃及建筑窗用玻璃。
【背景技术】
[0002] 随着人们对节能降耗意识的提升，节能产品需求越来越大，玻璃产品也不例外。适 用于车窗玻璃及建筑窗用玻璃的节能玻璃，不仅要求具有较高的可见光透过率，而且还需 要屏蔽红外线和紫外线。为了制得具有该种功能的玻璃，一般在玻璃组合物中添加各种着 色剂，使玻璃具有一定的吸收紫外线和/或红外线的功能，同时，通过调节玻璃各成分含量 来获取较高的可见光透过率。
[0003] 迄今为止，已有很多专利公开了关于吸收紫外线和红外线的玻璃组合物。PPG工业 公司在中国申请的专利(97104961.0)中公开了一种红外和紫外福射吸收绿色玻璃组合物。 它在标准的钢-巧-娃玻璃基础组合物添加0.5-1. Owt %的总铁，0.35-0.65wt %的化2〇3，约 0. 8-1.5wt %的Ce化W及20-150PPM的化2〇3和任选的铁。该组合物具有至少65 %的可见光透 过率，低于38%的总太阳紫外透过率W及低于35%的总太阳能红外透过率。但是，运种玻璃 不仅吸热性能欠佳，而且可见光透过率不高。
[0004] 信义超薄玻璃(东竞)有限公司在中国专利(201010274431.9)中公开了一种吸热 防紫外福射浮法绿玻璃。该玻璃是在普通钢-巧-娃玻璃基础上添加0.7-1.0%的总铁 (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,该玻璃在4-5mm厚度下，可见光透射率大于或等于73%，总太阳能透射率小于或等于 46%，总太阳红外透射率小于或等于26%，总太阳紫外透射率小于或等于18%，具有主波长 在500-550nm范围内的绿色，其色纯度不超过5%。运种玻璃吸热性能欠佳。
[0005] 欧洲专利化P0745566A1)公开了一种红外线和紫外线吸收玻璃，该玻璃主体成分 为普通钢-巧-娃玻璃，着色组分包括:0.5-1. Owt %的总铁(Fe2〇3)，0.2-2. Owt %的Ce〇2，0- 1. Owt %的Ti化，其中氧化还原比为0.2-0.4。该玻璃在4mm下，其可见光透过率达到70 % W 上，紫外线透过低于30%，总太阳能透过率低于48%，主波长范围为495-525nm，色纯度为 2.0%-3.5%。该种玻璃紫外线透过率偏高。
[0006] 美国专利(US005362689A)公开了一种红外和紫外福射吸收玻璃，其组成成分为： 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 % 的总铁（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范围内。该玻璃具有不低于67%的可见光透过率，总的太阳能透过率在30%-47%范围 内，紫外线透过率在7%-15%范围内，主波长范围为505-51加 m，色纯度不超过5.5%。该种 玻璃可见光透过率不高。
[0007] 由上述专利可W看出，在大部分的钢-巧-娃玻璃中，通过渗入铁来达到吸收红外 线的效果。铁在玻璃中一般W氧化铁(Fe203)和氧化亚铁(FeO)两种形式存在。FeO在近红 夕h中红外区域均有一个较宽的吸收带，能强烈吸收伤害人眼睛的红外线，Fe2化则具有吸收 紫外线的功能。通过调节两者之间的含量及含有比率来调整玻璃的颜色及透光性能。此外， 通过渗入Ce化和Ti化来达到吸收紫外线的目的。
[000引综上，现有的吸热玻璃技术很难同时满足吸收紫外线及红外线和可见光透过率高 的要求。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于克服上述困难，提供一种廉价的，同时具有高可见光透过率和 红外线紫外线吸收功能的玻璃。该玻璃具有足够的透明度，并且具有较低的红外线透过率 和紫外线透过率，适用于车窗玻璃及建筑窗用玻璃。
[0010] 本发明玻璃中总铁含量较低，通过渗入碳粉及提高烙化溫度将大部分化2〇3转化为 化0, W达到强烈吸收红外线效果。同时采用V2化取代Ce化，运样不仅降低了玻璃成本，又避 免了姉铁着色，即Ce〇2与Ti化两者结合应用，会使玻璃着成黄色，从而降低可见光透过率。
[0011] 本发明W普通的钢巧娃系玻璃组成为基础，各成分重量百分比为：
[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] 着色剂成分为：
