强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物，该玻璃组合物主体部分为普通硅酸盐玻璃组合物，着色剂部分包含：0.03‑0.3wt％的总铁(Fe2O3)，0.05‑0.5wt％的CuO，1‑3wt％的NiO以及0‑30ppmCoO。在还原气氛下熔化，再经退火，成型，抛光研磨得到5mm厚的玻璃。该玻璃具有超过88％的可见光透过率，低于18％的总红外线透过率以及低于40％的总太阳能透过率。其主波长在496‑507nm范围之间，色纯度小于5％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物，属于光学玻璃制备领域。
技术介绍
太阳光主要是波长在300-2500nm范围内的电磁波，其中波长在200-380nm之间的称为紫外线，紫外线在太阳辐射的能量中所占比例较小，约为5％。紫外线正常情况下对人体是有害的，但是在特定情况下对人、动物、和植物的发育和生命产生有益的影响，成为生物的生命线。比如在医院、疗养院、幼儿园、托儿所、学校、花卉和农作物的温室以及人工孵化室和暖房天棚，玻璃窗需要透过280-320nm紫外线的玻璃，即有利于人类和动植物的生长和发育，又可起到杀菌、抗菌和防污染作用。波长在380-780nm之间的称为可见光，可见光所占能量的比例约为45％，但因为其需要为室内提供照明，因此需要尽量提高其透过率。波长在780-2500nm之间称为红外线，红外光所占的能量比例较大约为50％，是造成室内温度升高的主要因素，因此是需要阻隔的主要部分。因此开发出一种强烈吸收红外线，但又不影响紫外线透过的玻璃组合物很有必要。中国专利(200610085229.5)公开了一种蓝绿色吸热玻璃组合物。该玻璃组成成分包括(重量百分比计)：68-77％的SiO2，7-17％的CaO，12-21％的Na2O，1-4％的MgO，0.2-21.5％的Al2O3，0.95-1.35％的总铁(Fe2O3)，0.15-0.35％的FeO，6-20ppm的CoO，＜15ppm的Cr2O3，0.05-0.4％的CuO，0.02-0.85％的ZnO。该玻璃可见光透过率在57-66％之间，总太阳能透过率在27-37％之间。另外，美国专利(4792536)公开了一种透明的红外吸收玻璃。该玻璃以钠-钙-硅玻璃为基础，以总铁(Fe2O3)为添加剂。该玻璃具有超过65％的可见光透过率，低于15％的红外线透过率以及30％-45％的总太阳能透过率。上述两个专利通过加入铁来吸收红外线，因为FeO是良好的红外吸收剂，是吸热玻璃的必要成分，但是上述两个专利又加入了强烈吸收紫外线的原料Cr2O3，影响紫外线的透过。本专利技术在配方中避免引入Cr2O3、V2O5、PbO、TiO2、CeO2和重金属硫化物等能强烈吸收紫外线的原料，加入总铁，CuO，NiO以及CoO。因为Fe2O3是良好的紫外线吸收剂从而需要控制总铁的添加量，并且通过加入适量的碳粉将Fe2O3还原成FeO以降低
Fe2O3含量，从而保证紫外线的透过。本专利技术添加CuO和NiO来吸收红外线，从而降低总太阳能透过率，以弥补FeO量不足吸收红外线少的缺点，通过加入CoO进行调色。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物，此种玻璃能强烈吸收红外线，隔绝热量。本专利技术以普通的普通钠-钙-硅玻璃组成为基础，玻璃各成分重量百分比为：本专利技术加入总铁(Fe2O3)、CuO、NiO为玻璃添加剂。该玻璃在5mm厚度下具有超过88％的可见光透过率，低于18％的总红外线透过率以及低于40％的总太阳能透过率，其主波长为496-507nm，色纯度小于5％。铁在玻璃中一般以氧化铁(Fe2O3)和氧化亚铁(FeO)两种形式存在。FeO是良好的红外吸收剂，是吸热玻璃必不可少的组成成分，而Fe2O3却是良好的紫外吸收剂，为了防止Fe2O3含量过高强烈吸收紫外线，所以需要控制总铁(Fe2O3)的添加量在0.03-0.1％wt范围内。此外，本专利技术还通过加入碳粉进行还原，提高FeO的含量，降低Fe2O3的含量，从而达到保证紫外线透过和降低红外透过率的目的。CuO和NiO吸收红外辐射，有助于降低总太阳能的透过率，以弥补FeO含量少吸收红外线不足的缺点。但是铜易于迁移到玻璃表面，在玻璃表面因还原作用，玻璃变成褐色，为了避免褐色带状的还原铜出现在玻璃中，所以将CuO含量控制在0.5wt％以下。具体实施方式本专利技术将通过实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明，但是本专利技术不受限于以下实施例。