硼硅酸盐玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种硼硅酸盐玻璃及其制备方法，该玻璃包含SiO

Borosilicate glass and its preparation

The invention discloses borosilicate glass and a preparation method thereof. The glass comprises SiO

【技术实现步骤摘要】
硼硅酸盐玻璃及其制备方法
本专利技术涉及玻璃生产领域，特别涉及一种硼硅酸盐玻璃及其制备方法。
技术介绍
在医药领域，硼硅酸玻璃作为包装材料被广泛应用。硼硅酸玻璃具有高透明度、抗机械性能、低渗透性、高化学稳定性等优点，对于保持药用物质的品质乃至其功效来说是很关键的。药用玻璃容器或初级包装通常与所容纳的药用物质直接接触，并由此要遵循严格的要求。它们要能够以合适的方式取出内容物，同时尽量不出现内容物的损失和改变，优选不出现内容物的物理或化学变化。所述内容物的品质不应由于与容器或初级包装的直接接触而发生变化，以致超出所要求的极限值。无论如何要确保玻璃材料不会释放出能影响药用物质稳定或者甚至对使用者有毒的一定量的物质。在玻管加热制备成小瓶子(小瓶)或安瓿时，硼硅酸玻璃由于B2O3、K2O、Na2O等蒸发，在小瓶子(小瓶)或安瓿底部形成的碱金属硼酸盐的环形沉淀。这种环形沉淀在消毒过程中或通过与盛放的药用物质的反应，引起药液变质、药液pH升高，甚至还可能在药液中产生玻璃碎屑。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硼硅酸盐玻璃及其制备方法，该硼硅酸玻璃具有合适的熔化温度、不容易析晶、膨胀系数合适以及较低的软化温度，使得玻管制瓶中燃烧器加热时B2O3、Na2O等的蒸发量降低。同时该硼硅酸玻璃具有良好的耐水性和耐碱性。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种硼硅酸盐玻璃，该硼硅酸盐玻璃以氧化物为基准，按质量百分比计，包括：且满足0.7<Na2O/(CaO+3MgO)<2.6，且0.4<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<3.2。优选地，该硼硅酸盐玻璃以氧化物为基准，按质量百分比计，包括以下组分：且满足1.3<Na2O/(CaO+3MgO)<2.2，且0.7<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<1.1。该硼硅酸盐玻璃的玻璃膨胀系数49-7/℃～51×10-7/℃，粘度为102泊时对应的熔化温度为T2<1645℃，粘度为104泊时对应的成形温度T4<1210℃，析晶温度T1<1030℃，软化点T2<800℃。该硼硅酸盐玻璃的98℃耐水性为一级，121℃耐水性为HC1级，耐碱性为一级。本专利技术还提供一种硼硅酸盐玻璃的制备方法，该方法包括：将玻璃用组合物依次进行混合、熔融、均化、成型和退火等工艺，得到硼硅酸盐玻璃；其中，所述玻璃用原料以氧化物为基准，按照质量百分比，包括以下组分：且满足0.7<Na2O/(CaO+3MgO)<2.6，且0.4<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<3.2。优选地，所述玻璃用原料以氧化物为基准，按照质量百分比，包括以下组分：且满足1.3<Na2O/(CaO+3MgO)<2.2，且0.7<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<1.1。本专利技术的硼硅酸盐玻璃具有优异的综合性能得益于玻璃组分中SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、CaO和MgO之间的组合，其中：玻璃中钠离子半径与钙离子半径相当，镁的半径略小，MgO是网络外体，在玻璃结构中填充网络空隙，增加了空隙的填充率。当玻璃结构中存在Mg时，特别是Si-O-B键的形成。碱土金属氧化物在铝硼硅酸盐玻璃结构中按照MgO<CaO的顺序优先与B2O3结合，由于CaO优先与B2O3作用，影响了硼的配位状态，而MgO则优先与Al2O3结合，对硼的配位影响很小。另外，因为CaO、MgO的碱性比Na2O大，在玻璃结构中更容易与酸性的B2O3结合，并且Mg2+、Ca2+的正电荷可以补偿[BO4]四面体所带的负电荷。