专利名称：一种高亮度玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及玻璃制造领域，尤其涉及一种高亮度玻璃及其制备方法。
背景技术：
随着我国光电技术的快速发展和实验研究水平的提高，市场对于玻璃的亮度、白度和透过率提出更高的要求。与此同时，由于脱色剂的稳定性差的问题，随着玻璃产品存放时间的延长会发生“变色”问题。如今，高档玻璃家具、装饰用玻璃、仿水晶制品、灯具玻璃、高档建筑等行业和领域都急需高亮度，高白度和高透明度的玻璃，因此，如何提高玻璃的亮度、白度和透过率和解决“变色”问题成为玻璃制造行业的重要课题。玻璃生产 因使用大量矿产原料，会不可避免的含有一定量的杂质铁成分，使玻璃带有不同程度的黄绿色或蓝绿色。目前主要有两种方法来解决，第一种方法是将主要原材料砂岩、硅岩棒磨、水洗，降低原料中铁的含量，虽然能显著提高玻璃的白度，但成本增加很多，资金投入大。第二种方法是在玻璃的制备工艺中添加脱色剂，来改善玻璃颜色。现有技术通过添加脱色剂来改善玻璃颜色的途径主要有:
1、传统的硒(或硒化物)、钴脱色:《玻璃工艺学》(中国轻工业出版社，第I版2001年第9次印刷，第190页)。然而传统的硒或硒化物、钴脱色很不稳定，会随窑炉熔制工艺的变化而变化，随着用量的增加会降低玻璃的透光性；另外，随着玻璃产品存放时间的延长，尤其是在太阳下暴晒会发生“曝硒”而产生变色问题，优点是成本相对低，无毒。2、白砒配合硒、钴脱色:《玻璃工艺学》(中国轻工业出版社，第I版2001年第9次印刷，第190页)。为了提高在熔制过程中硒、钴脱色稳定性，《玻璃工艺学》中提到利用白砒配合硒、钴脱色，大幅度提高玻璃产品的亮度和白度，而且在熔制过程中硒、钴脱色稳定也有显著提高。但是该技术的缺点是白砒具有毒性，配料操作不安全且存在食品安全隐患问题。同时，硒粉的用量将会较原有配方增加，提高生产成本。白砒还会促使硒、钴作为脱色剂时，出现玻璃在退火和暴晒过程中的变色现象。3、氧化铈配合硒、钴脱色:《国际玻璃》中文版，2002年4月。该技术的缺点是硒粉用量相对也较多，玻璃颜色改观很小。优点是可改善玻璃的熔化质量。另外，中国专利102092941A公开了一种超白玻璃，综合玻璃化学脱色与物理脱色方法，在白色浮法玻璃配料中加入La2 (CO3) 3、Ce2 (CO3) 3、Nd2 (CO3) 3、MnO2, CoO, CuSO4,首先使玻璃中着色能力较强的Fe2+转化成着色能力较弱的Fe3+，再添加脱色剂，利用光的互补性，消除玻璃颜色，提高了玻璃可见光的透过率，降低白度。但是传统脱色剂钴、铈脱色很不稳定，会随窑炉熔制工艺的变化而变化，随着用量的增加会降低玻璃的透光性；另外，随着玻璃产品存放时间的延长，尤其是在太阳下暴晒会发生“曝硒”而产生变色问题。因此，为了解决玻璃产品长时间和太阳暴晒发生的“曝硒”导致产生变色问题，本发明将会使用一种新的方法技术，既提高玻璃产品的亮度和白度，同时也改善上述问题，满足市场对于高亮度和白度玻璃产品的需求。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高亮度玻璃及其制备方法。所述高亮度玻璃使用氧化铒替代传统的脱色剂硒粉或硒化物、钴、铈，由于氧化铒热性能稳定，其用量基本不受熔制条件的影响，且玻璃产品不会因存放时间长而发生变色现象。同时掺杂了氧化铒的玻璃产品的亮度和白度达到较高要求，大大提高了玻璃产品的品质。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高亮度玻璃，所述生产高亮度玻璃的总原料配方包括配合料，所述配合料以重量份计的主要原料配方如下:
石英砂510 630
纯碱170 208
方解石130~l64
氢氧化招18~23
氧化铒0.2 0.25
钴粉0.0005 0.0007。优选地，所述生产高亮度玻璃的总原料配方包括配合料，所述配合料以重量份计的主要原料配方如下:
石英砂610~630
纯碱190 208
方解石150 164
氢氧化招20~23
氧化铒0.22 0.25
钴粉0.0006 0.0007。优选地，所述配合料以重量份计的主要原料配方还包括:
澄清剂芒硝7 9。优选地，所述生产高亮度玻璃的总原料配方还包括碎玻璃，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致；
所述配合料占总原料的85%，所述碎玻璃占总原料的15%。优选地，该种40mm厚玻璃具有在380~780nm波长的可见光透过率大于94.3^95.3，白度小于0.04 0.05。相应地，本发明实施例还提供了一种高亮度玻璃的制备方法，依次包括以下步骤:
将510 630重量份的石英砂，170 208重量份的纯喊，130 164重量份的方解石，18 23重量份的氢氧化铝，0.2^0.25重量份的氧化铒，0.0005 0.0007重量份的钴粉以重量配比称量，进入混合机混合，得到配合料；
将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料；
将所述混合原料进入熔窑，在温度为1500°C 1650°C的条件下熔制得到玻璃液；
在1400°C 1450°C温度下，将7、重量份的澄清剂芒硝加入到所述经过熔制的玻璃
液；将加入澄清剂芒硝的玻璃液倒入成型模具中，缓慢降温至1200°C 1250°C冷却成型，退火，得到高亮度玻璃。优选地，所述制备方法依次包括以下步骤:
将610 630重量份的石英砂，190 208重量份的纯喊，150 164重量份的方解石,20 23重量份的氢氧化铝，0.22、.25重量份的氧化铒，0.0006 0.0007重量份的钴粉以重量配比称量，进入混合机混合，得到配合料；
将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料；
将所述混合原料进入熔窑，在温度为1550°C 1560°C的条件下熔制得到玻璃液；
在1420°C 1430°C温度下，将7、重量份 的澄清剂芒硝加入到所述经过熔制的玻璃
液；
将加入澄清剂芒硝的玻璃液倒入成型模具中，缓慢降温至1200°C 1250°C冷却成型，退火，得到高亮度玻璃。优选地，将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料的步骤之前，还包括:
将所述碎玻璃清洗加工。优选地，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致。优选地，该种40mm厚玻璃具有在38(T780nm波长的可见光透过率大于94.3^95.3，白度小于0.04 0.05。实施本发明实施例，具有如下有益效果:
本发明关于一种高亮度玻璃及其制备方法，综合了玻璃的化学脱色与物理脱色方法，首先使玻璃中着色能力较强的二价铁转化为着色能力较弱的三价铁，再利用光的互补性，使玻璃的颜色消失，达到最佳效果。与现有技术相比，其改进点在于使用氧化铒替代传统的脱色剂硒粉或硒化物、钴、铈。氧化饵(Er2O3)的少量加入能增强玻璃对紫外光线的反射，而使紫外透射比降低。另外由于氧化铒热性能稳定，其用量基本不受熔制条件的影响，且玻璃产品不会因存放时间长而发生变色现象。同时，氧化铒可明显提高玻璃的亮度、白度和透过率，提闻玻璃广品的品质。其次，采用氧化铒替代硒粉作为脱色剂，无需再提高玻璃生产其它原材料质量要求，就可达到大幅度提高产品的亮度和白度的目的，资金投入变化不大，同时也满足了市场的要求。再次，采用氧化铒替代硒粉作为脱色剂，热性能稳定，因其基本不受熔制条件影响，替代后原料的用量稳定，产品颜色质量稳定性好；而现有技术采用硒粉作为脱色剂，因受熔制条件影响比较大，原料的用量波动大，产品颜色质量稳定性也差。最后，本发明仅仅采用氧化铒和钴粉就可以达到高亮度和高白度,从而不需与氧化镧和氧化铈，节约了稀土元素。
图1是本发明一种高亮度玻璃的制备方法的流程 图2是颜色互补色与波长对应 图3是玻璃产品颜色透过率曲线图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。本发明实施例提供了本发明实施例提供了一种高亮度玻璃，所述生产高亮度玻璃的总原料配方包括配合料，所述配合料以重量份计的主要原料配方如下:
石英砂510 630
纯碱170 208
方解石13(Tl64
氢氧化招18~23
氧化铒0.2 0.25 钴粉0.0005 0.0007。优选地，所述生产高亮度玻璃的总原料配方包括配合料，所述配合料以重量份计的主要原料配方如下:
石英砂610 630
纯碱190 208
方解石150 164
氢氧化招20^23
氧化铒0.22 0.25
钴粉0.0006 0.0007。石英砂主要成分为S i O2, S i O2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、机械强度和粘度等。含量过低，玻璃的各种性能会下降，含量过高，原料难以熔化。方解石主要成分为碳酸钙矿物CaC03。氧化饵(Er2O3)的少量加入能增强玻璃对紫外光线的反射，而使紫外透射比降低，但量大显色。本发明中Er2O3的适合用量为0.2^0.25重量份。钴粉CoO在玻璃中可能有CoO6和CoO4两种配位状态，前者的吸收带处于550nm附近，颜色偏紫，能与Fe3+的黄绿色互补，后者吸收带处于620nm附近，颜色偏蓝，能与Fe2+青绿色互补。所述配合料以重量份计的主要原料配方还包括:
