专利名称：一种防紫外线的硬料玻壳玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种照明用硬料玻壳玻璃及其制备方法，尤其是一种适于室外环境并 能够有效拦截紫外线的硬料玻壳玻璃及其制备方法。
背景技术：
众所周知，硼硅酸盐玻璃化学性质稳定，耐水、耐酸碱性能优良，尤其具有良好的 机械强度和耐热急变性能，被作为电光源用玻璃加工成各种规格的玻壳、玻管、玻棒等，作 为照明光源外壳其优异的理化性能除起保护作用外，还可防止环境对灯的影响，同时该玻 璃产品具有可见光高透过率，并且具有抗紫外和防暴晒性能，不含铅等有害元素，所以广泛 用于环境温度为-20°C 40°C的道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇 处、工矿企业、公园、庭院照明等地方。也被国家轻工业局列为电光源硬料玻壳首选材料，并 制定了 DGW233型和DGW240型电光源玻璃主要技术数据QB/T 2451-99标准，但随着使用范 围的推广，一些工矿企业或特殊环境对玻壳的耐酸碱性、耐热急变性都提出了更高的要求， 同时随着人们环保意识的增强，大力提倡绿色照明，对玻壳截紫外线性能也提出了要求。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种能够有效截紫外线的硬料玻壳玻 璃，本玻璃能够有效拦截紫外线，适于室外及一些特殊环境的照明要求，满足目前电子工业 的发展需求和人们对绿色环保、绿色照明的需求。本发明还提供了该硬料玻壳玻璃的制备方法。本发明是通过以下措施实现的
一种防紫外线的硬料玻壳玻璃，包括下列重量百分比的组分
SiO276 77%
Al2O33 3. 4%
B2O313. 8 14. 9%
R2O5. 5 6%
Ti2O0.09%
CeO20.07%
Fe2O3^ 0. 04%
其中，R为碱金属元素。上述硬料玻壳玻璃中，R20优选为Na2O或/和1(20。上述硬料玻壳玻璃的优选配方为(重量百分比) SiO2 76. 5%
Al2O33. 3%
B2O314. 2%
Na2O5. 2%K2O0.6%
Ti2O0.09%
CeO20.07%
Fe2O30. 04%ο上述防紫外线的硬料玻壳玻璃是由下列重量比的原料经配制、熔制、成型而得 石英砂硼砂硼酸氢氧化铝碳酸钾食盐氧化钛氧化铈=49 102 :15. 5
32. 5 :5 9. 2 :3· 2 5. 8 :1 2 :3· 5 6. 9 0. 06 0. 12 0. 05 0. 1。上述制备方法中，原料的优选配比为(重量比)石英砂硼砂硼酸氢氧化铝碳 酸钾食盐氧化钛氧化铈=50. 5 16 5 3. 2 1 3. 5 0. 06 0. 05。上述所得玻璃的理化特性为热稳定性> 2680C，耐水性能为HGBl级，紫外光透过 滤结果为灯壳颈部波长315nm时为34. 73%，灯壳泡部波长315nm时为45. 77%。本发明中SiO2来源于石英砂，Al2O3来源于氢氧化铝，B2O3来源于硼砂和/或硼酸， Na2O来源于硼砂，K2O来源于碳酸钾。这样可以降低成本，为了使制得的玻璃理化性能优越， 各原料纯度要求尽量大。因为氧化铈(CeO2)中的Ce4+能显著提高玻璃吸收紫外线的能力，并且可见区的 透过滤很高，四价铈的紫外吸收带常进入可见光区，使玻璃产生淡黄色，另外，含氧化铈的 玻璃还具有在强辐射线照射下不变色的性能。在硅酸盐玻璃中，部分二氧化钛(TiO2)以 [TiO4]形式进入结构网络中，部分以八面体形式处于结构网外，TiO2可以提高玻璃的折射 率和化学稳定性，增加玻璃吸收X-射线的能力，同时还具有强烈吸收紫外线的性能。紫外 吸收带常进入可见区的紫兰色部分，使玻璃产生棕黄色。一般情况下，铈和钛在玻璃中常按 一定比例配合使用，铈和钛一般会产生金黄色，但在不同基础玻璃成分下，变动铈和钛比例 还可以呈其它不同的颜色。铈和钛是一种重要的混合着色物质，二者配合使用可以达到最 佳的使用效果。本发明精选了最佳组分配方及最简制备工艺，生产出的硼硅电光源玻璃各项指标 均达到或超过了 QB/T 2451-99标准，其中热稳定性> 268°C，耐水性能为HGBl级，紫外光 透过滤结果为灯壳颈部波长315nm时为34. 73%，灯壳泡部波长315nm时为45. 77%，因此 能有效拦截紫外线，减少紫外线对人体的伤害。同时，本发明具有良好的化学稳定性、耐热 急变性、耐水性和耐酸碱性。所以它不但能完全满足道路、高速公路、工矿企业或特殊环境 对玻壳的耐酸碱性、耐热急变性能要求苛刻的环境，而且也符合当前国际上提倡的“绿色照 明”的理念，满足人们对照明质量、照明环境和减少污染的迫切要求。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明进行进一步阐述，应该明白的是，下述说明仅是示 例性的，并不对本发明进行阐述。本发明中各原料成分尽量选择纯度高的，本实施例中选用的各原料的纯度、粒度、 杂质含量如下
石英砂:Si02>99. 3%，Fe203 <0. 02%;颗粒度全部通过40目，40 60目彡0. 1%，60 140 目彡80. 0%，200目以下彡5. 0% ；水分彡0. 5% ；