本专利技术通过石英砂、白云石、石灰石、长石、纯碱、芒硝引入以上各种成分，加入要求的总铁(Fe2O3)、CuO、NiO，将基础配合料充分混合，在还原气氛下熔化保温2小时。将熔化的玻璃液浇铸到预热好的石墨板上，放入到550℃的保温炉中进行退火。再经粗磨、抛光得到5mm厚的玻璃。实施例1强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料：SiO2 74.42wt％、CaO8.2％、Na2O 12.6wt％、MgO 2.1wt％、Al2O3 1.0wt％，总铁(Fe2O3)0.07wt％、CuO 0.1wt％、NiO 1.5wt％，CoO 15ppm，碳粉0.15wt％。该玻璃组合物在5mm厚度下具有89.2％的可见光透过率，17.9％的总红外线透过率以及39.7％的总太阳能透过率。其主波长为497.68nm，色纯度4.86％。实施例2强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料：SiO2 73.72wt％、CaO8.2％、Na2O 12.6wt％、MgO 2.1wt％、Al2O3 1.0wt％，总铁(Fe2O3)0.07wt％、CuO 0.3wt％、NiO 2wt％，CoO 20ppm，碳粉0.15wt％。该玻璃组合物在5mm厚度下具有88.9％的可见光透过率，17.1％的总红外线透过率以及39.1％的总太阳能透过率。其主波长为503.64nm，色纯度为4.26％。实施例3强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料：SiO2 74.21％、CaO8.2％、Na2O 12.6wt％、MgO 2.1wt％、Al2O3 1.0wt％，总铁(Fe2O3)0.08wt％、CuO 0.3wt％、NiO 1.5wt％，CoO 25ppm，碳粉0.15wt％。该玻璃组合物在5mm厚度下具有87.5％的可见光透过率，16.9％的总红外线透过率以及38.5％的总太阳能透过率。其主波长为505.26nm，色纯度为3.56％。实施例4强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物按照以下配比配料：SiO2 73.70wt％、CaO8.2％、Na2O 12.6wt％、MgO 2.1wt％、Al2O3 1.0wt％，总铁(Fe2O3)0.09wt％、CuO 0.3wt％、NiO 2.0wt％，CoO 15ppm，碳粉0.15wt％。该玻璃组合物在5mm厚度下具有86.2％的可见光透过率，16.1％的总红外线透过率以及37.7％的总太阳能透
过率。其主波长为506.88nm，色纯度为3.28％。本专利技术的玻璃组合物在5mm厚度下具有超过88％的可见光透过率，低于18％的总红外线透过率以及低于40％的总太阳能透过率，其主波长为496-507nm，色纯度小于5％。该种玻璃既能透过紫外线，起到杀菌，防污染效果，同时又能吸收红外线，达到减少室内空调的负荷的效果。本专利技术可见光透过率(Tv)采用CIE标准光源D65在380-780nm波长范围内测定，主波长和色纯度采用10°视场，在CIE标准光源D65按照ASTME308-90中所说的方法测定。总红外线透过率(TSIR)是在波长800-2100nm范围内间隔50nm测定的。总的太阳能透过率(TSET)根据IS09050-90(E)标准表3在其规定的波长范围内测定并采用梯形积分计算而得。本文档来自技高网...

【技术保护点】
强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物，其玻璃成分包含，70‑78wt％的SiO2，5‑12wt％的CaO，6‑15wt％的Na2O，1‑3wt％的MgO，0‑1.5wt％的Al2O3，0.03‑0.1wt％的总铁(Fe2O3)，0.05‑0.5wt％的CuO，1‑3wt％的NiO，0‑30ppmCoO以及0.1‑0.2wt％的碳粉。

【技术特征摘要】
1.强吸收红外线的蓝绿色玻璃组合物，其玻璃成分包含，70-78wt％的SiO2，5-12wt％的CaO，6-15wt％的Na2O，1-3wt％的MgO，0-1.5wt％的Al2O3，0.03-0.1wt％的总铁(Fe2O3)，0.05-0.5wt％的CuO，1-3wt％的NiO，0-30p...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪国年，张柯，
申请(专利权)人：江苏通天光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32