CN102295408B - 一种吸热浮法玻璃 - Google Patents
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Abstract
一种吸热浮法玻璃，涉及浮法玻璃领域，玻璃组成含有以下组分：SiO2、Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3、按Fe2O3计算的总铁、SnO2、ZnO、TiO2、CeO2、SO3，其中，按Fe2O3计算的总铁重量组分为：0.5～1.0％，优选重量组分为：0.6～0.8％，SnO2所占重量满足公式Fe2O3∶SnO2＝1∶1.6～3.0，优选Fe2O3∶SnO2＝1∶2.2～2.6，ZnO所占重量满足公式SnO2∶ZnO＝1∶0.4～2.5，优选SnO2∶ZnO＝1∶1.2～2.2，这种玻璃吸热性能优秀，红外透射比在10％以下，同时可见光透射比大于50％，能够隔绝太阳光的热能，达到节能的效果，可广泛应用于建筑玻璃、汽车玻璃等。
Description
技术领域
本发明涉及浮法玻璃领域，尤其是涉及一种具有低红外透过率和高可见光透过率的吸热浮法玻璃。
背景技术
在全球气侯变化的大环境下,城市面临着发展经济和减少温室气体排放的双重挑战,坚定不移地走低碳发展道路，是实現节约资源和环保的必然战略，玻璃是建筑、汽车的重要构件，通过玻璃吸热，隔绝太阳光的热能，能达到节能的效果，通常汽车玻璃常用的原片是浮法玻璃，浮法玻璃的组成成分中氧化物的重量百分比通常是SiO2：65～75％、Na2O：10～15％、K2O：0～3％、CaO：5～15％、MgO：2～8％、Al2O3：0～3％、SnO2 0～4％、ZnO 0～4％、TiO2：0～1.5％、CeO2：0.1%～1.2％、SO3：0.01~0.08%，通常吸热玻璃中还含有按Fe2O3计算的总铁，铁是吸热玻璃中吸收红外光的主要成分，铁的总量以及+2价铁和+3价铁之间的平衡关系，对玻璃的红外透射比等光学性能有很大影响，涉及这种类型的专利已有很多，例如，美国PPG 97104961.0、98810129.7、上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司03117080.3、内蒙古科技大学201010183791.8、蔡绪忠200910154301.9等。
PPG在97104961.0专利中，采用标准的钠钙硅玻璃基础组合物和作为红外和紫外辐射吸收物质和着色剂的铁、铈、铬和任选的钛，该绿色玻璃含有0.50～1.0％重量总铁、约0.35～0.65％重量Fe2O3、约0.8～1.5％重量CeO2，以及约20～150ppm Cr2O3，具有至少约65％的可见光透射比(Tv)、不超过约38％的紫外透射比(Tuv)、不超过约35％的红外透射比(Tir)，但是，这种玻璃的吸热性能欠佳，其实施例的红外透射比(Tir)在厚度4.06mm时高于18％，为18.41％-31.45％。
PPG在98810129.7专利中，采用标准的钠钙硅基础玻璃组合物并且另外采用铁和钴以及任选的铬作为红外和紫外辐射吸收材料和着色剂，该蓝色玻璃包含约0.40～1.0％重量总铁、约4～40PPMCoO和0～100PPMCr2O3，该玻璃的氧化还原比大于0.35，最高达约0.60，但是，这种玻璃的吸热性能欠佳，所有实施例的红外透射比Tir在厚度3.9mm高于10％，为10.7％-19.1％。在这篇专利的权利要求中，着色剂除0.40～1.0％重量总铁、约4～40PPMCoO和0～100PPMCr2O3以外，还包含SnO20～2.0％重量、CeO20～1.0％重量、TiO20～0.5％重量、ZnO 0～0.5％重量、Nd2O30～0.5％重量、MnO20～0.1％重量、MoO30～100ppm、V2O50～400ppm、NiO 0～10ppm、Se 0～3ppm，其着色剂配方中，总铁和CoO一定含有以外，其他成分可有可无，因此，根据其配方，玻璃红外透射比(Tir)在厚度3.9mm时高于10％，得不到红外透射比低于10％的高性能吸热玻璃。
