一种节能玻璃的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种节能玻璃的制备方法，按重量百分比记，包括以下组分：氯化亚铁(FeCl

【技术实现步骤摘要】
一种节能玻璃的制备方法
本专利技术涉及一种玻璃的制备方法，具体涉及一种高透过、高隔热的块体吸热节能玻璃的制备方法，主要应用于建筑或车窗领域。
技术介绍
目前建筑能耗约占社会总能耗的40％，而玻璃传热导致的控温能耗占建筑能耗的20-40％。传统窗玻璃即单层钠钙硅玻璃隔热效果差，难以有效阻断温差产生的热传导和阳光照射产生的热辐射，急需节能窗降低热传递效果。太阳光谱的能量集中于300-2500nm的波段，其中近红外波段占辐射功率的比例高达50％，因此屏蔽近红外波段能极大地降低户外向室内辐射传热，同时又能避免影响可见光透过能力。理想的节能窗既能阻断近红外波向室内辐射，又具有高可见光透过、高耐久性、低雾度，同时兼顾一定机械强度。通过阻隔太阳光谱的热辐射，就能实现降低能耗和碳排放的节能目标。目前已有数种商用节能窗在售，它们在功能性上各有偏重，也有各自的缺点。目前，传统节能玻璃可分为彩色玻璃、低发射率(Low-E)玻璃、贴膜玻璃、夹层玻璃等。彩色玻璃由金属离子或金属颗粒着色，是一种工艺简便、廉价耐用的吸热玻璃，还具有抗眩光的效果。不足在于彩色玻璃对太阳光吸收的选择性差，在吸收红外光的同时可见光透过率低，对于城市中急需更多自然采光的房屋应用价值有限。长期居住在使用彩色玻璃的房屋中，不仅对视力有害，还容易对居住者精神状态造成不良影响。最常用的节能玻璃是低发射率(Low-E)玻璃，这是一种对红外波段选择性反射的节能玻璃，根据工艺不同可分为在线和离线两种。在线Low-E玻璃功能层是掺杂的金属氧化物半导体，主要包括ATO、ITO或掺杂的ZnO。在线Low-E玻璃的镀层裸露在外，容易因运输、安装过程中的划伤或溅射“针眼”缺陷而部分脱落。离线Low-E玻璃的核心功能层是金属银层，但通常需要密封于双层玻璃的夹层中，属于夹层玻璃的一种。一旦玻璃夹层被破坏，金属银层很快被氧化，红外屏蔽效果消失且可见透过率明显降低。离线low-E玻璃、真空/中空玻璃这一类夹层玻璃生产工艺繁杂，价格可达单层玻璃的数倍甚至数十倍。此外还有能根据外界温度自动调节透过率改善的智能窗用VO2贴膜玻璃，但是不受欢迎的颜色、高于室温的绝缘体-金属相变温度、较差的稳定性等，仍是制约其广泛应用的一些技术难题。与此相对的是，亚铁吸热节能玻璃耐用性良好，性能长期稳定不衰退，且不会因少量划伤影响使用效果。在保持高可见光透明性的同时可以屏蔽近红外光，特别是在800-1500nm波段亚铁离子具有极强的红外吸收能力，兼顾采光和节能性能。然而目前亚铁吸热节能玻璃相较于传统彩色浮法玻璃工艺更加复杂，生产技术门槛更高。这是由于亚铁离子容易在烧制过程中氧化成铁离子，失去红外屏蔽功能。为了保护亚铁离子不被氧化，目前已有几种方法：首先是在玻璃熔制过程中采用保护气氛，此方法难以应用于传统玻璃生产线且极大增加生产事故的危险性；第二是采用硫碳类还原剂，易造成硫碳异常着色导致玻璃偏黄，影响美观；第三是将还原性物质包裹在铁的氧化物和铁粉上，包覆过程需要额外进行分散、烧结、液相反应等复杂步骤，令生产流程更加复杂。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种节能玻璃的制备方法，采用简易的熔融淬冷法生产节能玻璃，能在避免使用硫碳还原剂的前提下，不需要保护气氛，令玻璃熔体较快地包裹亚铁离子，极大减少氧气与亚铁离子直接接触，抑制亚铁离子向铁离子转变。过量的澄清剂起到搅拌或保护亚铁离子的作用，帮助后者均匀地分散在玻璃块体中。此方法适用于传统浮法玻璃生产线，可以大大减少生产复杂性和危险性，有助于快速、大批量、便利地生产亚铁吸热节能玻璃。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用如下技术方案：一种节能玻璃的制备方法，以碳酸钠、二氧化硅、碳酸钙、氯化亚铁或铁粉、作为铵盐添加剂的氯化铵或硫酸铵为原料，其中作为铁源材料的氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0；首先在非保护性气氛炉内，将熔融碳酸钠、二氧化硅、一部分碳酸钙作为主要材料，混合形成玻璃液1，然后取出玻璃液1淬冷成型并粉碎，得到碎玻璃；然后将碎玻璃和氯化亚铁、铁粉、作为铵盐添加剂的氯化铵或硫酸铵、另一部分碳酸钙进行混合，再将混合料置于高温炉体中进行加热熔融，得到玻璃液2；然后将取出玻璃液2置于预热的容器中，进行凝固成型，然后进行退火，即可得到所需高透过、高隔热的块体吸热节能玻璃。