一种制备蓝色玻璃组合物的无硝酸盐方法技术

本发明专利技术是生产蓝色钠钙玻璃组合物和在保持高的可见光透光率的同时，改进其紫外光吸收的无硝酸盐的方法。这种方法包括以下步骤：在形成熔化态玻璃过程中，向钠钙基本玻璃组合物中加入基本上由锰化合物、钴化合物、氧化铁和可选的氧化钛组成的着色剂，并且在熔化态玻璃形成中不向批料中加入硝酸钠，并加入足够量的原料以形成所述蓝色玻璃组合物，这种玻璃在厚度为４．０ｍｍ时的光谱特性是：４７７－４９４纳米主波长和６－４０％的激发纯度。这种蓝色玻璃组合物，按重量，基本玻璃组合物包括：６８到７５％ＳｉＯ↓［２］，１０到１８％的Ｎａ↓［２］Ｏ，５到１５％的ＣａＯ，０到１０％的ＭｇＯ，０到５％的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和０到５％Ｋ↓［２］Ｏ，其中ＣａＯ＋ＭｇＯ为６到１５％，Ｎａ↓［２］Ｏ＋Ｋ↓［２］Ｏ为１０到２０％；并且其着色剂的基本组成为：０．４到２．０％的以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］计的总氧化铁；０．１５到２．００％的以ＭｎＯ↓［２］计的氧化锰；０．００５到０．０２５％的以Ｃｏ计的氧化钴，和０到１．００％的以ＴｉＯ↓［２］计的氧化钛。这种玻璃可用于汽车和建筑业。本方法优选在熔化操作中加入还原剂如无烟煤。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

A nitrate free method for preparing blue glass compositions

The present invention relates to a blue sodium calcium glass composition and a method for improving its UV absorption without nitrate while maintaining high visible light transmittance. The method comprises the following steps: in the process of the formation of melted glass, added to the basic sodium calcium glass composition basically consists of titanium oxide manganese compounds, cobalt compounds, iron oxide and optional colorant, and formed in the melted glass to batch adding sodium nitrate, and adding a sufficient amount of raw materials to form the blue glass composition, the spectral characteristics of the glass in the thickness of 4.0mm is 477 - 494 nm excitation purity main wavelength and 6 - 40%. This blue glass composition, by weight, the basic glass composition includes 68 to 75%SiO: 2, 10 to 18% Na: 2 O, 5 to 15% CaO, 0 to 10% MgO, 0 to 5% Al down 2 O down 3 and 0, down to 5%K 2 O, which CaOMgO is 6 to 15%, Na: 2 K: 2 O O + 10 to 20%; and the basic composition of colorant: 0.4 to 2% of the total iron oxide in Fe: 2 O: 3 meter; 0.15 to 2% manganese oxide by MnO the lower 2 meter; 0.005 to Co of 0.025% cobalt oxide, titanium dioxide and 0 to 1% to 2 meters down TiO . This kind of glass can be used in automobiles and construction. The method preferably adds a reducing agent, such as anthracite, to a smelting operation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术是关于一种生产蓝色玻璃组合物的无硝酸盐方法，这种玻璃具有改进的紫外线(UV)和红外线(IR)吸收性和低的遮挡系数。