专利名称：：无色透明的强吸收紫外线的功能性玻璃的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种无色透明的强吸收紫外线的功能性玻璃，此种玻璃广泛应用于汽车玻璃、建筑物玻璃以及艺术玻璃领域。
背景技术：
：近年来随着我国经济的迅速发展，重工业排放的有害气体使臭氧层破坏日益严重，而且汽车以及高层建筑逐渐增多，紫外线辐射强度增加，汽车以及建筑物内的豪华装饰受紫外线照射的破坏日趋严重。稀土是我国的重要战略资源之一，其储量、产量及出口量均列世界第一。特别是包头白云鄂博其稀土储量居世界第一，其中97。/。为轻稀土，50%为氧化铈，由于磁性材料的飞速发展，氧化钕过度开采，而导致氧化铈大量积压。因此，必须尽快扭转这种局面，打开轻稀土，特别是铈的应用面。玻璃领域中已经研制出几种能够吸收紫外线的玻璃，例如，PPG公司在中国申请的ZL97104961.0专利，涉及了一种"红外和紫外辐射吸收绿色玻璃组合物"，它采用标准的钠钙硅玻璃基础组合物和作为红外和紫外吸收物质和着色剂的铁、铈、铬和任选的钛。该玻璃具有至少约65%的透光性(LAT)，不超过约38%的总太阳紫外线透过性(TSUV)。中国上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司申请的ZL200510112140.9专利，涉及了一种"高可见光透过率和低紫外线透过率的平板玻璃"，它是在普通浮法玻璃的基础上加入重量百分比O.7~1.2%的铁(以FeA计)、0.8~1.5%的铈(以Ce02计)，00.6的钛(以1102计)和2~15ppm的钴(以Co:A计)，所熔制出的厚度为4醒玻璃的可见光透过率大于70。/。，而紫外线透过率小于10%。欧文斯一布洛克威玻璃容器有限公司在中国申请的ZL1236742A专利，其减少了波长在大约400纳米以下的紫外光透射，该组合物具有与钠钙硅玻璃相似的熔融和成型特性，且含有Si02、CaO、MgO、K20、S03和紫外线吸收量大约为0.4~0.8重量％的FeO+Fe203,和大约24重量％的MnO+Mn02。日本板硝子株式会社在中国申请的ZL00802853.2专利，涉及一种"红外紫外辐射吸收玻璃"，它是一种具有绿色调的红外和紫外辐射吸收玻璃，含有以重量％计算的如下成分钠200910164470.0说明书第2/6页钙硅碱性玻璃，和一些着色成分。着色成分包含有以FeA计0.40%~0.58%的总氧化铁量，0.05~0.5%的Ce02，(TO.5%的Ti02，及0.0001%0.002%的CoO。洛阳玻璃股份有限公司申请的ZL02110302.X专利，涉及一种"吸收紫外线黄色浮法玻璃着色剂"，提出的吸收紫外线黄色浮法玻璃着色剂的组分和重量％组成如下FeA为0.06~0.18%，.他02为0.3~0.7%，CoA为(TO.002%,VA为0.05~0.25，利用此发明着色剂生产的吸收紫外线黄色浮法玻璃，紫外线透过率小于15%,可见光透过率大于70%。以上发明大多利用氧化铁、氧化铈、氧化钛之间的相互作用达到屏蔽紫外线的效果，这些氧化物含量过高必然会给玻璃着色，使玻璃可见光的透过率下降，且使玻璃带有黄色或黄绿色等，氧化铈、氧化钛的价格昂贵，使玻璃成本大大提高，从而抑制了防紫外线玻璃的推广。'
发明内容本发明的目的在于提供一种提高玻璃的紫外吸收强度且增加玻璃对可见光的透过率的无色透明的强吸收紫外线的功能性玻璃。技术解决方案本发明以普通钠钙硅浮法玻璃的组成作为基础，各成分的重量百分比为普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:7584%氧化钠Na20:815%氧化鈣Ca0:515%氧化镁MgO:28%氧化铝A1A:0~3%氧化铁FeA:0.05~0.3%在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入功能性的稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C03)3:0.13%碳酸镨Pr2(C03)3:0.050.8%本发明无色强吸收紫外线的功能性玻璃，普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:75~84%氧化钠Na20:815%氧化钙Ca0:515%氧化镁Mg0:28%氧化铝A1203:03%氧化铁Fe203:0.050.3%在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入功能性的稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C03)3的含量为0.2~2.5%，碳酸镨Pr2(C03)3含量为:0.060.7%。该种4mm厚玻璃具有大于80%的可见光透过率，小于20%的紫外线透过率，用CIE1976L^a朴—示准表示，色差△E小于0.4。