一種中透光高隔熱節能浮法玻璃及其製備方法與流程

2023-07-16 03:12:16 2

本發明涉及一種浮法玻璃，具體涉及一種中透光高隔熱節能浮法玻璃及其製備方法。
背景技術：
：夏季，汽車及建築物等受到太陽光紫外線和近紅外線的影響，內部溫度升高，極大地增加了空調的負荷，能源消耗較大。目前，在汽車、建築等行業所用的玻璃方面，節能浮法玻璃是研究熱點之一。fe是節能浮法玻璃中最常見的一種著色劑，通常以氧化鐵(fe2o3)的形式加入，與浮法玻璃其它原料熔化成玻璃後，在玻璃中通常以fe2o3和feo的形態存在，feo(fe2+)在近紅外區有強吸收峰，而fe2o3(fe3+)在紫外三個不同的波長(380nn；420nm；435nm)處有三個弱吸收峰，因此，fe2o3和feo之間的平衡對玻璃節能性能有直接和重要的影響。但在浮法玻璃製備過程中，玻璃中的fe2+被氧化成fe3+，使得玻璃成品的fe基本以fe3+存在，進而降低玻璃對紅外線的吸收，使玻璃的節能性能大大減弱。中國專利cn103951186b公開了「一種生產高亞鐵玻璃的配合料組分」，以已知的鈉鈣矽玻璃為基礎組成，通過添加fe2o3達到節能的效果，並通過添加單質矽、碳粉和so3，增加了玻璃成品中fe2+的含量，提高了玻璃的節能性能。但so3的添加，在提高玻璃成品中fe2+的含量的同時，一方面提高了熔窯澄清均化前區，玻璃液中氣體的濃度，從而提高了玻璃液澄清和消泡的難度，也影響到玻璃液中小氣泡內部氣體的擴散，導致小氣泡難以消除產生氣泡缺陷，另一方面也容易導致玻璃出現硫碳著色而影響玻璃的透光率。玻璃發黴，也成為玻璃風化，是浮法玻璃行業性的難題。玻璃發黴是在儲存、運輸過程中，玻璃表面接觸到空氣中的水分，發生一系列複雜的物理、化學變化，使玻璃表面受到腐蝕的現象。玻璃發黴主要表現為表面出現彩虹，形成白斑和大面積白色霧狀物，透明度降低，直接影響其使用性能和加工性能，嚴重發黴的玻璃還會產生粘片現象，甚至造成整包、整箱玻璃報廢，給企業造成很大的損失。技術實現要素：為解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種中透光高隔熱節能浮法玻璃，以已知的鈉鈣矽玻璃為基礎組成，通過添加fe3o4、單質鐵等組分提高了傳統節能浮法玻璃的節能性能，一方面，fe3o4以sio2/fe3o4複合物的形式添加，並通過添加單質鐵、cuo和鈰鋯複合氧化物，增加了配合料的還原性，防止fe2+被氧化成fe3+，顯著增加了玻璃成品中fe2+的含量，提高了玻璃的節能性能，另一方面，抗黴變性能測試結果說明，本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃具有顯著的抗黴變效果。本發明的技術方案將通過下面的詳細描述來進一步體現和說明。一種中透光高隔熱節能浮法玻璃，按重量百分比計，包括如下組分：sio265～80％、na2o10～15％、cao5～10％、mgo1～8％、al2o30.5～2％、sio2/fe3o4複合物0.2～0.7％、cuo0.2～0.8％；其中，所述sio2/fe3o4複合物的製備方法包括如下步驟：s1、取fe3o4粉末，按固液比0.01～0.02g/ml加入到濃度為0.5～0.6mol/ml的檸檬酸鈉溶液中，經超聲分散得到均勻的fe3o4水分散液，超聲分散的同時通入氮氣；s2、將s1所述fe3o4水分散液在溫度為55～65℃的條件下機械攪拌10～12h，攪拌同時通入氮氣；攪拌結束後自然冷卻至室溫，用磁分離的方法將產物分離