多孔玻璃屋顶粒料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及建筑材料。更具体地，本公开涉及源于细小玻璃颗粒的屋顶粒料。
【背景技术】
[0002] 针对节能目的，屋顶和其他外表面反射太阳能近来已变得更为可取。被吸收的太 阳能增加了建筑物内的能源成本。此外，在人口密集地区，诸如大都市地区，太阳能的吸收 使环境空气温度升高。太阳能的主要吸收器是建筑物屋顶。大都市地区的环境空气温度比 围绕的乡村地区的环境空气温度更温暖至少10 T并不少见。这个现象常常被称作城市热 岛效应。反射太阳能而非吸收太阳能可降低建筑物内的冷却成本并且从而降低建筑物内的 能源成本。此外，减少太阳能的吸收可通过帮助降低环境空气温度来提高人口密集地区的 生活质量。
[0003] 太阳能反射可通过使用金属的或金属涂覆的屋顶材料来实现。然而，因为金属的 或金属涂覆的屋顶材料的热发射率低，故而由于此类材料限制辐射热流动，所以此类材料 在节约能源和降低成本方面并不产生显著收益。
[0004] 另外可通过使用白色或浅色屋顶而实现太阳能的反射。然而，由于美观原因白色 或浅色倾斜屋顶在市场上不被接受。相反，优选较暗的屋顶。然而，由于其本身性质，较暗 的屋顶通过着色的或非白色的屋顶材料吸收更高程度的太阳能并且反射更少。
[0005] 不平坦或倾斜的屋顶常常使用涂覆有附着到木瓦外表面的着色的粒料的木瓦。此 类木瓦通常由具有嵌入沥青中的粒料的沥青基部制成。针对美观原因和用于保护木瓦的下 面基部两者，使用屋顶粒料。此类粒料的实质在木瓦上形成了显著的表面粗糙度。由于辐 射以多散射的方式散射，太阳辐射从而遭遇降低的反射率，其中多散射方式在与放置在平 滑表面上的相同涂层进行比较时，导致增大的吸收。
【发明内容】
[0006] 在一个方面，本公开涉及屋顶粒料，其包括玻璃基底和在玻璃基底内的多个孔。屋 顶粒料具有至少50%的最小总太阳能反射率。在一些实施例中，屋顶粒料为未着色的。在一 些实施例中，玻璃基底包括硅酸盐或硼硅酸盐玻璃，并且/或者可包括预熔融玻璃或再循 环玻璃。所述多个孔在玻璃基底中可具有小于约35%的体积百分比。所述多个孔可包括开 放孔和闭合孔。例如，在一些实施例中，玻璃基底中闭合孔的体积百分比大于约3%并且/ 或者玻璃基底中开放孔的体积百分比小于约5%。所述多个孔可具有介于约1 μ m和100 μ m 之间的直径。在一些实施例中，屋顶粒料还可包括一种或多种颜料。该一种或多种颜料可 被涂覆在玻璃基底上或共混入玻璃基底中。在一些实施例中，该一种或多种颜料中的至少 一种包括紫外线（UV)阻挡颜料。在一些实施例中，该一种或多种颜料中的至少一种包括例 如在约1重量％至10重量％下的二氧化钛。在一些实施例中，玻璃基底包括多个部分，其 中所述多个部分中的第一部分包括第一孔隙率和/或第一颜料，并且所述多个部分中的第 二部分包括第二孔隙率和/或第二颜料。在一些实施例中，粒料的形状为球形、块状、板状 或盘状中的任一种。
[0007] 在另一方面，本公开涉及用于形成屋顶粒料的方法，其包括将块状玻璃处理为细 玻璃粉、将细玻璃粉设置在成形装置中，以及在成形装置中热处理细玻璃粉以使得玻璃粉 部分或完全压实从而形成粒料。在一些实施例中，块状玻璃通过研磨（例如，球磨或超微磨 碎）来处理。在一些实施例中，将块状玻璃处理为具有约0. 3 μ m至约10 μ m的粒度的玻璃 粉。热处理玻璃粉的步骤可形成细玻璃粉的干砖、粉饼、球剂、聚集体或附聚物。在一些实 施例中，可用颜料、粘结剂和/或液体将块状玻璃处理为细玻璃粉。另选地或除此之外，在 将块状玻璃处理为细玻璃粉后，细玻璃粉可与颜料、粘结剂和/或液体共混。在一些实施例 中，粒料涂覆有一种或多种颜料。热处理玻璃粉的步骤可包括将所述细玻璃粉加热至接近 或高于所述细玻璃粉的软化温度的温度（例如，600°C至1000°C)。在具体实施中，通过形 成多个屋顶粒料并且在沥青面层上将粒料共混至优选的尺寸和/或形状分布来制造建筑 构造制品。