本发明优选方案无色强吸收紫外线的功能性玻璃，普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:75~84%氧化钠Na20:815%氧化钙Ca0:515%氧化镁Mg0:2~8%氧化铝A1203:03%氧化铁FeA为00.25%在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入功能性的稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C03)3的含量为0.2~2.1%，碳酸镨Pr2(CO》3含量为0.10.6%。该种4mm厚玻璃具有大于85%的可见光透过率，小于18%的紫外线透过率，用CIE1976bNa朴n4示准表示，色差AE小于0.25。本发明优选方案无色强吸收紫外线的功能性玻璃，普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:7584%氧化钠Na20:815%氧化f丐CaO:5~15%氧化镁MgO:28%氧化铝A1203:03%_氧化铁Fe.A为00.15%_在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入功能性的稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C0》3的含量为0.31.6%，碳酸镨Pr2(C0丄的含量为0.120.5°/0。该种4mm厚玻璃具有大于88%的可见光透过率LT，小于14%的紫外线透过率ISOUV，用CIE1976I^a朴耐示准表示，色差AE小于0.1。下面说明对本发明无色的强吸收紫外线的功能性玻璃的组成进行限定的理由，以下所有的百分数是重量％。Si02是构成玻璃骨架的主要成分，能降低玻璃的热膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、软化温度、耐热性、硬度、机械强度和黏度等。含量过低，玻璃的各种性能会下降，含量过高，原料难以熔化。Na20是玻璃网络外体氧化物，可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是玻璃良好的助溶剂，但同时它会增加玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械强度，所不能引入过多，一般不超过18%，引入过少，玻璃的熔化效果就差。CaO是玻璃网络外体氧化物，在玻璃中的主要作用是稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机械强度，但含量较高时，使玻璃的结晶倾向增大，而且易使玻璃发脆，一般不超过12.5%。氧化铁是砂岩中含有的一种杂质，它的存在形式有FeO和FeA两种，FeO会使玻璃呈蓝绿色，FeA会使玻璃呈黄绿色，低价铁的着色能力大约为高价铁着色能力的10倍。不管是高价铁还是低价铁都会降低玻璃的透明度，我国的浮法玻璃生产的原料中氧化铁含量大都在0.070.20%之间，而国外或合资线浮法玻璃的氧化铁含量大都在0.05%左右，所以国内浮法生产的玻璃普遍呈现不良的蓝绿色，从而降低透明度和光泽度，影响了玻璃的质量。Ce2(C03)3在高温下可分解为Ce02，在玻璃中&02可以起到吸收紫外线的作用，本发明中选用Ce(C03)2而不直接选用Ce02，是因为Ce2(C03)3高温分解释放出02气体能够加速玻璃中气泡的逸出，替代了部分芒硝，降低了环境污染。Ce02在高温下还可以继续分解，化学式如下2Ce203+02，。c>4Ce022Ce02腦。c>Ce203+Ce02在高温反应中做氧化剂，即可以还原氧化铁减弱铁的着色能力，又可以起到澄清和吸收紫外线的功能。但Ce02含量不能过高，过高容易使高价铁含量增加，使玻璃显淡黄色。Pr2(C0:,)3在高温下可分解出Pr60u，同时释放出C02气体，加速了玻璃液的澄清过程，Pr^u含量较低时几乎不吸收紫外线，但含量高时对紫外线的吸收作用也比较强，含量过高容易使玻璃显淡黄绿色，Pre0n与Ce02同时加入可促进Ce02对紫外线的吸收作用，增加可见光的透过率。本发明的无色透明的强吸收紫外线的功能性玻璃具有较高的可见光透过率和紫外线吸收率，且可以直接将紫外线吸收剂加入到普通浮法玻璃配料中进行工业化生产，成本较低且经济环保，是汽车以及建筑用玻璃的最佳选择。具体实施例方式本发明将通过下面的实例进行更详细的描述，但是本发明不受限于以下实施例。以下实施例中均使用普通浮法玻璃的基础配料，各成分含量如表1:表1实施例基础配料成分表/%(按重量百分比计，总铁含量以FeA计)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>通过砂岩、白云石、石灰石、纯碱和芒硝引入以上各种成分，将基础配合料充分混合，每次称取100g，放入刚玉坩埚中，加入要求的Ce2(C03)3和Pr2(C03)3，见表2，混匀后放入到电阻炉中加热到145(TC，保温2小时后将熔化的玻璃液浇铸到涂有锆粉的钢板上后，放入到550'C的保温炉中进行退火。