澄清剂芒硝7 9。本发明使用传统的芒硝澄清剂，无毒，澄清效果好，成本比较低。由于配合料各组分的分解和挥发等析出大量的气体，存在部分气体没有从玻璃熔体中完全逸出，以气泡的形式残留在玻璃液中，严重影响玻璃产品的质量。因而需要添加澄清剂芒硝，对玻璃液进行澄清，消除玻璃液的气泡。所述生产高亮度玻璃的总原料配方还包括碎玻璃，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致；
所述配合料占总原料的85%，所述碎玻璃占总原料的15%。该种40mm厚玻璃具有在38(T780nm波长的可见光透过率大于94.3 95.3，白度小于 0.04 0.05。相应地，如图1所示，本发明实施例还提供了一种高亮度玻璃的制备方法，依次包括以下步骤:
SlOldf 510 630重量份的石英砂，170^208重量份的纯碱，130^164重量份的方解石，If 23重量份的氢氧化铝，0.2^0.25重量份的氧化铒，0.0005 0.0007重量份的钴粉以重量配比称量，进入混合机混合，得到配合料。优选地，将610 630重量份的石英砂，190^208重量份的纯碱，150^164重量份的方解石，2(Γ23重量份的氢氧化铝，0.22、.25重量份的氧化铒，0.0006 0.0007重量份的钴
粉以重量配比称量，进入混合机混合，得到配合料。S102，将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料。优选地，在S102步骤之前，还包括:
将所述碎玻璃清洗加工。优选地，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致。S103，将所述混合原料进入熔窑，在温度为1500°C 1650°C的条件下熔制得到玻璃液。优选地，所述熔制温度为1550°C ^1560°C。玻璃在熔制的过程中会发生以下物理化学变化: CaCO3 + Na2CO3 = CaNa2 (CO3) 2
β -石英=α -石英
CaNa2 (CO3) 2 + 2Si02 = Na2SiO3 + CaSiO3 + 2C02 CaNa2 (CO3) 2 + Na2C03+3Si02 =2 Na2SiO3+ CaSiO3 + 3C02 CaCO3=CaO+ CO2 CaNa2(CO3)2=Na2O+ CaO+ 2C02 CaO+ SiO2 = CaSiO3
与Er2O3最后可以形成高亮度、高白度和高透过率的掺杂氧化铒的高亮度玻璃。S104，在1400°C 1450°C温度下，将7、重量份的澄清剂芒硝加入到所述经过熔制的玻璃液。优选地，加入澄清剂芒硝的温度为1420°C 1430°C。S105，将加入澄清剂芒硝的玻璃液倒入成型模具中，缓慢降温至1200°C 1250°C冷却成型，退火，得到高亮度玻璃。该种40mm厚玻璃具有在38(T780nm波长的可见光透过率大于94.3^95.3，白度小于 0.04 0.05。本发明关于一种高亮度玻璃及其制备方法，其玻璃使用氧化铒替代传统的脱色剂硒粉或硒化物，由于氧化铒热性能稳定，其用量基本不受熔制条件的影响，且玻璃产品不会因存放时间长而发生变色现象。同时玻璃产品的亮度和白度达到较高要求，提高玻璃产品的品质。本发明钠钙硅玻璃生产使用氧化铒玻璃会着色成玫瑰红色、使用硒粉玻璃会着色成粉红色。玻璃生产因使用大量矿产原料，会不可避免的含有一定量的杂质铁成分，它的存在形式有FeO和Fe2O3两种，其中Fe2+使玻璃产品呈蓝绿色，Fe3+使玻璃产品呈黄绿色，Fe2+的着色能力比Fe3+的高出十几倍。但是，这些铁离子皆会降低玻璃的亮度和白度。根据颜色的互补原理，如图2颜色互补色与波长对应图所示，红色可与绿色形成互补色减弱颜色基调。因此，在传统的脱色方法中，往往会向原料添加硒粉或硒化物，着色在玻璃上呈粉红色，粉红色与绿色互补的主基调呈微黄绿色；而本发明使用的氧化铒替代硒粉或硒化物作为脱色剂，着色在玻璃上呈玫瑰红色，玫瑰红色与绿色互补恰当的话主基调显微紫色。紫色波长接近390nm,而黄绿色波长接近560nm,人眼对560nm的颜色比390nm附近的敏感度高，即色差感更强烈，所以使用氧化铒替代硒粉可降低人眼对颜色的敏感度，从而提升玻璃的亮度和白度。且氧化铒性能稳定，用量基本不随熔制条件的变化而变化，掺有氧化铒的玻璃产品不会因存放时间长而发生变色现象。另外，本发明高亮度玻璃配合使用合理量的钴粉，合理量的钴粉会使玻璃带轻微蓝色，搭配在精高白玻璃上会使玻璃颜色更高档。传统使用硒粉脱色玻璃与本发明使用氧化铒脱水玻璃进行亮度、白度和透过率对比试验如下:
一、准备对比试验材料:本发明高亮度玻璃以及现有技术的硒粉脱色玻璃
按照表一原料配方I的配方制备硒粉脱色玻璃；
称取85%的配合料(按照表一原料配方2)和15%的碎玻璃，并以本发明的制备方法制备出使用氧化铒脱色的高亮度玻璃。其中，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致。也就是说，所述碎玻璃为由本发明制得的废品玻璃。表一如下:
权利要求
1.一种高亮度玻璃，其特征在于，所述生产高亮度玻璃的总原料配方包括配合料，所述配合料以重量份计的主要原料配方如下: 石英砂510 630 纯碱170 208 方解石13(Tl64 氢氧化招18^23 氧化铒0.2 0.25 钴粉0.0005 0.0007。
2.根据权利要求1所述的高亮度玻璃，其特征在于，所述生产高亮度玻璃的总原料配方包括配合料，所述配合料以重量份计的主要原料配方如下: 石英砂610 630 纯碱190 208 方解石150 164 氢氧化招20^23 氧化铒0.22 0.25 钴粉0.0006 0.0007。
3.根据权利要求1或2任一项所述的高亮度玻璃，其特征在于，所述配合料以重量份计的主要原料配方还包括: 澄清剂芒硝7 9。
4.根据权利要求3所述的高亮度玻璃，其特征在于，所述生产高亮度玻璃的总原料配方还包括碎玻璃，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致； 所述配合料占总原料的85%，所述碎玻璃占总原料的15%。
5.根据权利要求4所述的高亮度玻璃，其特征在于，该种40mm厚玻璃具有在38(T780nm波长的可见光透过率大于94.3 95.3，白度小于0.04 0.05。
6.一种高亮度玻璃的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤: 将510 630重量份的石英砂，170 208重量份的纯喊，130 164重量份的方解石，18 23重量份的氢氧化铝，0.2^0.25重量份的氧化铒，0.0005 0.0007重量份的钴粉以重量配比称量，进入混合机混合，得到配合料； 将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料； 将所述混合原料进入熔窑，在温度为1500°C 1650°C的条件下熔制得到玻璃液； 在1400°C 1450°C温度下，将7、重量份的澄清剂芒硝加入到所述经过熔制的玻璃液； 将加入澄清剂芒硝的玻璃液倒入成型模具中，缓慢降温至1200°C 1250°C冷却成型，退火，得到高亮度玻璃。
7.根据权利要求6所述的高亮度玻璃玻璃的制备方法，其特征在于，所述制备方法依次包括以下步骤: 将610 630重量份的石英砂，190 208重量份的纯喊，150 164重量份的方解石,20 23重量份的氢氧化铝，0.22、.25重量份的氧化铒，0.0006 0.0007重量份的钴粉以重量配比称量，进入混合机混合，得到配合料；将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料； 将所述混合原料进入熔窑，在温度为1550°C 1560°C的条件下熔制得到玻璃液； 在1420°C 1430°C温度下，将7、重量份的澄清剂芒硝加入到所述经过熔制的玻璃液； 将加入澄清剂芒硝的玻璃液倒入成型模具中，缓慢降温至1200°C 1250°C冷却成型，退火，得到高亮度玻璃。
8.根据权利要求6或7任一项所述的高亮度玻璃玻璃的制备方法，其特征在于，将85%的所述配合料和15%的所述碎玻璃混合，得到混合原料的步骤之前，还包括: 将所述碎玻璃清洗加工。
9.根据权利要求8所述的高亮度玻璃的制备方法，其特征在于，所述碎玻璃的成分与所述配合料的成分一致。
10.根据权利要求9所述的高亮度玻璃，其特征在于，该种40mm厚玻璃具有在38(T780nm波长的可见 光透过率大于94.3 95.3，白度小于0.04 0.05。
全文摘要
本发明公开了一种高亮度玻璃，其主要原料配比:石英砂510~630重量份，纯碱170~208重量份，方解石130~164重量份，氢氧化铝18~23重量份，氧化铒0.2~0.25重量份，钴粉0.0005~0.0007重量份。本发明还公开了一种高亮度玻璃的制备方法。采用本发明，解决玻璃产品长时间和太阳暴晒发生的“曝硒”导致产生变色问题，同时也提高了玻璃的亮度、白度和透明度。
文档编号C03C6/02GK103102072SQ201110356638
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者李智校 申请人:福建华兴玻璃有限公司