技术简介：
本发明针对传统玻璃防紫外、红外性能差及镀膜成本高、寿命短的问题，创新性地采用硝酸铈铵、氯化亚铁等原料通过水热法制备纳米复合物，并将其融入玻璃原料中。该纳米复合物显著提升了玻璃的紫外、红外屏蔽性能，同时保持可见光高透光率和优异的抗折强度、耐酸性，解决了现有技术中性能与成本难以兼顾的难题。
关键词：高性能玻璃,纳米复合物
本发明涉及玻璃生产
技术领域：
，特别涉及一种高性能玻璃及其制备方法。
背景技术：
：玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物，广泛用于建筑、日用、艺术、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。用于建筑和汽车领域的玻璃，需要具备防紫外线和红外线的功能，现有技术中，通常在玻璃表面镀低反射膜，增加了玻璃的生产成本，且低反射膜使用寿命短。中国专利cn103951186b公开了一种生产高亚铁玻璃的配合料组分及其应用，在玻璃料中加入单质si、碳粉和硫酸盐等；生产出来的玻璃亚铁含量在31％以上大部分达到了37％以上，能保持玻璃基本的性质，生产工艺简单，原料便宜；但该方法生产的玻璃在可见光区域透光率降低，且对紫外光的吸收性能不佳。技术实现要素：本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种高性能玻璃及其制备方法。为解决上述问题，本发明的技术方案如下：一种高性能玻璃，包括以下重量份的原料：二氧化硅：50-60份；氧化钠：7-15份；氧化钾：1-3份；氧化镁：3-6份；纳米复合物：4-6份；所述纳米复合物的制备方法为：将硝酸铈铵、氯化亚铁、聚乙烯亚胺、水按照质量比为3:0.5-1.5:13:87的比例混合均匀后，通入惰性气体，搅拌条件下加热至55-65℃，50-70分钟后，在惰性气体氛围下，向溶液中通入二氧化碳气体，10-15分钟后，停止通二氧化碳气体，升温至80-90℃，保温反应60-80分钟小时后，制成前驱体溶液，将前驱体溶液与乙醇溶液按照3:1的体积比混合后，转入水热釜，120-150℃条件下，加热2-3小时后，冷却、过滤，取固体，烘干制得纳米复合物。优选地，所述惰性气体为氮气或氩气。优选地，所述搅拌条件的搅拌速度为120-150rpm.优选地，所述硝酸铈铵、氯化亚铁、聚乙烯亚胺、水的质量比为3:1:13:87。优选地，所述高性能玻璃的原料还包括：1.7重量份的氧化镍.一种高性能玻璃的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化镁按比例混合均匀，加热至1300-1400℃，熔化成玻璃液；步骤2，向步骤1制得的玻璃液中加入所述纳米复合物，搅拌均匀后，加热至1600-1700℃；步骤3，将步骤2制得的玻璃液冷却至1100-1200℃后，通过锡槽成型，冷却、退火，制成高性能玻璃。优选地，所述步骤1的原料中还包括2.2重量份的澄清剂，所述澄清剂包括：1.2质量份的硫酸钠；0.8重量份的硝酸铵；0.2质量份的氟硅酸钠。相对于现有技术，本发明的优点如下，本发明以硝酸铈铵、氯化亚铁、聚乙烯亚胺为原料，在弱碱性条件下，使用水热法制备了用于制备高性能玻璃的纳米复合物，以该纳米复合物作为高性能玻璃的制备原料，使得制成的高性能玻璃具备优异的防紫外、红外性能，同时在可见光范围内，具备良好的透光率，抗折强度大，耐酸性能优异。