出來；產物按固液比0.2～0.35g/ml加入到無水乙醇中，攪拌10～20min，過濾，濾渣乾燥即得改性fe3o4；s3、將乙醇、水、氨水按體積比(3～7)：(1～4)：(0.02～0.05)混勻，得混合液，按固液比0.05～0.1g/ml加入步驟s2所述改性fe3o4，超聲分散混勻後，加入混合液體積5～15％的正矽酸乙酯，在溫度為35～45℃的條件下攪拌反應10～15h，反應結束後洗滌乾燥，粉碎至200～500目，即得sio2/fe3o4複合物；其中，超聲分散和攪拌反應過程中均通入氮氣保護。進一步地，所述sio2/fe3o4複合物的製備方法中，步驟s3所述氨水的質量百分數為15～20％。進一步地，所述中透光高隔熱節能浮法玻璃，按重量百分比計，還包括單質鐵0.01～0.04％、鈰鋯複合氧化物0.1～0.3％、caf20.05～0.2％。fe3o4在常溫下比較穩定，同時含有fe2+和fe3+，通過將fe3o4包裹在sio2微球中，對fe3o4具有保護作用，防止fe3o4被氧化，從而有利於提高玻璃中fe2+的含量；單質鐵、cuo和鈰鋯複合氧化物可以增加配合料的還原性，一方面可以防止fe3o4被氧化，從而起到對fe3o4的保護作用，另一方面也有利於將配合料中的fe3+還原生成fe2+，提高玻璃成品中fe2+的含量，從而提高玻璃的節能性能。此外，發明人在試驗過程中，意外發現，在以二氧化矽(sio2)、氧化鈉(na2o)、氧化鈣(cao)、氧化鎂(mgo)、氧化鋁(al2o3)等成分為主的鈉鈣矽玻璃中添加sio2/fe3o4複合物、單質鐵、cuo和鈰鋯複合氧化物，製備得到的浮法玻璃，不僅節能性能顯著提高，浮法玻璃的抗黴變性能也顯著提高。進一步地，所述中透光高隔熱節能浮法玻璃，按重量百分比計，由如下組分組成：na2o12％、cao5％、mgo5％、al2o31.5％、sio2/fe3o4複合物0.5％、cuo0.6％、單質鐵0.03％、鈰鋯複合氧化物0.2％、caf20.15％，餘量為sio2。進一步地，所述鈰鋯複合氧化物的製備方法包括如下步驟：取硝酸鈰和硝酸鋯，按固液比0.05～0.1g/ml加水，攪拌至完全溶解，在不斷攪拌的條件下加入氨水至溶液ph為9.5～11；靜置1～2h，過濾，濾渣用水洗滌至濾液ph為7～8；將洗滌後的濾渣在溫度為120℃的條件下乾燥10～15h；在溫度為600℃的條件下煅燒4～5h，即得鈰鋯複合氧化物。進一步地，所述鈰鋯複合氧化物的製備方法中，硝酸鈰和硝酸鋯的摩爾比為(2～4):1。進一步地，所述鈰鋯複合氧化物的製備方法中，硝酸鈰和硝酸鋯的摩爾比為3:1。進一步地，所述鈰鋯複合氧化物的製備方法中，氨水的質量百分數為15～20％。相應地，本發明還提供本發明所述的中透光高隔熱節能浮法玻璃的製備方法，包括如下步驟：(1)按配方取各組分，分別粉碎至200～500目後充分混合，得到混合料；(2)將步驟(1)所述混合料加入窖爐內，加熱至1400～1700℃熔化澄清得到玻璃液；(3)將步驟(2)所述玻璃液冷卻至1100～1400℃後通過錫槽成型，然後通過退火窖退火，切割後即得中透光高隔熱節能浮法玻璃。與現有技術相比，本發明的有益效果在於：本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃玻璃成品中fe2+的含量高，可見光透光率大於70％，同時具有顯著的隔熱節能性能和抗黴變性能。具體實施方式下面通過具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。