本發明屬于透紫外線玻璃及其制備領域，特別涉及一種無鉛透紫外線玻璃及其制備方法。

背景技術：

紫外線正常情況對人體是有害的。但是在特定情況下，其有非常好的作用。如波長為365nm的長波紫外線符合昆蟲類的趨光性反應曲線，因此在制作誘蟲燈時需要高透過該波長的玻璃做燈管。而在礦石鑒定、舞臺裝飾、驗鈔等場所都需要利用紫外光線。可以看出這些場合不僅需要透過紫外線，而且需要完全截止可見光，這樣在制作誘蟲燈時昆蟲就不會受到可見光的影響，而在礦石鑒定，驗收等場所就不會影響人的觀察。

目前常用的透紫外線玻璃主要為石英玻璃，該玻璃不僅可以透過長波紫外線，而且也能透過可見光，不符合其使用要求。

2002年專利申請號為02137047.8的專利表述的透過3650nm紫外線，而且透過率較低，而且對可見光沒有表述，而專利申請號為200910232270.4的黑色透紫外線石英管，其透過率僅為63％，專利申請號為200810225058.0的產品主要用于顯示器，其對可見光的透過率要求很高。

還有一種透紫外玻璃為含鉛玻璃管。如2011年專利申請號為201110375231.7的一種高透長波紫外線玻璃及其制備方法的專利中，重點介紹了一種含鉛7-11％的透紫外玻璃的制備方面。

隨著環保要求的深入和透紫外玻璃的市場擴大，透紫外玻璃管的用量增大，對該產品的無鉛化成為必須。本產品通過配方研制及其制備工藝的改進，實現了無鉛透紫外玻璃的產業化。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種無鉛透紫外線玻璃及其制備方法，本發明的玻璃不含氧化鉛，能透過波長為320nm-400nm的長波紫外線，在365nm處的透過率達到85％，且能截止可見光透過，在波長為425nm-675nm區間的平均透過率小于0.1％。本發明能透過波長為320nm-400nm的長波紫外線且能截止可見光透過；本發明與常規的透紫外線玻璃相比，具有紫外透過率高，含鉛量低，具有制備工藝簡單，成品率高，化學穩定性好，使用壽命長等優點。

本發明的一種無鉛透紫外線玻璃，按質量百分比，原料組分包括：SiO₂ 65～71％、Al₂O₃ 0～3％、Na₂O 5～10％、K₂O 0～5％、Li₂O 0～3％、堿土金屬氧化物7～20％、B₂O₃ 0～3％、NiO 0.1～3％、CoO 0.1～1％和Fe₂O₃ 0.1～0.2％。

所述堿土金屬氧化物為CaO、MgO、BaO和SrO。

按質量百分比，原料組分包括：SiO₂ 65～71％、Al₂O₃ 0～3％、Na₂O 5～10％、K₂O 0～5％、Li₂O 0～3％、MgO 0～3％、CaO 0～3％、SrO+BaO 7～13％、B₂O₃ 0～3％、NiO 0.1～3％、CoO 0.1～1％和Fe₂O₃ 0.1～0.2％。

所述按質量百分比，所述原料組分包括：SiO₂ 65％、Al₂O₃ 1.8％、Na₂O 10％、K₂O 1％、Li₂O 0.7％、MgO 1％、CaO 3％、SrO+BaO 13.0％、B₂O₃ 2.0％、NiO 1.8％、CoO 0.6％和Fe₂O₃ 0.1％。

所述按質量百分比，所述原料組分包括：SiO₂ 70％、Al₂O₃ 1.2％、Na₂O 7％、K₂O 3.4％、Li₂O 1.5％、MgO 0.5％、CaO 2.5％、SrO+BaO 11.2％、B₂O₃ 0.8％、NiO 1.2％、CoO 0.5％和Fe₂O₃ 0.2％。

所述按質量百分比，所述原料組分包括：SiO₂ 68％、Al₂O₃ 1.5％、Na₂O9％、K₂O 3％、Li₂O 1.5％、MgO 1％、CaO 2％、SrO+BaO 10.3％、B₂O₃ 1.5％、NiO 1.5％、CoO 0.5％和Fe₂O₃ 0.2％。

所述SrO、BaO的質量比關系為0.05-0.3:1。

本發明的一種無鉛透紫外線玻璃的制備方法，包括：

按質量百分比，將原料混合，由于玻璃為紫黑色，透熱性非常差，然后在1400～1480℃下熔化6～10h，利用垂直或水平拉管法制得無鉛透紫外線玻璃。

所述熔化為采用電助熔窯爐或全電熔爐進行熔化。

所述無鉛透紫外線玻璃的膨脹系數在85-105*10^-6/℃，玻璃軟化點在610～650℃。

本發明利用上述無鉛的玻璃配方替代石英或者含鉛玻璃，通過添加7～13％的SrO+BaO和0.1～3％的NiO和0.1～1％的CoO，實現了吸收98％以上的可見光，在波長為425nm-675nm區間的平均透過率小于0.1％；

本發明通過控制Fe₂O₃的含量在0.1～0.2％左右，實現了長波透過率最大達到85％；

本發明利用添加8～18％的堿金屬氧化物和5～10％的堿土金屬氧化物，實現了玻璃的熔制溫度為1400～1480℃，而且其軟化點為620±20℃，大大低于透紫外石英玻璃的熔制溫度和軟化點溫度。

有益效果

(1)本發明能透過波長為320nm-400nm的長波紫外線，而且其在最大紫外線透過率達到85％；

(2)本發明能截止可見光透過，在波長為425nm-675nm區間的平均透過率小于0.1％，基本表現為深藍黑色；

(3)本發明與常規的透紫外線石英玻璃相比，其熔化點低，制備工藝簡單，成品率高。

附圖說明

圖1為無鉛透紫外線玻璃的300-700nm區間的透過率曲線圖；

圖2為無鉛透紫外線玻璃的350-400nm區間的透過率曲線圖；

圖3為無鉛透紫外線玻璃的450-700nm區間的透過率曲線圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

配方：

根據上述配方配制的玻璃配合料，采用電助熔窯爐或全電熔爐在1480℃下熔化10個小時，利用水平拉管技術制備了無鉛透紫外線玻璃管，該玻璃管具有365nm紫外線透過率達到82.1％，可見光透過率低于0.8％，鉛含量低于450ppm。該玻璃管的膨脹系數為91*10^-6/℃，軟化點溫度為635℃。

實施例2

配方：

根據上述配方配制的玻璃配合料，采用電助熔窯爐或全電熔爐，利用底插電極技術在1440℃下熔化6個小時，利用垂直拉管技術制備了無鉛透紫外線玻璃管，該玻璃管具有365nm紫外線透過率達到80.2％，可見光透過率低于1％，鉛含量低于500ppm。該玻璃管的膨脹系數為98*10^-6/℃，軟化點溫度為610℃。

實施例3

配方：

根據上述配方配制的玻璃配合料，采用電助熔窯爐或全電熔爐，利用底插電極技術在1460℃下熔化6個小時，利用垂直拉管技術制備了無鉛透紫外線玻璃管，該玻璃管具有365nm紫外線透過率達到85.0％，可見光透過率低于0.8％，鉛含量低于400ppm。該玻璃管的膨脹系數為95*10^-6/℃，軟化點溫度為618℃。