通过合理的控制，0.7<Na2O/(CaO+3MgO)<2.6，且0.4<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<3.2，玻璃高温粘度曲线通常变得更陡，降低了熔化温度，有利于通过降低液相线温度而促进成形；更有效的是较低的软化温度，使的玻管制瓶中燃烧器加热时B2O3、Na2O等的蒸发量降低；同时该玻璃具有良好的耐碱性和耐水性。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。对于本专利技术的一种硼硅酸玻璃及其制备方法，将玻璃组成限定于上述范围内的理由说明如下。SiO2是构成玻璃网络的成分之一。SiO2是用于根据本专利技术的特别稳定的药物初级包装的玻璃的基础组分。SiO2含量的范围为67％～77％，优选为72.4％～75.8％。如果SiO2的含量过少，则化学上的耐久性下降，医药容器用硼硅酸盐玻璃所要求的耐酸性变低。另一方面，如果SiO2的含量过多，熔融温度和加工温度明显升高，玻璃难易澄清。在制造工序容易发生失透，生产性下降。另外，作业温度变高。Al2O3是抑制玻璃的失透而且使化学耐久性和耐水解性提高的成分，Al2O3含量的范围为4％～8％，优选为5.5％～6.8％。如果Al2O3的含量过少，则无法得到上述效果。另一方面，如果Al2O3的含量过多，则玻璃的粘度上升，作业温度变高，导致加工成医药容器时所需要的热量变多。B2O3不仅使玻璃的熔点下降，还具有使液相粘度上升、抑制失透的效果。B2O3含量的范围为8％～13％，优选为9.3％～10.9％。如果B2O3的含量过少，则作业温度变高，导致加工成医药容器时所需要的热量变多。另一方面，如果B2O3的含量过多，则耐水解性、化学耐久性下降。Na2O具有使玻璃的高温粘度下降，且使线性热膨胀系数上升的效果。Na2O含量的范围为5％～9％，优选为6.4％～7.6％。如果Na2O的含量过少，玻璃熔化温度降低不明显，则作业温度变高，导致加工成医药容器时所需要的热量变多。另一方面，如果Na2O的含量过多，则耐水解性下降。MgO的加入可以降低玻璃高温粘度，而不增加的热加工温度，同时提高化学耐久性的效果。MgO含量的范围为0.1％～3wt％，优选为0.3％～1.2％。如果MgO的含量过少，则无法得到上述效果。如果MgO的含量过多，则容易析晶。CaO可以降低玻璃高温粘度，提高玻璃的耐水性。CaO含量的范围为0.5％～3％，优选为1％～2.2％。如果CaO的含量过少，则无法得到上述效果。如果CaO含量过多，则耐水解性下降。另外，作为澄清剂，硼硅酸玻璃也可以含有F、Cl、SnO2、Na2SO4等中的一种或多种。采用外加法，其含量为配合料总量的0.5％以下、0.4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，按质量百分比计，包括以下组分：/n

【技术特征摘要】
1.一种硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，按质量百分比计，包括以下组分：



且满足0.7<Na2O/(CaO+3MgO)<2.6，且0.4<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<3.2。


2.如权利要求1所述的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，以氧化物为基准，按质量百分比计，包括以下组分：



且满足1.3<Na2O/(CaO+3MgO)<2.2，且0.7<(Al2O3-B2O3)/(CaO+MgO-Na2O)<1.1。


3.如权利要求1或2所述的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述硼硅酸盐玻璃的玻璃膨胀系数49×10-7/℃～51×10-7/℃。


4.如权利要求1或2所述的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述硼硅酸盐玻璃的粘度为102泊时对应的熔化温度T2<1645℃。


5.如权利要求1或2所述的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，所述硼硅酸盐玻璃的粘度为104泊时对应的成形温度T4<1210℃。


6.如权利要求1或2所述的硼硅酸盐玻璃，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柏辉，侯英兰，
申请(专利权)人：醴陵旗滨电子玻璃有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43