具体而言，这种蓝色玻璃是钠钙玻璃，它的着色剂是氧化铁、氧化钴、氧化锰和可选的氧化钛。这种方法可以用，例如无烟煤作为还原剂。蓝色玻璃特别有用，在建筑领域它可以作为建筑用玻璃并且在汽车领域它用作汽车玻璃。蓝色玻璃的生产中采用氧化铁、钴和硒作为着色剂，如布洛斯等的美国专利RE34,639公开的，钴元素使玻璃产生蓝色。此外在美国专利RE34,760中，布洛斯等提出用氧化铁、钴和镍生产蓝色玻璃，以及在另一个实施方案中，蓝色玻璃进一步包含硒，这两项专利技术与本专利技术有共同的拥有人。然而，硒是一种昂贵的着色剂并且容易从玻璃中挥发，而镍容易形成所不希望的亚硫酸镍“石头”。在美国专利5,344,798中还公开了另一种蓝色玻璃组合物，这种玻璃包含氧化铁和氧化铈，和可选的有限含量的氧化钛、氧化锌、氧化锰和氧化钴，并且含有特定重量比的Fe+2/Fe+3。众所周知的使用氧化铈改进紫外线吸收的方法并不经济，因为氧化铈极为昂贵。在玻璃中氧化铁有两种形态，还原(Fe+2)态和氧化(Fe+3)态。在美国专利3,779,733中公开了另一种蓝色玻璃组合物，其中加入氧化锡以形成更多的蓝色还原态的(Fe+2)铁，这种铁具有红外线吸收性。然而，这减少了具有紫外线吸收性的黄色的氧化的铁的含量。在美国专利5,013,487中，采用锌和锡的氧化物的组合同样可以还原铁并形成浅蓝色的玻璃，但这造成紫外线吸收降低的后果。利用美国专利4,792,536可以得到另一种蓝色玻璃，它采用特殊的熔窑来还原氧化铁，并且不使用锡或锌的氧化物，这种方法也造成紫外线吸收的降低。正如所意识到的，当玻璃被用于建筑应用时，氧化铁对红外线和紫外线的吸收性特别有价值。当热能被玻璃吸收，建筑物的空调的负荷将减少，并且随着紫外线吸收的改进，在一段时间内，紫外线对建筑物室内物品的颜色的损害将减小，此外还可以提供更舒适的环境。因此，控制玻璃的这些光谱特性十分重要。在通常窑炉条件下加入氧化铁，由于两种形态的铁离子浓度同时增加，紫外线和红外线吸收性同时得到改进，但是这种改进是以牺牲可见光的透光率为代价，因为还原态铁的颜色较深。这就是说，随着氧化铁的加入，玻璃的颜色变深，从而导致可见光透光率相应地降低，这将使这种玻璃的用途受到限制。我们意外地发现，通过在玻璃中使用一种特殊的组合物，也就是说，氧化铁、氧化钴和氧化锰，本专利技术的蓝色玻璃可以包含可观数量的氧化铁却可以有好的可见光透光率和出色的紫外线吸收性，并且没有现有技术中蓝色玻璃的不利方面。例如，本专利技术的蓝色玻璃在不需要使用昂贵的紫外线吸收剂如氧化铈的条件下，仍具有出色的紫外线吸收性。在一同转让的1996年12月9日递交的美国专利申请08/762,474，和1996年12月17日递交的CIP申请08/767,768中，本专利技术的专利技术人提出一种具有改进的紫外线吸收性的高透光率的绿玻璃，它的着色剂是氧化铁和氧化锰，并且可选择使用氧化钛、氧化铈、氧化钒和氧化铬。专利技术概述本专利技术是关于一种在保持高可见光透光率条件下改进紫外光吸收的无硝酸盐的生产蓝色玻璃组合物的方法，本方法包含的步骤为在形成熔化态玻璃的过程中，向钠钙基本玻璃组合物中加入基本上由锰化合物、钴化合物、氧化铁和可选的氧化钛组成的着色剂，和在形成熔化态玻璃时，不向批料中加入硝酸钠，以生产蓝色玻璃。依据本方法应加入足够量的原料以形成蓝色玻璃组合物，它的基本玻璃组合物包括68到75％SiO2，10到18％的Na2O，5到15％的CaO，0到10％的MgO，0到5％的Al2O3和0到5％的K2O，其中CaO+MgO为6到15％和Na2O+K2O为10到20％；并且其着色剂的基本组成为0.4到2.0％的以Fe2O3计的总氧化铁；0.15到2.00％的以MnO2计的氧化锰；0.005到0.025％的以Co计的氧化钴，和0到1.00％的以TiO2计的氧化钛，所有百分数都是基于蓝色玻璃组合物总重的重量百分数；这种玻璃在厚度为4.0mm时的光谱特性是477-494主波长和6-40％的激发纯度。与一些其它具有相似颜色和可见光透光率的蓝色玻璃相比，有利地，本专利技术的玻璃组合物具有改进的紫外线和红外线吸收以及低的遮挡系数。