本發明實施例中所使用的材料，如無特殊說明，均為可從商業途徑得到的材料。實施例1sio2/fe3o4複合物的製備s1、取fe3o4粉末，按固液比0.012g/ml加入到濃度為0.5mol/ml的檸檬酸鈉溶液中，經超聲分散得到均勻的fe3o4水分散液，超聲分散的同時通入氮氣；s2、將s1所述fe3o4水分散液在溫度為55℃的條件下機械攪拌12h，攪拌同時通入氮氣；攪拌結束後自然冷卻至室溫，用磁分離的方法將產物分離出來；產物按固液比0.25g/ml加入到無水乙醇中，攪拌10min，過濾，濾渣乾燥即得改性fe3o4；s3、將乙醇、水、氨水按體積比5：2：0.03混勻，得混合液，按固液比0.08g/ml加入步驟s2所述改性fe3o4，超聲分散混勻後，加入混合液體積10％的正矽酸乙酯，在溫度為40℃的條件下攪拌反應12h，反應結束後洗滌乾燥，粉碎至200目，即得sio2/fe3o4複合物；其中，超聲分散和攪拌反應過程中均通入氮氣保護，所述氨水的質量百分數為18％。實施例2鈰鋯複合氧化物的製備按摩爾比4:1，取硝酸鈰和硝酸鋯，按固液比0.1g/ml加水，攪拌至完全溶解，在不斷攪拌的條件下加入質量百分數為20％氨水至溶液ph為10；靜置1h，過濾，濾渣用水洗滌至濾液ph為7；將洗滌後的濾渣在溫度為120℃的條件下乾燥12h；在溫度為600℃的條件下煅燒5h，即得鈰鋯複合氧化物。實施例3鈰鋯複合氧化物的製備按摩爾比3:1，取硝酸鈰和硝酸鋯，按固液比0.08g/ml加水，攪拌至完全溶解，在不斷攪拌的條件下加入質量百分數為15％氨水至溶液ph為10；靜置1.5h，過濾，濾渣用水洗滌至濾液ph為8；將洗滌後的濾渣在溫度為120℃的條件下乾燥12h；在溫度為600℃的條件下煅燒5h，即得鈰鋯複合氧化物。實施例4～8中透光高隔熱節能浮法玻璃的製備配方：按重量百分比計，由如下組分組成：製備方法：(1)按配方取各組分，分別粉碎至200目後充分混合，得到混合料；(2)將步驟(1)所述混合料加入窖爐內，加熱至1400～1700℃熔化澄清得到玻璃液；(3)將步驟(2)所述玻璃液冷卻至1100～1400℃後通過錫槽成型，然後通過退火窖退火，切割後即得中透光高隔熱節能浮法玻璃。對比例1浮法玻璃與實施例6相比，對比例1中透光高隔熱節能浮法玻璃的區別僅在於：不含單質鐵。對比例2浮法玻璃與實施例6相比，對比例2中透光高隔熱節能浮法玻璃區別僅在於：將sio2/fe3o4複合物替換為fe3o4。對比例3浮法玻璃與實施例6相比，對比例3中透光高隔熱節能浮法玻璃區別僅在於：不含鈰鋯複合氧化物。對比例4浮法玻璃與實施例6相比，對比例4中透光高隔熱節能浮法玻璃區別僅在於：將鈰鋯複合氧化物替換為氧化鈰和氧化鋯按摩爾比3:1組成的混合氧化物。對比例5浮法玻璃中國專利cn103951186b實施例1製得的浮法玻璃。試驗例一、中透光高隔熱節能浮法玻璃中亞鐵含量的測定1、試驗樣品：實施例4～8製得的中透光高隔熱節能浮法玻璃，對比例1～4製得的浮法玻璃。2、測試方法：參考gb/t1549-2008中「8.1總鐵含量的測定：化學還原分光光光度法(i法)」和「16氧化亞鐵的測定」的相關方法，測定樣品中的總鐵含量(fe)和亞鐵含量(fe2+)，計算fe2+/fe比例。3、測試結果：見表1。表1中透光高隔熱節能浮法玻璃中亞鐵含量組別fe2+/fe(％)實施例438.94實施例546.98實施例648.46實施例745.82實施例847.36對比例133.22對比例227.45對比例336.27對比例436.88由表1的測試結果可知，本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃，玻璃成品中的fe2+含量顯著提高，其中，實施例6的fe2+含量最高。