具体实施方式实施例1：一种高性能玻璃，包括以下重量份的原料：二氧化硅：50份；氧化钠：7份；氧化钾：1份；氧化镁：3份；纳米复合物：4份；所述纳米复合物的制备方法为：将硝酸铈铵、氯化亚铁、聚乙烯亚胺、水按照质量比为3:0.5:13:87的比例混合均匀后，通入惰性气体(氮气或氩气)，搅拌条件下(搅拌速度为120rpm)加热至55-65℃，50-70分钟后，在惰性气体氛围下，向溶液中通入二氧化碳气体，10-15分钟后，停止通二氧化碳气体，升温至80-90℃，保温反应60-80分钟小时后，制成前驱体溶液，将前驱体溶液与乙醇溶液按照3:1的体积比混合后，转入水热釜，120℃条件下，加热2-3小时后，冷却、过滤，取固体，烘干制得纳米复合物。制备方法：步骤1，将二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化镁按比例混合均匀，加热至1300-1400℃，熔化成玻璃液；步骤2，向步骤1制得的玻璃液中加入所述纳米复合物，搅拌均匀后，加热至1600-1700℃；步骤3，将步骤2制得的玻璃液冷却至1100-1200℃后，通过锡槽成型，冷却、退火，制成高性能玻璃。实施例2：一种高性能玻璃，包括以下重量份的原料：二氧化硅：55份；氧化钠：11份；氧化钾：2份；氧化镁：4.5份；纳米复合物：5份；氧化镍：1.7份；澄清剂：2.2份(包括1.2质量份的硫酸钠；0.8重量份的硝酸铵；0.2质量份的氟硅酸钠)；所述纳米复合物的制备方法为：将硝酸铈铵、氯化亚铁、聚乙烯亚胺、水按照质量比为3:1:13:87的比例混合均匀后，通入惰性气体(氮气或氩气)，搅拌条件下(搅拌速度为150rpm)加热至55-65℃，50-70分钟后，在惰性气体氛围下，向溶液中通入二氧化碳气体，10-15分钟后，停止通二氧化碳气体，升温至80-90℃，保温反应60-80分钟小时后，制成前驱体溶液，将前驱体溶液与乙醇溶液按照3:1的体积比混合后，转入水热釜，135℃条件下，加热2-3小时后，冷却、过滤，取固体，烘干制得纳米复合物。制备方法：步骤1，将二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化镁、氧化镍、澄清剂按比例混合均匀，加热至1300-1400℃，熔化成玻璃液；步骤2，向步骤1制得的玻璃液中加入所述纳米复合物，搅拌均匀后，加热至1600-1700℃；步骤3，将步骤2制得的玻璃液冷却至1100-1200℃后，通过锡槽成型，冷却、退火，制成高性能玻璃。实施例3：一种高性能玻璃，包括以下重量份的原料：二氧化硅：60份；氧化钠：15份；氧化钾：3份；氧化镁：6份；纳米复合物：6份；氧化镍：1.7份；澄清剂：2.2份(包括1.2质量份的硫酸钠；0.8重量份的硝酸铵；0.2质量份的氟硅酸钠)；所述纳米复合物的制备方法为：将硝酸铈铵、氯化亚铁、聚乙烯亚胺、水按照质量比为3:1.5:13:87的比例混合均匀后，通入惰性气体(氮气或氩气)，搅拌条件下(搅拌速度为150rpm)加热至55-65℃，50-70分钟后，在惰性气体氛围下，向溶液中通入二氧化碳气体，10-15分钟后，停止通二氧化碳气体，升温至80-90℃，保温反应60-80分钟小时后，制成前驱体溶液，将前驱体溶液与乙醇溶液按照3:1的体积比混合后，转入水热釜，150℃条件下，加热2-3小时后，冷却、过滤，取固体，烘干制得纳米复合物。制备方法：步骤1，将二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化镁、氧化镍、澄清剂按比例混合均匀，加热至1300-1400℃，熔化成玻璃液；步骤2，向步骤1制得的玻璃液中加入所述纳米复合物，搅拌均匀后，加热至1600-1700℃；步骤3，将步骤2制得的玻璃液冷却至1100-1200℃后，通过锡槽成型，冷却、退火，制成高性能玻璃。