硼砂:Na2B407. 5H20 彡 99. 0% (B2O3 彡 47. 0% Na2O 彡 21. 0%), Fe2O3 彡 0. 005% ；硼酸=H3BO3 彡 99. 8% (B2O3 彡 56. 21%)，Fe2O3 彡 0. 01% ；
氢氧化铝A1 (OH) 3 彡 96. 4% (Al2O3 彡 63. 0%)，Fe2O3 彡 0. 01% ；水分彡 10. 0% ； 食盐=NaCl 彡 98. 0%, Fe2O3 ( 0. 05% ；粒度 20 目以上彡 5. 0% ； 碳酸钾:K2C03 彡 99. 0%( k20 ^ 67. 43% ), KCl ( 0. 1%，Fe2O3 ( 0. 005% ； 氧化钛=TiO2 彡 97. 5%, Fe2O3 ( 0. 01% ； 氧化铺:Ce02 彡 99. 0%, Fe2O3 彡 0. 01%。实施例1
所需原料为石英砂49kg、硼砂15. 5kg、硼酸6. 6kg、氢氧化铝3. 3kg、食盐3. 5kg、碳 酸钾1kg、氧化钛0. 06kg、氧化铈0. 05kg。将上述原料混合均勻，再经熔制、成型等常规玻璃 制备步骤得到下列组分的玻璃
SiO2 76%、Al2O3 3.4%、B2O3 14. 9%, Na2O 5. 5%、Ti2O 0. 09%、CeO2 0. 07%、Fe2O3 0.04%。本玻璃在280-320nm紫外透过率为30 % 46 %。实施例2
所需原料为石英砂102kg、硼砂32. 5kg、硼酸9. 2kg、氢氧化铝5. 8kg、食盐6. 9kg、碳 酸钾2kg、氧化钛0. 12kg、氧化铈0. Ikgo将上述原料混合均勻，再经熔制、成型等常规玻璃 制备步骤得到下列组分的玻璃
SiO2 77%、Al2O3 3%, B2O3 13. 8%, Na2O 6%, Ti2O 0. 09%、CeO2 0. 07%、Fe2O3 0.04%。本玻璃在280-320nm紫外透过率为30 % 46 %。实施例3
所需原料为石英砂50. 5kg、硼砂17. 9kg、硼酸3. 4kg、氢氧化铝3. 2kg、食盐3. 5kg、 氧化钛0. 06kg、氧化铈0. 05kg。将上述原料混合均勻，再经熔制、成型等常规玻璃制备步骤 得到下列组分的玻璃
SiO2 76. 5%,Al2O3 3. 3%,B2O3 14. 2%,Na2O 5. 8%, Ti2O 0.09%、CeO2 0. 07%, Fe2O3 0.04%。
本玻璃在280-320nm紫外透过率为30 % 46 %。实施例4
所需原料为石英砂50. 5kg、硼砂16kg、硼酸5kg、氢氧化铝3. 2kg、食盐3. 5kg、碳酸 钾1kg、氧化钛0. 06kg、氧化铈0. 05kg。将上述原料混合均勻，再经熔制、成型等常规玻璃制 备步骤得到下列组分的玻璃
SiO2 76. 5%、Al2O3 3. 3%、B2O3 14. 2%、Na2O 5. 2%、K2O 0. 6%、Ti2O 0. 09%、CeO2 0. 07%、 Fe2O3 0.04%。本玻璃在280_320nm紫外透过率为30 % 46 %。
权利要求
一种防紫外线的硬料玻壳玻璃，其特征是包括下列重量百分比的组分SiO2 76~77% Al2O33~3.4% B2O313.8~14.9% R2O5.5~6% Ti2O0.09% CeO2 0.07% Fe2O3 ≤0.04%其中，R为碱金属元素。
2.根据权利要求1所述的硬料玻壳玻璃，其特征是所述R2O为Na2O或/和K20。
3.根据权利要求2所述的硬料玻壳玻璃，其特征是包括下列重量百分比的组分 SiO976. 5%3. 3% 14. 2% 5. 2% 0. 6% 0. 09% 0. 07% 0. 04%οAl2O3B2O3Na2OK2OTi2OCeO9Fe2O3
4.一种权利要求2或3所述的防紫外线的硬料玻壳玻璃的制备方法，其特征是由下列 重量比的原料经配制、熔制、成型而得石英砂硼砂硼酸氢氧化铝碳酸钾食盐氧化钛氧化铈=49 102 15. 5 32. 5 :5 9. 2 :3· 2 5. 8 :1 2 :3· 5 6. 9 0. 06 0. 12 0. 05 0. 1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是由下列重量比的原料经配制、熔制、成型 而得石英砂硼砂硼酸氢氧化铝碳酸钾食盐氧化钛氧化铈=50. 5 16 53.21 3. 5 0. 06 0. 05。
全文摘要
本发明公开了一种防紫外线的硬料玻壳玻璃，包括下列重量百分比的组分SiO276~77%、Al2O33~3.4%、B2O313.8~14.9%、R2O5.5~6%、Ti2O0.09%、CeO20.07%、Fe2O3 ≤0.04%，其中，R为碱金属元素。本发明还公开了该玻璃的制备方法。本发明的玻璃除理化性能稳定，耐水、耐酸碱，耐热急变性能优良外，还能够有效拦截紫外线，适于室外及一些特殊环境的照明要求，满足目前电子工业的发展需求和人们对绿色环保、绿色照明的需求。
文档编号C03C3/095GK101885581SQ20101023914
公开日2010年11月17日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者史生宏, 孙庆伟, 张建忠, 朱琪, 李晔, 杨中辰, 薛俊田 申请人:济南力诺玻璃制品有限公司