制出的样品厚度约为6咖，经粗磨抛光后厚度为4mm。表2实施例玻璃配料中添加剂的含量/%<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>将每块抛光好的4咖厚的玻璃用BTF-1可见光透过率测试仪、TV-1901I双光束紫外可见光分光光度计和SC-80色度色差仪分别测量可见光透过率(LT)、总太阳紫外线透过率(TSUV)和色差AE，见表3。表3实施例玻璃的测试结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>通过上表可以看出，本发明的厚度为4mm的玻璃具有大于85%的可见光透过率(LT)，优选的具有88%以上的可见光透过率；总太阳紫外线透过率(TSUV)小于18%，优选的总太阳紫外线透过率小于1战；色差AE小于0.4，优选可以小于O.1,效果十分理想。工业实用性如上详细描述，本发明生产的玻璃具有高可见光透过率和强紫外线吸收率，不改变浮法玻璃的生产工艺，直接加入要求的添加剂即可实现大规模工业生产，可广泛的应用在汽车以及建筑窗用玻璃等。权利要求1.无色透明的强吸收紫外线的功能性玻璃，其配方如下普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅SiO275~84％氧化钠Na2O8~15％氧化钙CaO5~15％氧化镁MgO2~8％氧化铝Al2O30~3％氧化铁Fe2O30.05~0.3％在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(CO3)30.1~3％，碳酸镨Pr2(CO3)30.05~0.8％2.无色强吸收紫外线的功能性玻璃，其特征在于普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:7584%氧化钠Na20:815%氧化钙Ca0:515%氧化镁Mg0:2~8%氧化铝A1A:(T3%氧化铁Fe203:0.05~0.3%在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C0》3的含量为0.22.5%，碳酸镨Pr2(C0丄含量为0.06、.713.按权利要求1或2所述的玻璃组合物，其特征在于该种4mm厚玻璃具有大于80%的可见光透过率，小于20%的紫外线透过率，用CIE1976L勤补耐示准表示，色差AE小于O.4。4.无色强吸收紫外线的功能性玻璃，其特征在于普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:7584%氧化钠Na20:815%氧化钙CaO:5~15%氧化镁MgO:2~8%氧化铝A1A:03%氧化铁FeA为00.25M在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C03):!的含量为0.2~2.1%，碳酸镨Pr2(C0丄含量为0.广O.6%。5.按权利要求4所述的无色强吸收紫外线的功能性玻璃，其特征在于该种4mm厚玻璃具有大于85%的可见光透过率，小于18%的紫外线透过率，用CIE19761^a朴+标准表示，色差AE小于0.25。6.无色强吸收紫外线的功能性玻璃，其特征在于普通钠钙硅浮法玻璃的组成成分的重量百分比为氧化硅Si02:7584%氧化钠Na20:8~15%氧化钙CaO:5~15%氧化镁MgO:2~8%氧化铝A1203:(T3%氧化铁FeA为(TO.15%在上述普通钠钙硅浮法玻璃中加入稀土元素，占浮化玻璃重量比为碳酸铈Ce2(C0丄的含量为0.31.6%，碳酸镨Pr2(CO》3的含量为0.12~0.5%。7.按权利要求6所述的无色强吸收紫外线的功能性玻璃，其特征在于该种4mm厚玻璃具有大于88%的可见光透过率LT，小于14%的紫外线透过率IS0UV，用CIE1976L承a朴+标准表示，色差AE小于O.1。全文摘要本发明提供了一种无色透明的强吸收紫外线的功能性玻璃。它在普通浮法玻璃的基础上加入重量百分比为0.1～3％的碳酸铈(Ce<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>)和0.05～0.8％的碳酸镨(Pr<sub>2</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>)，作为玻璃的紫外线吸收剂和脱色剂，使熔制出的玻璃厚度为4mm，其可见光透过率大于80％，紫外线透过率小于20％，色差小于0.4，优选配方可见光透过率大于88％，紫外线透过率小于14％，色差小于0.1。该玻璃可广泛的应用于汽车玻璃、建筑玻璃以及艺术玻璃等。文档编号C03C3/095GK101624262SQ200910164470公开日2010年1月13日申请日期2009年7月29日优先权日2009年7月29日发明者张晓伟,张永强,梅李,柳召刚,王觅堂,胡艳宏申请人:内蒙古科技大学