【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃，具体涉及一种光热玻璃及其制备方法。
技术介绍
1、光热玻璃作为一种特殊的玻璃材料，具有优异的光热性能和环保特性，在太阳能利用、建筑节能等领域具有广泛的应用前景。近年来，随着全球对可再生能源和环保技术的日益关注，光热玻璃行业得到了快速发展。在技术研发方面，光热玻璃的生产工艺和技术不断改进和创新，提高了产品的性能和质量。同时，随着新能源技术的推广和应用，光热玻璃在太阳能热水器、太阳能集热器等领域的应用也越来越广泛。在市场需求方面，随着人们对环保和节能意识的提高，以及政府对可再生能源政策的支持和推动，光热玻璃的市场需求不断增加。特别是在建筑领域，光热玻璃作为一种有效的节能材料，受到越来越多建筑设计师和开发商的青睐。
2、尽管光热玻璃行业取得了显著的发展，但在生产工艺和技术方面还有待提升，在实现高效率、高质量、高性能等方面仍面临挑战。光热玻璃的关键技术指标之一就是太阳光透过率≥91％，特别是对于红外光的透过率越高越有利于制成平面镜或曲面镜的太阳光热能的反射作用；但目前由于光热玻璃在生产过程中澄清的难度、玻璃中微气泡的出现等现象，直接影响太阳光的透过率和反射率，使得玻璃质量无法达到预期要求。在定日镜等光热电站的核心部件中，光热玻璃需要具备良好的表面平滑度、易弯曲性和热强化性能，但目前在这一方面还有些欠缺。此外，光热玻璃还需要具备强耐候性和抗风化能力，以应对恶劣的环境条件，如紫外线辐射、高低温循环等，这也是当前技术需要突破的关键点。
3、因此，开发一种透过率高、机械性能好、热稳定性好的光热玻璃，已
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术公开了一种光热玻璃及其制备方法，采用本专利技术提供的制备方法制得的光热玻璃，其透过率高、机械性能好、热稳定性好，使用寿命长。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种光热玻璃，按重量份计由以下原料组成：二氧化硅sio260～70份、氧化钠na2o 10～20份、氧化钙cao 5～10份、氧化镁mgo 2～4份、氧化铝al2o34～8份、二氧化锆zro20.5～1份、纳米氧化钛tio20.5～1份、纳米氧化锌zno 0.4～0.6份、改性碳纳米管0.02～0.06份。
4、优选的，所述光热玻璃按重量份计由以下原料组成：sio265份、na2o 12份、cao 7份、mgo 3份、al2o36份、zro20.6份、纳米tio20.6份、纳米zno0.5份、改性碳纳米管0.025份。
5、优选的，所述改性碳纳米管的制备方法如下：碳纳米管进行纯化预处理，将预处理后的碳纳米管加入盛有硅烷偶联剂的无水乙醇溶液的烧杯内，将烧杯置于恒温磁力搅拌器上于70～80℃下加热搅拌，待反应2～3h后，经过滤、洗涤后，于真空干燥箱在65～70℃下进行干燥，制得改性碳纳米管。
6、优选的，所述硅烷偶联剂为kh550，所述硅烷偶联剂与无水乙醇的质量比为(1～5)：100。
7、优选的，所述硅烷偶联剂与碳纳米管的质量比为1：(20～50)。
8、本专利技术也提供了一种上述光热玻璃的制备方法，包括以下步骤：
9、s1.准备原料：按重量份配比称取原料混合、研磨，制得玻璃配合料；
10、s2.熔制：将步骤s1制得的玻璃配合料投入到电熔炉内熔制，经熔化、澄清、均质，制得玻璃液；
11、s3.成型：将步骤s2制得的玻璃液经成型处理，制得玻璃坯体；
12、s4.成品：将步骤s3制得的玻璃坯体经退火、冷却后，切割制成相应尺寸的成品玻璃，即：制得光热玻璃。
13、优选的，步骤s2中，所述电熔炉的熔制工艺设为四个加热阶段，按照熔制工艺从低到高进行升温，分别为第一加热阶段、第二加热阶段、第三加热阶段和第四加热阶段；所述第一加热阶段的最高温度为800～900℃、第二加热阶段的最高温度为1400～1600℃、第三加热阶段的最高温度为1400～1500℃、第四加热阶段的最高温度为1400～1500℃。
14、优选的，步骤s2中，所述第一加热阶段的保温时间为30～60min、第二加热阶段的保温时间为2～6h、第三加热阶段的保温时间为5～8h、第四加热阶段的保温时间为5～8h。
15、优选的，步骤s4中，所述退火工艺为：将玻璃坯体以1～2℃/min的速率升温至600～650℃保温30～60min，再以2～3℃/min的速率升温至700～800℃保温120～240min后，最后以0.5～1℃/min的速率降温至30～40℃。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术提供的退火工艺可以缓慢且均匀将成型后的玻璃坯体加热至退火温度，确保了在整个加热过程中温度分布均匀，从而有效避免因局部过热或过冷导致的应力集中，确保了既能有效消除内部应力，又不损害玻璃的其他性能。