[0008] 在另外一方面，本公开涉及一种屋顶粒料，其包括完全致密的玻璃基底和一种或 多种颜料，其中该一种或多种颜料被涂覆在玻璃基底上或共混入玻璃基底中。
[0009] 在另外一方面，本公开涉及用于工业应用的粒料，其包括具有设计的或受控的形 状的玻璃基底。
[0010] 尽管本发明公开了多个实施例，但通过示出和描述本发明的示例性实施例的下述 详细描述，本发明的其他实施例对于本领域的技术人员将变得显而易见。因此，附图和详细 描述应当视为实际上例示性的而非限制性的。
【附图说明】
[0011] 图1示出根据本发明的示例性屋顶粒料。
[0012] 图2示出根据本发明的包括涂层的示例性屋顶粒料。
[0013] 图3示出根据本发明的包括多个屋顶粒料的示例性屋顶产品。
[0014] 图4A-图4E为示出根据本公开的实施例形成的示例屋顶粒料的孔隙率的扫描电 镜图像。
[0015] 虽然本发明可修改为各种修改形式和替代形式，但具体实施例已以举例的方式在 附图中示出并且在下文中作详细描述。然而，目的并不是将本发明局限于描述的特定实施 例。相反，本发明旨在涵盖落在所附权利要求书限定的本发明范围内的所有修改形式、等同 形式、和替代形式。
【具体实施方式】
[0016] 除非另外指明，否则本文所用的所有学术语和技术术语具有本领域中常用的含 义。本文提供的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本公开的 范围。
[0017] 术语"未着色的"，诸如参考粒料或屋顶粒料，可基本上为未被设计成在太阳能光 谱可见区中具有特定吸收性的白色粒料，如用于创建白色之外的期望的颜色外观。
[0018] 术语"低太阳能吸收"可以是指主要反射或透射大部分的总太阳能光谱的材料。因 此，此类材料将主要反射或透射大部分的可见光谱和近IR光谱。在实施例中，官能量的低 太阳能吸收材料（诸如基岩或涂覆的基岩的一层粒料，或一层薄粒料涂覆材料）将吸收小 于50%，优选地小于30%，并且优选地小于20%的总太阳能光谱。
[0019] 太阳能不透明材料为具有总光谱的低透射的一种材料。当材料为太阳能不透明且 具有低太阳能吸收两者时，它具有太阳能光谱的高总反射率。优选地，官能量的太阳能不透 明材料（诸如基岩或涂覆的基岩的一层粒料，或一层薄粒料涂覆材料）将透射小于60%，更 优选地小于40%，并且甚至更优选地小于30%的总太阳能光谱。
[0020] 除非另外指明，否则本说明书和权利要求中使用的表示特征尺寸、量和物理特性 的所有数值均应该了解为在所有情况下均是由术语"约"来修饰的。因此，除非有相反的说 明，否则在上述说明书和所附权利要求中列出的数值参数均为近似值，根据本领域的技术 人员利用本文所公开的教导内容寻求获得的期望的特性，这些近似值可以变化。
[0021] 以端点表述的数值范围包括归入该范围内的所有数值（例如1至5包括1、1. 5、2、 2. 75、3、3. 80、4和5)以及该范围内的任何范围。
[0022] 除非本文内容另外清楚指明，否则如本说明书和所附权利要求中使用，单数形式 "一种"、"一个"和"该"涵盖了具有多个指代物的实施例。除非本文内容另外清楚指明，否 贝IJ如本说明书以及附加的权利要求中所使用，术语"或"大体以包括"和/或"的意思使用。
[0023] 本公开整体涉及源于细小玻璃颗粒的粒料。颗粒可包括受控的孔隙率和/或颜 料。由于孔的漫反射率和玻璃的低太阳能吸收，因此粒料可用作高总太阳能反射率（TSR) 白色或未着色的粒料。玻璃颗粒充分地烧结、熔融或聚结以提供期望的强度和充分地受限 制的开放孔隙率。此外，粒料可包括足够的另外