上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司在03117080.3专利中，在普通钠钙硅平板玻璃成份中，添加着色剂，着色剂的配比是：着色剂中总铁含量(Fe2O3)在0.5～0.9％之间，其中总铁中的亚铁(Fe2+)含量在18～28％，TiO2的含量为0.2～0.7％，CeO2的含量为0.05～0.15％。紫外透射比接近17％，红外透射比接近28％，可见光透射比在70％以上，这种玻璃吸热性能欠佳。
内蒙古科技大学在201010183791.8专利中，在普通浮法玻璃的基础上加入Fe2O3、C、SnCl2，使熔制出的玻璃厚度为4mm，其可见光透射比大于75％，紫外透射比小于4％，红外透射比接近20％，实施例中，加入SnCl2的量达到6％，大量的含氯成分将严重侵蚀玻璃熔窑，大大缩短熔窑寿命，很难实施。
蔡绪忠在200910154301.9专利中，提出了一种吸收紫外线和红外线的浅蓝色节能环保透明玻璃，是在干燥的石英砂和其他辅料中添加三氧化二铁和氧化铈，在高温熔融和低温退火的工艺条件下直接烧制而成，对2mm厚的玻璃，可见光透射比70％以上，780nm～3000nm红外透射比降低到0.0001％，200nm～390nm紫外透射比降低到0.00001％。玻璃组成中，总铁Fe2O32.4～2.6％、SnCl22～4％、ZnO 5.5～6.0％，其玻璃组成的总铁量很高，需要很高的熔点，另外，SnCl2熔点为246°C，生产过程中，很难使玻璃组成中含有SnCl2，因此，很难实施。
综上，现有的吸热玻璃技术，或者吸热性能欠佳，例如美国PPG专利97104961.0、98810129.7、上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司的专利03117080.3中体现的；或者很难实施，例如，内蒙古科技大学的专利201010183791.8、蔡绪忠的专利200910154301.9中体现的。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种具有优秀吸热性能，红外透射比在10％以下，同时可见光透射比大于50％的具有浮法生产可实施性的一种吸热浮法玻璃。
本发明的技术方案是：一种吸热浮法玻璃，玻璃组成含有以下组分：SiO2、Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3、按Fe2O3计算的总铁、SnO2、ZnO、TiO2、CeO2、SO3，其特征在于：按Fe2O3计算的总铁重量组分是：0.5～1.0％，SnO2所占重量满足公式Fe2O3∶SnO2=1：1.6～3.0，ZnO所占重量满足公式SnO2∶ZnO=1：0.4～2.5。
其中，优选按Fe2O3计算的总铁重量组分是：0.6～0.8％。
其中，优选SnO2所占重量满足公式Fe2O3∶SnO2=1：2.2～2.6，优选ZnO所占重量满足公式SnO2∶ZnO=1：1.2～2.2。
其中，玻璃在厚度3～5mm时，可见光透射比(Tv)大于50％，红外透射比(Tir)小于10％，太阳光直接透射比(Te)小于45％。
其中，玻璃在厚度3～5mm时，在1050nm波长的透射比(T1050)小于等于5％。
其中，玻璃在厚度3～5mm时，紫外透射比(Tuv)小于等于30％。
具体实施方式
实施例：采用浮法玻璃的一般原料，例如硅砂、纯碱、白云石、石灰石、芒硝等原料，
500g混合料在1500°C熔融5h，然后将玻璃液倒入1300°C的石墨模具中，之后切掉电源，退火冷却，得到6～10mm厚的玻璃；之后研磨抛光成4mm厚玻璃样片，用于光学性能测试以及玻璃组成成分测试。可见光透射比(Tv)、红外透射比(Tir)、紫外透射比(Tuv)、太阳光直接透射比(Te)的光学性能测试根据ISO 9050-2003、ISO 13837-2008、GB T 2680-1994标准，用PE公司的Lambda 950分光光度计设备进行测试；玻璃组成成分测试用日本理学XRF荧光光谱仪设备进行测试。实施例1～12以及比较例1～6的玻璃组成以及光学性能分别列于表1、表2。玻璃组成中Fe2O3、SnO2、ZnO之间的比例关系，同时在表1中列出。
