[发明专利]用于制造玻璃门窗的灰色钠钙硅玻璃组合物

说明书

本申请是申请日为2004年1月22日、发明名称为“用于制造玻 璃门窗的灰色钠钙硅玻璃组合物”的发明专利申请的分案申请，原申 请的中国专利申请号为200480008043.9。

技术领域

本发明涉及灰色钠钙硅玻璃的组合物，具体地涉及采用熔融金属 (例如锡)浴浮法或采用压延法生产平板玻璃的钠钙硅玻璃组合物，这 些玻璃用于生产建筑物和汽车的玻璃窗。

背景技术

人们通常研究本体灰色玻璃的美感特性和它们可能具有的特定性 能，特别是具有防护太阳辐射的性能。

在建筑方面，它们主要用来给处在强太阳光照射地方的建筑物装 玻璃，但是还可以使用这些玻璃进行装饰，例如以家具，凉台或楼梯 间的装配和栏杆元件形式进行装饰。这些灰色玻璃也可以用作汽车的 玻璃门窗，特别是后玻璃门窗，以及铁路车辆的玻璃门窗。

一般而言，广泛地采用浮法生产带状钠钙硅玻璃，接着将这种带 切成薄板状，相继地可以使这些薄板弯曲或进行提高机械性能的处理， 例如热淬火处理。

在标准的钠钙硅组合物中添加作为着色剂的硒和钴可以得到所需 要的灰色。

加入硒和钴的量取决于开始标准组合物中的铁含量，更特别地取 决于Fe₂O₃的含量，其Fe₂O₃使玻璃着黄色至绿色。根据硒存在的氧化态， 它可提供玫瑰红、红色或琥珀色成分，其成分与铁的相反，这样能够 调节玻璃的最后颜色。

然而，在玻璃组合物中使用硒在工业方面有许多缺陷。

在玻璃中，硒有多种稳定的氧化态，其中某些氧化态会赋予玻璃 近乎很强的特定色彩(例如Se⁰提供玫瑰色)。此外，最后的颜色取决于 在玻璃中存在的硒能与其化合的其它着色剂的性质：例如Se^2-与三价铁 离子形成发色团，使玻璃着褐-红色彩。控制色调因此需要非常精确地 将氧化还原作用控制在一个相对狭小值的范围内。

然后，使玻璃化混合物熔化的炉内温度大大高于硒的蒸发温度。 于是大部分硒(85％以上)是在炉的气氛中，这样需要配置带电过滤器的 通风管，捕获烟和粉尘中存在的硒。在这些过滤设备已经非常高的成 本上另加由这些过滤器捕获粉尘的再循环问题，其中只是一部分粉尘 再加到炉中。

确实曾提出，为了得到更易溶于玻璃中的氧化形态，往玻璃化混 合物中添加氧化剂限制硒逸出，但是这种实施方式不是令人满意的。 事实上，这些推荐的氧化剂是硝酸盐，往往是硝酸钠，它们产生被认 为是一种额外污染源的NO_x排放物。

最后，硒具有高的毒性，甚至低浓度时也如此，尤其当它呈亚硒 酸盐或硒酸盐形态时更是如此。因此必需特定的设备才可能进行其操 作。

为了克服上述的缺陷，曾提出多个针对除去这些玻璃组合物中全 部或部分硒的解决办法。

曾希望用硫化镉CdS和/或锡化镉CdSe代替硒。由于这些化合物 的非常高的毒性不可能在这种方法的条件下使用它们。

还曾提出使用使玻璃着红色的呈胶体形态(Cu⁰或Cu₂O)的铜。但是 铜聚集体结晶是一种难以控制的操作，还需要显色的额外热处理。

在US-A-5 264 400中，提出用氧化铒Er₂O₃代替一部分硒。得到 的玻璃是青铜色，含有0.2-0.6％铁、0.1-1％CeO₂、0-50ppm CoO、0-100ppm NiO、0.2-3％Er₂O₃和3-50ppm Se。

氧化饵的着色能力是相对低的，因此玻璃中的加入量很大。然而， 氧化饵是一种自然状态不太普遍的化合物，并且它还与其它氧化物混 合存在，因此应该进行纯化处理。于是其成本非常高。

在US-A-5 656 500中，提出一种无硒的灰色或青铜色玻璃，它含 有下述着色剂：0-0.45％Fe₂O₃、0-0.5％V₂O₅、0.5-2％MnO₂、0-0.05％NiO、 0-0.1％CuO和0-0.008％CoO。

在参考文献中另一种广泛研究的解决办法是使用氧化镍。