Натрий-кальций-силикатное прозрачное бесцветное стекло - RU2682279C1
Код документа: RU2682279C1
Описание
Предложенное решение относится к стеклам, предназначенным для производства стеклянных микрошариков, которые могут быть использованы при изготовлении световозвращающих устройств, например, в системах обеспечения безопасности дорожного движения.
В отечественной и мировой практике широко применяются световозвращающие материалы, содержащие стеклянные микрошарики (СМШ). При этом качество световозвращения СМШ характеризует величина коэффициента световозвращения, которая определяется показателем преломления, коэффициентом светопропускания и величиной поверхностного натяжения стекла, используемого для производства СМШ (патент РФ № 2602328, МПК C03B 19/10, 2013 г.).
Наиболее близким к предлагаемому решению является натрий-кальций-силикатное прозрачное бесцветное стекло, используемое для производства СМШ (Методические рекомендации по устройству горизонтальной дорожной разметки безвоздушным способом. Приняты и введены в действие распоряжением Государственной службы дорожного хозяйства РФ (Росавтодора) от 01.11.2001 г. № OC-450-р). СМШ для дорожной разметки получают из боя стекла (в основном листового). Недостатком таких СМШ является низкая эффективность световозвращения (не более 280 мКд) в виду малого показателя преломления стекла (не более 1,53), невысокого коэффициента светопропускания и высокого содержания частиц несферической формы (до 20%). Большое содержание частиц несферической формы связано с недостаточно высоким поверхностным натяжением данного стекла (не более 325 мН/м при 1300оС) и большим температурным диапазоном изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с.
Технический результат предложенного решения заключается в повышении эффективности световозвращения получаемых из данного стекла СМШ за счет:
увеличения показателя преломления стекла;
увеличения коэффициента светопропускания стекла;
увеличения поверхностного натяжения стекла;
снижения температурного диапазона изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с.
Указанный технический результат достигается тем, что натрий-кальций-силикатное прозрачное бесцветное стекло для световозвращающих микрошариков содержит 54,0-70,0 мас.% SiO2, 17,0-30,0 мас.% CaO, 7,0-16,0 мас.% Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас.% MgO, 0-5,0 мас.% Al2O3, не более 0,1 мас.% Fe2O3 и имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539. Поверхностное натяжение предложенного стекла составляет при температуре 1300оС не менее 335 мН/м. Температурный диапазон изменения вязкости предложенного стекла от 104 Па*с до 108 Па*с не превышает 216оС.
Предложенный состав стекла обеспечивает показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539, а также:
увеличивает коэффициент светопропускания стекла;
увеличивает поверхностное натяжение стекла при температуре 1300оС не менее чем до 335 мН/м и снижает температурный диапазон изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с, что значительно уменьшает долю несферических СМШ.
Снижение до 216оС температурного диапазона изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с сокращает время формования СМШ, поэтому они меньше деформируются от соприкосновения между собой и корпусом печи, что увеличивает содержание СМШ сферической формы в готовом продукте.
Удельный вес предложенного стекла составляет не более 2,8 г/см3, так как в нем отсутствуют тяжелые металлы, применение которых приводит к повышению стоимости стекла, отрицательно сказывается на экологии и снижает производительность установок по производству СМШ.
Натрий-кальций-силикатное стекло для изготовления СМШ варят в газовой или электрической стекловаренной печи по общепринятой в стеклоделии технологии с последующим гранулированием расплава стекла. Полученный стеклогранулят (стеклобой, эрклез) далее подвергают измельчению и классификации полученных при измельчении порошков стекла на фракции в диапазоне размеров 5-1500 мкм. Затем из полученных порошков стекла формуют стеклянные микрошарики во взвешенном состоянии в восходящем потоке газов при температуре 1100-1500оС. Охлаждение стекломассы, содержащей 54,0-70,0 мас.% SiO2, 17,0-30,0 мас.% CaO, 7,0-16,0 мас.% Na2O и/или K2O, 0-5,0 мас.% MgO, 0-5,0 мас.% Al2O3 и не более 0,1 мас.% Fe2O3, производят со скоростью предотвращающей образование кристаллической фазы, например, отливкой в воду.
Примеры составов стекол приведены в таблице 1.
В последнем столбце таблицы приведен традиционный состав стекла, представляющий собой стеклобой листового стекла, используемый для изготовления СМШ.
Свойства СМШ, изготовленных из перечисленных в таблице 1 составов стекла, приведены в таблице 2.
Проведенные исследования показывают, что применение предложенного состава стекла существенно повышает эффективность световозвращения СМШ.
Реферат
Изобретение относится к стеклу для световозвращающих микрошариков. Стекло содержит следующие компоненты, мас.%: 54,0-70,0 SiO, 17,0-30,0 CaO, 7,0-16,0 NaO и/или KO, 0-5,0 MgO, 0-5,0 AlOи не более 0,1 FeO. Стекло имеет показатель преломления более 1,53, предпочтительно не менее 1,539. Поверхностное натяжение стекла при температуре 1300°C составляет не менее 335 мН/м, а температурный диапазон изменения вязкости стекла от 104 Па*с до 108 Па*с составляет не более 216°C. Технический результат – повышение эффективности световозвращения микрошариков. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