18、(2)本专利技术在光热玻璃高透过率的前提下，在其原料中加入了少量的碳纳米管，本专利技术采用硅烷偶联剂对碳纳米管进行了改性，硅烷偶联剂经水解后形成的硅醇基团具有高度的反应活性，能够与碳纳米管表面的官能团通过氢键作用或形成共价键连接，从而将有机官能团锚定在碳纳米管表面；另一方面，未反应的硅醇基团能够在加热条件下可与玻璃其他原料表面的羟基发生缩合反应，形成稳定的硅氧键(si-o-si)，或通过氢键相互作用增强界面的结合力；同时，改性后的碳纳米管在玻璃原料中更容易分散均匀，增加了其与玻璃其他原料的相容性，减少了界面缺陷。本专利技术制备的光热玻璃在受到外力作用时，改性碳纳米管作为桥接者可有效传递载荷，从而显著增强整体材料的力学性能；同时，分散在玻璃基体中的改性碳纳米管可以作为物理障碍，当玻璃由于外力作用产生裂纹时，裂纹遇到纳米管时可能会偏转路径或被终止，从而提高材料的韧性。本专利技术中改性碳纳米管通过其本身的力学性质、在基体中的分散形态、与基体的界面相互作用，以及对裂纹扩展的抑制作用，共同作用于光热玻璃中，实现了光热玻璃的机械强度及抗拉伸强度的显著提升。
19、(3)本专利技术适量添加了纳米氧化锌、纳米氧化钛等无机纳米粒子，不仅能够提高光热玻璃的机械强度和韧性，还能增强其抗紫外线和耐老化性能，提升了玻璃的热稳定性和耐化学稳定性；同时，本专利技术在制备光热玻璃过程中设有四个加热区间，其相对应为为硅酸盐加热形成阶段、玻璃液形成加热区间、第三玻璃液澄清加热区间和玻璃液均质加热区间，解决了目前在生产过程中难澄清、玻璃中易出现微气泡的现象。
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1.一种光热玻璃，其特征在于，所述光热玻璃按重量份计由以下原料组成：SiO2
2.根据权利要求1所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述光热玻璃按重量份计由以下原料组成：SiO265份、Na2O 12份、CaO 7份、MgO 3份、Al2O36
3.根据权利要求1所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述改性碳纳米管的制备方法如下：碳纳米管进行纯化预处理，将预处理后的碳纳米管加入盛有硅烷偶联剂的无水乙醇溶液的烧杯内，将烧杯置于恒温磁力搅拌器上于70～80℃下加热搅拌，待反应2～3h后，经过滤、洗涤后，于真空干燥箱在65～70℃下进行干燥，制得改性碳纳米管。
4.根据权利要求3所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550，所述硅烷偶联剂与无水乙醇的质量比为(1～5)：100。
5.根据权利要求3所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述硅烷偶联剂与碳纳米管的质量比为1：(20～50)。
6.权利要求1-5任一项所述的光热玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的光热玻璃的制备方法，其特征
8.根据权利要求7所述的光热玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一加热阶段的保温时间为30～60min、第二加热阶段的保温时间为2～6h、第三加热阶段的保温时间为5～8h、第四加热阶段的保温时间为5～8h。
9.根据权利要求6所述的光热玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述退火工艺为：将玻璃坯体以1～2℃/min的速率升温至600～650℃保温30～60min，再以2～3℃/min的速率升温至700～800℃保温120～240min后，最后以0.5～1℃/min的速率降温至30～40℃。
...【技术特征摘要】
1.一种光热玻璃，其特征在于，所述光热玻璃按重量份计由以下原料组成：sio2
2.根据权利要求1所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述光热玻璃按重量份计由以下原料组成：sio265份、na2o 12份、cao 7份、mgo 3份、al2o36
3.根据权利要求1所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述改性碳纳米管的制备方法如下：碳纳米管进行纯化预处理，将预处理后的碳纳米管加入盛有硅烷偶联剂的无水乙醇溶液的烧杯内，将烧杯置于恒温磁力搅拌器上于70～80℃下加热搅拌，待反应2～3h后，经过滤、洗涤后，于真空干燥箱在65～70℃下进行干燥，制得改性碳纳米管。
4.根据权利要求3所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述硅烷偶联剂为kh550，所述硅烷偶联剂与无水乙醇的质量比为(1～5)：100。
5.根据权利要求3所述的一种光热玻璃，其特征在于，所述硅烷偶联剂与碳纳米管的质量比为1：(20～50)。
6.权利要求1-5任一项所述的光热玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫震，魏国轩，
申请(专利权)人：河南安彩光热科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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