实施例1～12，红外透射比低于10％，吸热性能好。而比较例1～6，红外透射比大于10％，吸热性能欠佳。
实施例1～12以及比较例1～6的玻璃组成的主成分为浮法玻璃成分。
实施例1～4以及比较例1～2，可以得到，其组成中总铁Fe2O3 0.5～1.0％重量，优选0.6～0.8％重量。
实施例5～8以及比较例3～4，可以得到，其组成中重量比例Fe2O3：SnO2=1：1.6～3.0，优选Fe2O3∶SnO2=1：2.2～2.6。
实施例9～12以及比较例5～6，可以得到，其组成中重量比例SnO2∶ZnO=1：0.4～2.5，优选SnO2∶ZnO=1：1.2～2.2。
其吸热性能，是通过调节铁的总量以及+2价铁和+3价铁之间的平衡关系来实现。原理上与现有的技术相似；但是，优秀吸热性能，即红外透射比低于10％、足够的可见光透射比、浮法生产可实施性，这三者同时兼顾的性能，在满足以下条件时可以实现，即其组成主成分为浮法玻璃成分，其组成中总铁Fe2O3 0.5～1.0％重量，优选0.6～0.8％重量；同时必须满足其组成中重量比例Fe2O3∶SnO2=1：1.6～3.0，优选Fe2O3∶SnO2=1：2.2～2.6；同时必须满足其组成中重量比例SnO2∶ZnO=1：0.4～2.5，优选SnO2∶ZnO=1：1.2～2.2；这一点与现有的技术不同。
因此，满足以下条件的一种浮法吸热玻璃，即其组成主成分为浮法玻璃成分，其组成中总铁Fe2O3 0.5～1.0％重量，优选0.6～0.8％重量；同时必须满足其组成中重量比例Fe2O3∶SnO2=1：1.6～3.0，优选Fe2O3∶SnO2=1：2.2～2.6；同时必须满足其组成中重量比例SnO2∶ZnO=1：0.4～2.5，优选SnO2∶ZnO=1：1.2～2.2；此玻璃具有优秀吸热性能，即红外透射比低于10％、足够的可见光透射比、浮法生产可实施性。可广泛应用于建筑玻璃、汽车玻璃等。
Claims (8)
1.一种吸热浮法玻璃，玻璃组成含有以下组分： SiO2、Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3、按Fe2O3计算的总铁、SnO2、 ZnO、TiO2、CeO2、SO3，其特征在于：按Fe2O3计算的总铁重量组分是：0.5～1.0%，SnO2所占重量满足公式 Fe2O3： SnO2 =1：1.6～3.0，ZnO所占重量满足公式SnO2： ZnO=1：0.4～2.5。
2.如权利要求1所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于按Fe2O3计算的总铁重量组分是：0.6～0.8%。
3.如权利要求1或2所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于SnO2所占重量满足公式Fe2O3： SnO2=1： 2.2～2.6。
4.如权利要求1或2所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于ZnO所占重量满足公式SnO2： ZnO=1： 1.2～2.2。
5.如权利要求1或2所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于SnO2所占重量满足公式Fe2O3： SnO2=1： 2.2～2.6，ZnO所占重量满足公式SnO2： ZnO=1： 1.2～2.2。
6.如权利要求1或2所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于玻璃在厚度3～5mm时，可见光透射比（Tv）大于50%，红外透射比（Tir）小于10%，太阳光直接透射比（Te）小于45%。
7.如权利要求1或2所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于玻璃在厚度3～5mm时,在1050nm波长的透射比(T1050)小于等于5%。
8.如权利要求1或2所述的一种吸热浮法玻璃，其特征在于玻璃在厚度3～5mm时，紫外透射比（Tuv）小于等于30%。
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