[001 引总铁(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] 此种玻璃还包含0.1-0.%的碳粉，该玻璃在4mm厚度下具有78 % W上的可见光 透过率，不超过15%的紫外线透过率，不超过20%的总的红外线透过率和不超过45%的总 太阳能透过率，其主波长在507-528nm之间，色纯度不超过4%。
[0023] 铁在玻璃中一般W氧化铁(F62化)和氧化亚铁(FeO)两种形式存在，其平衡关系与 铁的总含量，烙制溫度，烙制气氛等因素有关。
[0024] 随着铁含量的增加，它们之间的化学平衡移向高价方向，使玻璃中Fe3VFe2+的比 值增加。因此，本发明玻璃渗入较低的总铁量，总铁含量选用0.2-0.7wt %。
[0025] 氧化气氛使Fe3+增加，还原气氛则使Fe2+含量增加，加入还原剂有助于FeO的形成。 因此，本发明加入少量碳粉，如果加入的碳粉量过大，则会形成FeS,产生不美观的黄绿色， 所W碳粉量为0. l-〇.2wt%。
[0026] 提高烙化溫度，反应向生成FeO方向移动，而降低烙化溫度，则Fes化含量增加，一般 的钢-巧-娃玻璃烙化溫度在1450°C左右，本发明提高烙化溫度W增加化0含量，烙化溫度为 155(TC-170(rC。
[0027] CoO用于调节玻璃的色调，由于CoO着色能力很强，为了避免玻璃严重着色，其添加 量为 5-30PPM。
【具体实施方式】
[0028] 为了更好地理解本发明，本发明将通过下面的实例进行更详细地阐述，但是本发 明不局限于下面的实施例。实施例各成分含量按照表1进行配料。
[0029] 表1实施例成分含量表
[0030]
[(
[0032] 按照上述配方，通过石英砂、白云石、石灰石、长石、纯碱引入W上各种成分，加入 要求的总铁、V2化、Ti〇2、CoO、碳粉，将基础配合料充分混合，放入刚玉相蜗中，置入电阻炉中 加热到1650°C，保溫2小时。将烙化的玻璃液诱铸到预热好的石墨板上，放入到550°C的保溫 炉中进行退火。制出的样品厚度约为6mm，经粗磨、抛光后厚度为4mm。
[0033] 按上述表格含量成分制得4mm厚的玻璃，进行测试。结果如表2:
[0034] 表 2
[0035]
[0036] 本发明的玻璃在4mm厚度下具有78% W上的可见光透过率，不超过15%的紫外线 透过率，不超过20%的总的红外线透过率和不超过45%的总太阳能透过率，其主波长在 507-528nm之间，色纯度不超过4%。
[0037] 本发明可见光透过率(Tv)采用CIE标准光源D65在380-78化m波长范围内测定，主 波长和色纯度采用10°视场，在CIE标准光源D65按照ASTME308-90中所说的方法测定。紫外 线透过率(Tsuv)根据IS09050-9(KE)标准4在280-380皿波长范围内测定。总红外线透过率 (Tsir)是在波长800-2100皿范围内间隔50皿测定的。总的太阳能透过率(Tset)根据IS09050- 90化)标准表3在其规定的波长范围内测定并采用梯形积分计算而得。
【主权项】
1. 一种高度透明的强吸收紫外和红外光的玻璃，包括玻璃主体组成部分和着色剂组成 部分，玻璃主体组成部分包括：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;该组合物着色剂组分包括:0 · 2-0 · 7wt %的总铁 (Fe2O3)，0 · 1-0 · 7wt % 的V2〇5，0 · 5-2 · Owt% 的TiO2，5-30PPM的C〇0。该玻璃广泛适用于车窗玻 璃及建筑窗用玻璃。2. 根据权利要求1所述的玻璃组合物，其特征在于:还包含0.1 wt .2wt %的碳粉。3. 根据权利要求1 _2所述的玻璃组合物，其特征在于:熔化温度为1550 °C -1700 °C。4. 根据权利要求1-3所述的玻璃组合物，其特征在于：该玻璃在4mm厚度下具有78%以 上的可见光透过率，不超过15%的紫外线透过率，不超过20%的总的红外线透过率和不超 过45%的总太阳能透过率。5. 根据权利要求1-3所述的玻璃组合物，其特征在于:该玻璃主波长在507-528nm之间， 色纯度不超过4 %。
【文档编号】C03C3/087GK105923994SQ201510995791
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月23日
【发明人】汪国年, 张柯
【申请人】江苏通天光学科技有限公司