玻璃组合物制造技术

本发明专利技术提供了一种高性能绿色玻璃组合物，包含至少１４．５％重量的Ｎａ↓［２］Ｏ、至少１０．５％的ＣａＯ、和至少０．５％的总量铁（以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］度量）且基本上无镁，如此生产的玻璃的亚铁值至少为３０％且性能（透光性减去直接太阳能传热性）在２．８－５毫米的至少一个厚度下至少为２８％。本发明专利技术还涉及由该组合物制成的玻璃以及一种层压玻璃组件，其中两个玻璃板材夹有聚合物材料，所述玻璃板材中的至少一个或两者具有该组合物。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Glass composition

The invention provides a high performance green glass composition, containing at least 14.5% by weight of Na: 2 O, at least 10.5% of the CaO, and at least 0.5% of the total amount of iron (Fe: 2 to 3: O Metric) and basically no magnesium, so the production of glass ferrous value of at least 30% and can (light minus the direct solar heat transfer) at least a thickness of 2.8 mm to 5 mm by at least 28%. The invention also relates to glass made from the composition and to a laminated glass assembly, wherein two glass plates are sandwiched with polymeric material, and at least one of the glass plates or both has the composition.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种玻璃组合物。更具体地说，本专利技术涉及一种包含氧化铁的用于生产高性能绿色玻璃的玻璃组合物。“高性能”玻璃是其中玻璃的透光性极大超过其传热性的那些。如果玻璃用于汽车，玻璃的透光性特别重要。这是因为，许多国家要求所有的B位(B-post)前的车辆窗户具有至少70％的透光率。传热性通常由简称“DSHT”表示，它代表直接太阳能传热性。传热性取决于该玻璃吸收电磁谱的红外区中、和在较低程度上，该光谱的可见光部分中的辐射的能力。在某些情况下，还需要吸收光谱的紫外区中的辐射。氧化铁是玻璃组合物中的熟知着色剂，优点在于，它由亚铁和三价铁两者的混合物组成。亚铁吸收光谱的红外辐射，而三价铁则吸收光谱的紫外区辐射。为了生产高性能玻璃，显然需要在加入玻璃组合物的铁中增加亚铁与三价铁的比率。然而，尤其是当玻璃由浮法工艺制成时，仅增加亚铁含量是不可能的。一个问题是，铁是一种非常良好的吸热体。它能够吸收熔化罐中的热，因此该罐的底部变冷却。这时，玻璃变得更难以熔化，因此出现失透和硅石浮渣的问题。可以使用特殊的技术，如真空精制在玻璃中获得高的亚铁比率。但这类技术运行成本极高。获得高亚铁比率的一种更常用方式是在原料的批料中使用还原剂，如碳。但碳的使用也会带来硅石浮渣的问题。顺便指出，硅石浮渣是一层位于熔化玻璃表面上的未溶解硅石，而且在极端情况下会形成一个延伸到玻璃整个表面上的浮块层。为了尽量减少该问题，通常将硫酸盐加入批料中。这种硫酸盐一般为硫酸钠或硫酸钙的形式。但硫酸盐并非仅是有助于熔化玻璃的试剂，而且还可用作氧化剂。即，硫酸盐往往与碳反应，留下较少的用于将三价铁还原成亚铁的碳。因此，尽管碳的加入似乎是一种增加玻璃中亚铁比率的简单方法，但它实际上没有实现或至少不理想。大多数玻璃还包含钠。在许多专利说明书中，钠的存在量据说为10-20％。但实际上，钠的存在量为12-13％。这有三个主要原因。首先，组合物中钠的量越高，玻璃的成本越高。更重要的是，玻璃中的高含量钠对玻璃的粘度有不利影响。与使用高含量钠有关的第三个主要问题在于，由其制成的玻璃耐久性低，通常表现为玻璃的侵蚀，这对玻璃的使用者是不可接受的。钙也用于玻璃，但缺点在于，如果大量使用，它会造成失透。在该问题发生之前的近似上限为11％重量。镁也用于玻璃。如果镁在玻璃中的含量降低，常规浮法玻璃中通常集中在1050纳米附近的最低亚铁吸收移向较长波长。这同时导致透光性的提高和太阳能传热性的下降，这在高性能玻璃中都明显有益。此外，镁一般是批料中的一种昂贵组分，因此其去除可降低玻璃的成本。但镁会减慢玻璃中晶体生长的速率，因此其去除意味着增加晶体生长速率，这本身使失透明显。此外，镁据说能提高玻璃的耐久性，且一般认为，其去除对玻璃的耐久性影响不利。