优选地，按重量百分比记，采用如下原料组分比例进行配料：碳酸钠：10～35％，二氧化硅：40～70％，碳酸钙：5～25％，氯化亚铁：0～5％，铁粉：0～5％，氯化铵或硫酸铵0～10％；其中，氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0。优选地，所述原料粉由混合料1和混合料2两部分组成，其中：以混合料1作为主要材料的总重量按照100％进行计算，则按重量百分比记，混合料1采用如下组分比例进行配料：碳酸钠：10～35％，二氧化硅：40～70％，一部分碳酸钙：5～25％；以混合料2作为添加剂的总重量按照100％进行计算，则按重量百分比记，混合料2采用如下组分比例进行配料：氯化亚铁：0～5％或铁粉：0～5％，氯化铵或硫酸铵0～10％，另一部分碳酸钙0～5％；其中，氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0。优选地，采用非保护性气氛、熔制温度及时间中的任意一种参数或任意几种参数的组合参数，对所述原料混合后进行熔制加工，根据所需性能要求，得到不同的具有中透光高近红外屏蔽的节能玻璃。优选地，氯化亚铁采用无水氯化亚铁或氯化亚铁水合物。优选地，碎玻璃主要原料采用部分或全部使用组分相近的其他废弃碎玻璃。优选地，一种节能玻璃的制备方法，包括如下步骤：a.作为主要原料的混合料1配料：按原料配方，取二氧化硅、碳酸钠、碳酸钙，粉碎使主要原料过100～300目筛，然后充分混合10～30min，得到混合料1，作为主要原料，备用；b.玻璃液1制备：将在所述步骤a中得到的混合料1倒入坩埚，将坩埚放入升降炉内，以5～10℃/min的升温速度，将混合料1从室温加热至1300～1600℃进行保温1～3h，使混合料1熔融成玻璃液1；c.玻璃液1淬冷成型处理：在所述步骤b中取出玻璃液1置于冷容器中成型，玻璃块体因内应力而炸裂，保存残留玻璃液1的坩埚备用；d.碎玻璃制备：在所述步骤c中取出炸裂的玻璃块体，将其物理粉碎成小块碎玻璃；e.作为添加材料的混合料2配料：按原料配方，取铁粉、碳酸钙、氯化亚铁、铵盐作为添加材料，其中氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0；将添加材料粉碎后过100～500目筛，然后充分混合20～40min，得到混合料2，作为添加材料，备用；f.玻璃液2制备：在所述步骤c的坩埚中加入碎玻璃和混合料2，置于1400～1700℃高温炉体内保温1～3h，形成玻璃液2；g.玻璃液2凝固成型：在所述步骤f取出玻璃液2，置于预热过的容器中，容器温度300～600℃，进行凝固成型；h.将凝固成型后的样品放入200～600℃的退火炉中进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能玻璃的制备方法，其特征在于：以碳酸钠、二氧化硅、碳酸钙、氯化亚铁、铁粉、作为铵盐添加剂的氯化铵或硫酸铵为原料，其中作为铁源材料的氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0；首先在非保护性气氛炉内，将熔融碳酸钠、二氧化硅、一部分碳酸钙作为主要材料，混合形成玻璃液1，然后取出玻璃液1淬冷成型并粉碎，得到碎玻璃；然后将碎玻璃和氯化亚铁、铁粉、作为铵盐添加剂的氯化铵或硫酸铵、另一部分碳酸钙进行混合，再将混合料置于高温炉体中进行加热熔融，得到玻璃液2；然后将取出玻璃液2置于预热的容器中，进行凝固成型，然后进行退火，即可得到所需高透过、高隔热的块体吸热节能玻璃。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能玻璃的制备方法，其特征在于：以碳酸钠、二氧化硅、碳酸钙、氯化亚铁、铁粉、作为铵盐添加剂的氯化铵或硫酸铵为原料，其中作为铁源材料的氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0；首先在非保护性气氛炉内，将熔融碳酸钠、二氧化硅、一部分碳酸钙作为主要材料，混合形成玻璃液1，然后取出玻璃液1淬冷成型并粉碎，得到碎玻璃；然后将碎玻璃和氯化亚铁、铁粉、作为铵盐添加剂的氯化铵或硫酸铵、另一部分碳酸钙进行混合，再将混合料置于高温炉体中进行加热熔融，得到玻璃液2；然后将取出玻璃液2置于预热的容器中，进行凝固成型，然后进行退火，即可得到所需高透过、高隔热的块体吸热节能玻璃。


