[发明专利]一种耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃及其制备方法

说明书

一种耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃及其制备方法，属于玻璃生产技术领域，所述耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃的具体配方（以重量份计）为：二氧化硅66~79份、三氧化二硼10~18份、三氧化二铝2~3.5份、氧化钠4~8份、五氧化二钽0.5~1.2份、氧化钪0.3~1份、复合澄清剂0.1~0.5份。本发明得到的耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃，耐水性0.02~0.05mL，耐碱性45~56mg/dm²，耐酸性0.33~0.46mg/dm²，线性热膨胀系数3.69~4.25×10^‑6/K。

技术领域

本发明涉及一种耐化学腐蚀的硼硅酸盐玻璃及其制备方法，属于玻璃生产技术领域。

背景技术

硼硅酸盐玻璃因其高化学稳定性、高抗热冲击性和低线热膨胀系数等优良性质，使得硼硅酸盐玻璃特别应用于医药包装行业如注射剂的安瓿瓶和西林瓶，化学工业生产和试验中使用的仪器和设备，或合金封接等。

硼硅酸盐玻璃用作药物初级包装材料如安瓿瓶或西林瓶时，需要玻璃对酸性和碱性介质具有非常高的耐蚀性以及耐水性。而且，低线热膨胀系数是有利的，因为这确保了良好的热稳定性。此外，玻璃在进一步加工过程中的物理-化学性能很重要，因为这对最终产品的性能及其应用有影响。以医药行业对安瓿瓶用硼硅酸盐玻璃的具体要求为例，在耐化学腐蚀性能上，现行标准YBB00332002-2015《低硼硅玻璃安瓿》、YBB00322005-2-2015 《中性硼硅玻璃安瓿》中严格规定了必须要达到的最低要求：如121℃颗粒耐水性要求为1级；耐酸性（针对中性硼硅玻璃安瓿）应符合玻璃耐沸腾盐酸浸蚀性 1级的要求，或按玻璃耐沸腾盐酸浸蚀性测定法第二法测定，碱性氧化物的浸出量不得超过100 ug/dm²；耐碱性（针对中性硼硅玻璃安瓿）应符合玻璃耐沸腾混合碱水溶液浸蚀性 2级以上的要求等等。为了开发出满足医药行业应用要求的硼硅酸盐玻璃，科技工作者做了大量工作，以保证医药包装充分的安全性。

中国专利CN101723585A公开了一种具有高化学稳定性的硼硅酸盐玻璃及其应用。其特征在于所述的硼硅酸盐的质量百分组成为：SiO₂72.0～78.0％、B₂O₃6.0～11.0％、Al₂O₃2.0～6.0％、ZnO0.1～2％、BaO2.0～6.05％、Na₂O0～10.0％、K₂O0～6％、氟化物0～3.0％。其中：SiO₂/B₂O₃质量比＞7.5，∑(SiO₂+Al₂O₃)为76～80％，∑(ZnO+BaO)＜5％，∑(Na₂O+K₂O)为6～11％。该玻璃具有一级抗水解性、一级耐酸性，强碱失重＜65～70mg/dm²、一级抗苛性碱性以及较低的软化温度Ts(10^6.6PaS)为745℃，线性膨胀系数α(20℃～300℃)＝5.2-5.6×10^-6K^-1。该专利虽然得到了耐化学腐蚀性能比较好的硼硅酸盐玻璃，但配方中使用的澄清剂含有氟化物，这在生产过程中会造成玻璃窑炉的腐蚀风险，同时氟化物在玻璃熔融成型过程中，容易产生氟化氢剧毒气体，对生产人员造成严重的生命健康威胁。

中国专利CN114195382A公开一种硼硅酸盐玻璃组合物、硼硅酸盐玻璃制备方法和药用玻璃，按重量百分比计，所述硼硅酸盐玻璃组合物包括以下组分：69.6～71.4wt％的二氧化硅、5.3～6.4wt％的氧化铝、8～10.4wt％的氧化硼、5.6～7.9wt％的氧化钠、0.6～3.4wt％的氧化钾、0.6～0.9wt％的氧化钙、1.1～1.9wt％的氧化钡、0.6～1.4wt％的三氧化二铁、2.5～4.8wt％的二氧化钛、0.05～0.12wt％的澄清剂；该专利中使用的澄清剂仍然为含氟化合物，这难以避免的会造成氟化氢危害，另外该专利所得玻璃的耐碱性并不理想，在医药领域使用时严重受限。