本专利技术寻求提供一种含铁的绿色玻璃组合物，它在超过30％的亚铁含量下性能超过28％，最好超过30％以上，但容易熔化而没有此前概括的缺点。按照本专利技术，提供了一种绿色玻璃组合物，它包含至少14.5％重量的Na2O、至少10.5％的CaO、和至少0.5％的总量铁(以Fe2O3度量)，所述玻璃基本上无镁，如此生产的玻璃的亚铁值至少为30％且性能(透光性减去直接太阳能传热性)在2.8-5毫米的至少一个厚度下至少为28％。本领域熟练技术人员容易看出，使用“无镁”表示没有将镁加入该组合物。但镁可作为批料中的杂质或痕量元素或作为来自以前炉中操作的残余夹带物存在于玻璃中。因此，实际上，镁在该组合物中的最大量不太可能超过总组合物的约0.2％重量。我们已经惊人地发现，这种组合物提供了一种在其透光性和其DSHT之间相差至少28个百分点，通常超过30％的玻璃。即便亚铁值超过30％，该组合物也可在浮法炉中熔化，同时避免或至少尽量减少已有技术所预期的缺点。在本专利技术的一个优选实施方案中，所得玻璃的透光率至少为70％且性能至少为30％。理想的是，该玻璃包含至少0.8％的总量铁。亚铁值有利地至少为35％。我们已经发现，如果该组合物包含超过常规量的钠和钙两者，那么该组合物更容易熔化。这样，可以减少通常加入批料组合物中仅帮助熔化的硫酸盐的量。三价铁至亚铁的还原通过使用最常见为碳的还原剂来进行。但如上所述，容易理解，如果还原剂和氧化剂，如硫酸盐同时存在于批料中，它们可相互抵销，因此不能实现所需的亚铁比率。但在本专利技术中，帮助熔化所需的硫酸盐的量可以减少。因此，显然，碳不是硫酸盐而用作三价铁的还原剂，因此可以实现高亚铁比率。相反，硫酸盐的量可在增加碳量的同时基本上保持恒定。然而，存在于组合物中的过量钙可造成炉中的失透问题。为此，CaO在该组合物中的量最好局限于12％的上限值，但优选低于11％。本专利技术的组合物可没有钾和铝(除了作为砂中杂质存在的量)。但任一这些物质或两者可根据需要存在于本专利技术的组合物中。钾可增加玻璃的热膨胀系数，而铝可提高玻璃的耐久性。如果存在，钾的量最好低于或等于1％。类似地，局限于最高1.6％的铝量是优选的。此外，锆也可存在于该组合物中以提高玻璃的耐久性，但其量优选不超过1％。此外，钛可存在于该组合物中。钛的优点在于，它能够降低玻璃的紫外透过性，这样比起亚铁，可增强由三价铁在玻璃中产生的效果。关于此，该组合物中最好包括钛，且所述钛为钛铁矿的形式。钛铁矿是钛酸亚铁，因此也有助于生产具有高亚铁比率的玻璃。但如果存在，钛的量(以TiO2度量)有利地局限于最高1％。有利的是，钛的量为0.20-0.60％。铈和/或钒也可包含在该组合物中，两者都用作紫外线的吸收剂。由本专利技术组合物制成的玻璃板材在5毫米厚度下可具有至少28％的性能。如果玻璃制成较薄，例如2.8毫米，那么本专利技术组合物可使这类玻璃的性能至少为28％。在本专利技术的一个优选实施方案中，玻璃板材由包含70-75％(重量)SiO2、0.25-0.55％TiO2、和0.75-0.95％Fe2O3的组合物制成，所述玻璃的亚铁值为33-37％且在标称厚度4毫米下的透光率至少为70％。另一优选实施方案提供了一种由包含70-75％(重量)SiO2、0.25-0.45％TiO2、和0.95-1.05％Fe2O3的组合物制成的玻璃板材，所述玻璃的亚铁值为33-37％且在标称厚度3.15毫米下的透光率至少为70％。在一个进一步优选的实施方案中，提供了一种由包含70-75％(重量)SiO2、0.50-0.65％Fe2O3、和0.25-0.55％TiO2的组合物制成的玻璃板材，所述玻璃的亚铁值为33-37％且在标称厚度4.6毫米下的透光率至少为70％。在所有上述情况下，玻璃为整体形式。但在每种情况下，特别是在刚好以上的段落中描述的情况下，该玻璃可以是包含夹有中间层的两个玻璃板材的层压品的形式。在这种情况下，至少一个玻璃板材，优选两者由按照本专利技术的组合物制成。这时的中间层有利地为聚乙烯醇缩丁醛。本专利技术仅说明性地通过以下实施例进一步描述。在这些实施例中，表1给出了按照本专利技术的许多玻璃的组成，表2给出了表1玻璃的各种物理和光学性能，且表3给出了出现在表1和2中的转化成不同厚度的某些玻璃的细节。在表2中，透光性使用发光体A来测定，后者是本领域熟知的。直接太阳能传热性按照国际标准9050(ISO9050)，在350-2100纳米的范围内，在气团(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绿色玻璃组合物，它包含至少１４．５％重量的Ｎａ↓［２］Ｏ、至少１０．５％的ＣａＯ、和至少０．５％的总量铁（以Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］度量），所述玻璃基本上无镁，如此生产的玻璃的亚铁值至少为３０％且性能（透光性减去直接太阳能传热性）在２．８－５毫米的至少一个厚度下至少为２８％。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC托尔，LS布彻尔，
申请(专利权)人：皮尔金顿公共有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]