对比例1：同实施例2的方法制备高性能玻璃，仅将制备方法修改为：步骤1，将二氧化硅、氧化钠、氧化钾、氧化镁、氧化镍、澄清剂、纳米复合物按比例混合均匀，加热至1600-1700℃熔化成玻璃液；步骤2，将步骤1制得的玻璃液冷却至1100-1200℃后，通过锡槽成型，冷却、退火，制成高性能玻璃。对比例2：同实施例2的方法制备高性能玻璃，仅改变纳米复合物的加入量：a组：纳米复合物2份；b组：纳米复合物10份。对比例3：同实施例2的方法制备高性能玻璃，仅改变纳米复合物的制备方法：将硫酸铈、氯化亚铁、聚乙烯亚胺、水按照质量比为3:1:13:87的比例混合均匀后，通入惰性气体(氮气或氩气)，搅拌条件下(搅拌速度为150rpm)加热至55-65℃，50-70分钟后，在惰性气体氛围下，向溶液中通入二氧化碳气体，10-15分钟后，停止通二氧化碳气体，升温至80-90℃，保温反应60-80分钟小时后，制成前驱体溶液，将前驱体溶液与乙醇溶液按照3:1的体积比混合后，转入水热釜，135℃条件下，加热2-3小时后，冷却、过滤，取固体，烘干制得纳米复合物。对比例4：同实施例2的方法制备高性能玻璃，仅改变纳米复合物的制备方法中转入水热釜后的加热温度：a组：90℃；b组：180℃。实施例5：参照iso9050：2003的方法测定实施例1-3、对比例1-4制备的高性能玻璃的紫外光透过率(波长190-400nm)、可见光透过率和红外光透过率(波长1000-1100nm)，通过材料万能试验机测定实施例1-3、对比例1-4制备的高性能玻璃的抗折强度，测试结果如表1所示：表1组别紫外光透过率/％可见光透过率/％红外光透过率/％抗折强度/mpa实施例18.585.215.2143.2实施例27.287.111.3145.7实施例37.686.512.4144.1对比例17.469.112.6141.3对比例2-a组26.784.247.3139.5对比例2-b组7.977.211.5110.2对比例317.975.822.4135.3对比例4-a组29.778.941.6128.9对比例4-b组22.880.136.1130.4由表1的测试结果可知：实施例1-3中，本发明制备的高性能玻璃具备优异的防紫外、红外性能，同时在可见光范围内，具备良好的透光率，抗折强度大；对比例1仅改变玻璃制备方法中，纳米复合物的添加方法，则降低所制成的玻璃在可见光区域内的透光率；对比例2中，减少纳米复合物的加入量，则影响制成的玻璃的紫外光透过率和红外光透过率；增加纳米复合物的加入量，则影响制成的玻璃在可见光区域内的透光率；对比例3中，将制备纳米复合物的原料硝酸铈铵用硫酸铵代替，则同时影响制成的玻璃的紫外光透过率、可见光透光率红外光透过率；对比例4中，降低后升高纳米复合物的制备方法中转入水热釜后的加热温度，均会同时影响制成的玻璃的紫外光透过率、可见光透光率红外光透过率。实施例6将实施例1-3、对比例1-4制备的高性能玻璃浸泡于质量分数为25％硫酸溶液中，24小时后，取出、洗涤、晾干，计算其耐酸度：耐酸度＝浸泡后质量/浸泡前质量×100％并通过材料万能试验机测定测定实施例1-3的抗折强度，测试结果如表2所示：表2由表2的测试结果可知：实施例1-3中，本发明制备的高性能玻璃经过硫酸处理的玻璃质量、和抗折强度几乎不变，具备良好的耐酸性；对比例1中改变玻璃制备方法中纳米复合物的添加方法、对比例2中减少纳米复合物的加入量、对比例3中将制备纳米复合物的原料硝酸铈铵用硫酸铵代替，会降低制成的玻璃的耐酸度。需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。当前第1页12