2.根据权利要求1所述节能玻璃的制备方法，其特征在于：按重量百分比记，采用如下原料组分比例进行配料：
碳酸钠：10～35％、二氧化硅：40～70％、碳酸钙：5～25％、氯化亚铁：0～5％、铁粉：0～5％，氯化铵或硫酸铵0～10％；其中，氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0。


3.根据权利要求2所述节能玻璃的制备方法，其特征在于：所述原料粉由混合料1和混合料2两部分组成，其中：
以混合料1作为主要材料的总重量按照100％进行计算，则按重量百分比记，混合料1采用如下组分比例进行配料：碳酸钠：10～35％，二氧化硅：40～70％，一部分碳酸钙：5～25％；
以混合料2作为添加剂的总重量按照100％进行计算，则按重量百分比记，混合料2采用如下组分比例进行配料：
氯化亚铁：0～5％、铁粉：0～5％、氯化铵或硫酸铵：0～10％，另一部分碳酸钙0～5％；其中，氯化亚铁和铁粉的添加量不同时为0。


4.根据权利要求1所述节能玻璃的制备方法，其特征在于：采用非保护性气氛、熔制温度及时间中的任意一种参数或任意几种参数的组合参数，对所述原料混合后进行熔制加工，根据所需性能要求，得到不同的具有中透光高近红外屏蔽的节能玻璃。


5.根据权利要求1所述节能玻璃的制备方法，其特征在于：氯化亚铁采用无水氯化亚铁或氯化亚铁水合物。


6.根据权利要求1所述节能玻璃的制备方法，其特征在于：碎玻璃主要原料采用部分或全部使用组分相近的其他废弃碎玻璃。


7.根据权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，胡大明，杨传范，王昊琛，祁云航，何晓燕，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31