遮挡系数是一个广泛用于与一个标准参照窗用玻璃体系相比较时，透过玻璃获得太阳辐射热能的指标。以一种商业上满意的方式，在不使用昂贵的吸收剂，如氧化铈，同时保持好的可见光透光率条件下，改进紫外线和红外线吸收具有显著的益处。我们发现，本专利技术的蓝色玻璃组合物中的氧化锰着色剂，特别地避免了使用通常加入的，诸如氧化硒或氧化镍等着色剂，并且获得一种满意的中到深的蓝色。在这种制造玻璃的方法中，在玻璃熔化过程中不加入硝酸钠。无烟煤，一种还原剂，是可选择地但是优选地加入批料原料中以帮助在生产过程中的澄清，特别是与一种传统澄清剂，硫酸钠相结合。这种结合降低了SO3从硫酸盐中释放的温度。批料中的无烟煤可以部分或全部由其它还原剂替代，如高炉矿渣、燃煤锅炉炉渣、焦炭或石墨。在本专利技术中，这些还原剂的使用，可以在不破坏玻璃的蓝颜色的情况下，压制氧化锰着色剂或硫酸钠澄清剂的部分氧化作用。本专利技术的这些和其他优点将在在下面的详细描述中体现。专利技术的详细描述在汽车和建筑工业中使用的，传统上由浮法玻璃方法制造的钠钙玻璃，其特征通常由下面表I中所示的基本组合物来表示，组分的含量是基于蓝色玻璃组合物总重的重量百分数表I 依照本专利技术的方法制造的蓝色玻璃组合物，在其中使用这种基本钠钙玻璃组合物，额外地，CaO+MgO是6到15％和Na2O+K2O是10到20％。另外，蓝色玻璃组合物的着色组分的构成基本上是0.4到2.0重量％的以Fe2O3计的总氧化铁，0.15到2.00重量％的以MnO2计的氧化锰；0.005到0.025重量％的以Co计的氧化钴，和0到1.00重量％的以TiO2计的氧化钛。进一步，在4.0mm厚度下的本专利技术的蓝色玻璃具有以下光谱特性477到494主波长和6到40％的激发纯度。依据本专利技术的实施方案优选制造的蓝色玻璃产品，在4.0mm厚度下具有以下特性使用照明剂A具有20到70％的透光率(LTA)，在300到400纳米范围测量的紫外线(UV)透光率小于62％，以及在760到2120纳米范围测量的红外线(IR)透光率小于54％。在本专利技术的一个优选实施方案中LTA小于60％，UV透光率小于50％，和IR透光率小于45％。在本专利技术的玻璃的最优选实施方案中LTA小于50％，UV透光率小于40％，和IR透光率小于30％。一般地，随着玻璃组合物中着色剂含量的增加，玻璃的％LTA、％IR和％UV透光率将降低。相似地，对于一个给定的玻璃组合物，随着玻璃厚度的增加，较厚玻璃的透光率降低。优选地，主波长在480到488纳米之间，并伴有10到30％的激发纯度。最优选地，主波长在482和485纳米之间，并伴有10到20％的激发纯度。通常在玻璃制备中加入熔化和澄清助剂。一种通常用于从玻璃中去除气泡的澄清助剂是硫酸钠，它在玻璃中产生SO3。优选地SO3在玻璃组合物中的含量在0.10到0.30重量％范围内，更优选范围是0.14到0.25重量％。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产蓝色玻璃组合物和在保持高的可见光透光率的同时，改善其紫外光吸收的无硝酸盐方法，这种方法包括以下步骤：在形成熔化态玻璃的过程中，向钠钙基本玻璃组合物中加入基本上由锰化合物和钴化合物、氧化铁和可选的氧化钛组成的着色剂，并且在熔化态玻 璃形成中不向批料中加入硝酸钠，所有使用的基本原料和着色剂应加入足够量以形成蓝色玻璃组合物，其中的基本玻璃组合物包括：６８到７５％ＳｉＯ↓［２］，１０到１８％的Ｎａ↓［２］Ｏ，０到１５％的ＣａＯ，０到１０％的ＭｇＯ，０到５％的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和０到５％的Ｋ↓［２］Ｏ，其中ＣａＯ＋ＭｇＯ为６到１５％，Ｎａ↓［２］Ｏ＋Ｋ↓［２］Ｏ为１０到２０％；并且其着色剂的基本组成为：０．４到２．０％的以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］计的总氧化铁；０．１５到２．００％的以ＭｎＯ↓［２］计的氧化锰；０．００５到０．０２５％的以Ｃｏ计的氧化钴，和０到１．００％的以ＴｉＯ↓［２］计的氧化钛，所有百分数都是基于蓝色玻璃组合物总重的重量百分数；这种玻璃在厚度为４．０ｍｍ时的光谱特性是：４７７－４９４主波长和６－４０％的激发纯度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯维克托琼斯，爱德华纳什德布洛斯，
申请(专利权)人：福特汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]