| 超吸热玻璃及其生产技术 |
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| 作者：中国耀华玻璃集团公司技术开发部 张为民 |
关键词：吸热 超吸热 吸收 紫外线 红外线 玻璃
超吸热玻璃是基于人们在美观、舒适和环保等方面的要求不断提高，而开发出的一种玻璃新产品，早期主要在汽车和现代化的大型建筑物上使用。随着能源危机加剧，其应用领域正在逐步扩大。太阳光主要由可见光、红外线和紫外线三部分组成，能量分布大体如下：
对于开车一族来说，红外线的直接影响就是会造成车内气温上升，增加车载空调使用量，增加油耗；而紫外线的照射则会加速车内织物褪色、塑料部件老化，并给皮肤带来伤害。因此，人们迫切希望有这样一种玻璃材料，它既能保持良好的透光性，又能尽量减少阳光热辐射和紫外线的透过，超吸热玻璃便由此应运而生。
对于汽车的挡风玻璃、前侧窗和小型车后窗，国际上一般规定可见光透过率不小于70%，欧洲和澳大利亚对挡风玻璃规定更加严格，要求不小于75%。这就使如何制造高可见光透过率，低紫外线、红外线透过率的玻璃，成为玻璃企业的一个重要课题。
制造吸收紫外线的玻璃，比较容易做到。在玻璃中通过引入Fe3+、Cr6+、CeO2、TiO2等强烈吸收紫外线的物质，便可得到高可见光透过率、吸收绝大部分紫外线的玻璃。
制造高可见光透过率、强烈吸收太阳近红外辐射的玻璃，利用现有公知技术则是很难办到的。这主要是因为在玻璃中能够强烈吸收红外线的只有Fe2+离子一种，并且在现有技术条件下，这种离子仅占引入玻璃总铁的20%～30%，否则将使玻璃着成琥铂色，大大降低可见光透过率。如果依靠向玻璃中大量加入氧化铁来提高玻璃中Fe2+离子的含量，则玻璃的可见光透过率将降低，并且使玻璃着成黄绿色影响美观。只有提高玻璃中Fe2+离子占总铁的比值，才能生产出颜色美观、强烈吸收红外线的超吸热玻璃。
早在上世纪八十年代，美国PPG公司等国际知名玻璃企业就开始了超吸热玻璃的研究工作，专利US 4381934，US 4972536，US 4886539等发明了一种具有多个独立阶段熔化和澄清的制造浮法玻璃的方法。特点在于可以更有效的控制氧化还原条件，制造亚铁值大于50%，高可见光透过、低红外透过的玻璃。
现在，美国PPG公司已经能够利用传统的浮法工艺生产超吸热玻璃。PPG公司在中国专利局申请的专利CN 1121355C，发明了一种蓝色玻璃组合物，亚铁比值高达35%～60%。
作者测定了PPG公司两种绿色玻璃的光谱性能，测定结果如下：
| 编号 |
可见光透过率 |
太阳能透过率 |
红外线透过率 |
备 注 |
| 1 |
72.30 |
47.44 |
21.50 |
玻璃厚度为4mm |
| 2 |
75.05 |
49.00 |
17.40 |
玻璃厚度为4mm |
作者还测定了国内几家公司生产的绿色玻璃，测定结果如下（折合成厚度4mm玻璃）：
编号 |
可见光透过率 |
太阳能透过率 |
红外线透过率 |
备 注 |
| 1 |
79.40 |
59.00 |
42.08 |
|
| 2 |
77.20 |
55.39 |
36.90 |
|
| 3 |
69.51 |
57.40 |
51.67 |
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| 4 |
73.66 |
51.65 |
33.92 |
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虽然国内生产的浅绿色玻璃具有高可见光透过、低红外透过的特点，但与超吸热玻璃还有较大差距，它是依靠增加玻璃的总铁含量，而达到引入较多Fe2+离子的，Fe2+占总铁的比例均小于30%。由于大量氧化铁的引入，既降低可见光透过率又影响玻璃颜色美观，所以是不能生产出优质的玻璃品种——超吸热玻璃的。只有Fe2+占总铁的比例大幅度提高以后，才有可能通过适当引入其他着色剂，生产出既保障可见光透过率大于70%，又保障优良吸热性能的更多品种的超吸热玻璃。
上海耀华皮尔金顿玻璃股份公司，于2003年5月就“强吸收紫外和红外的绿色玻璃”申请了中国专利，于同年10月公开，专利公开号为CN1451621，其报道的这种玻璃的颜色为深绿色，优点是紫外线透过率不超过17％，红外线透过率不超过28％，可见光的透过率在70％以上。这是目前国内技术所能达到的最好结果，Fe2+离子占总铁的比例为18%～28%。严格讲，这种玻璃还不是超吸热玻璃。
中国耀华玻璃集团公司，积二十余年颜色玻璃研发和生产经验，正在开展超吸热玻璃的研究工作，实验室阶段的工作已经完成。从理论上解决了提高Fe2+比值与产生黄玻璃的矛盾，可以利用传统的浮法工艺生产Fe2+占总铁30%～60%的超吸热玻璃。以下是我公司实验室玻璃样品与某进口超吸热玻璃光谱透射曲线对比图（玻璃厚度均为4mm）。
超吸热玻璃在我国的应用才刚刚起步，随着我国汽车工业的发展和人民生活水平的提高，超吸热玻璃必将在汽车上普遍采用，并在其他方面得到广泛使用。
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| 发布时间：2008-09-05 |
信息来源：中国玻璃信息网 |
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