由對比例的測試結果可知，中透光高隔熱節能浮法玻璃的製備過程中，通過將fe3o4包裹在sio2微球中，可以有效防止fe3o4被氧化，達到提高fe2+含量的目的；而同時添加單質鐵和鈰鋯複合氧化物有利於玻璃成品中fe2+含量的提高，單獨添加鈰鋯複合氧化物則不利於玻璃成品中fe2+含量的提高。試驗例二、中透光高隔熱節能浮法玻璃可見光透過率測定1、試驗樣品：實施例4～8製得的中透光高隔熱節能浮法玻璃。2、測試方法：參考iso9050：2003中測定可見光透過率的相關方法進行測定。3、測試結果：見表2。表2中透光高隔熱節能浮法玻璃可見光透過率組別可見光透過率(％)實施例470.6實施例578.4實施例672.7實施例775.2實施例876.3由表2測試結果可知，本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃的可見光透光率在70％以上。試驗例三、中透光高隔熱節能浮法玻璃隔熱節能性能測定1、試驗樣品：實施例4～8製得的中透光高隔熱節能浮法玻璃，對比例1～4製得的浮法玻璃。2、測試方法：採用fd-tc-b型導熱係數測定儀，採用穩態法，在相同實驗條件下(實驗條件:室溫22.5℃，加熱盤溫度設定為θ＝75℃)，分別測量計算各試驗樣品的導熱率λ和傳熱係數k。3、測試結果：見表3.表3中透光高隔熱節能浮法玻璃導熱率λ和傳熱係數k組別λ(w/m.k)k(w/m2.k)實施例40.1261.88實施例50.0781.67實施例60.0581.46實施例70.0851.74實施例80.0661.61對比例10.1932.46對比例20.2693.03對比例30.1582.24對比例40.1512.22由表3的測試結果可知，本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃具有較小的導熱率λ和傳熱係數k，說明浮法玻璃具有顯著的隔熱性能，通過玻璃的能量損失較小，節能效果顯著，其中，實施例5的隔熱節能效果最佳。由對比例1～4製得的浮法玻璃的測試結果可知，對比例1～4製得的浮法玻璃的隔熱節能性能均不如本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃，同時添加單質鐵和鈰鋯複合氧化物有利於提高玻璃的節能性能，單獨添加單質鐵或單獨添加鈰鋯複合氧化物對玻璃節能性能的改善效果不明顯。試驗例四、中透光高隔熱節能浮法玻璃抗黴變性能測定1、試驗樣品：實施例4～8製得的中透光高隔熱節能浮法玻璃，對比例1～5製得的浮法玻璃。2、測試方法：將玻璃置於恆溫恆溼箱內，溫度設置為35℃，溼度設置為85rh，分別於7天、14天、21天後取出，觀察玻璃表面黴變情況。3、測試結果：見表4。表4中透光高隔熱節能浮法玻璃抗黴變性能測定結果組別黴變情況實施例421天後輕微發黴實施例5基本無變化實施例6基本無變化實施例7基本無變化實施例8基本無變化對比例1基本無變化對比例221天後輕微發黴對比例314天後大面積發黴對比例421天後輕微發黴對比例57天後大面積發黴由表4的試驗結果可知，本發明提供的中透光高隔熱節能浮法玻璃具有較佳的抗黴變性能。以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。當前第1頁12