CN109206012B - 一种中性硼硅药用玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药用玻璃技术领域，具体涉及一种中性硼硅药用玻璃及其制备方法。所述中性硼硅药用玻璃，包括以下重量份的原料：石英砂57‑66份、氢氧化铝4.5‑6.8份、五水硼砂20‑26份、纯碱0‑4份、硝酸钡1.9‑5份、方解石1.5‑4份、碳酸钾2‑4份、食盐1.5‑5份、二氧化锰0‑5份、碳酸锂0.1‑0.3份、氧化铈0.1‑0.3份、氧化锌0.1‑0.4份、0＜碳酸铯≤0.5份、0＜碳酸铟≤0.3份、0＜硒酸钠≤0.2份。本发明的中性硼硅药用玻璃具有较低的热膨胀系数、高的热稳定性和化学稳定性、高的机械强度。同时，本玻璃的抗碱、抗水的侵蚀能力极强，可以满足药用玻璃的要求。
Description
技术领域
本发明属于药用玻璃技术领域，具体涉及一种中性硼硅药用玻璃及其制备方法。
背景技术
目前，随着医药行业的快速发展，对药品的包装材料的质量要求越来越高，对药用玻璃的性能要求也相应提高。在生产包装偏酸、偏碱、对PH值敏感的水针药剂和对可见光及紫外线敏感药物(对pH值敏感的水针药剂和对可见光及紫外线敏感药物是指含酚类、吩噻嗪类、芳胺结构的药物，例如去甲肾上腺素、多巴胺、盐酸普鲁卡因注射液、维生素E等)容器的过程中，主要以药用低硼硅玻璃为原料，由于该低硼硅玻璃存在透光率高、紫外线隔挡率低等问题，不能满足对可见光及紫外线敏感药物包装的要求；另外由于该低硼硅玻璃的硼含量在6-8％之间，达不到药用中性硼硅玻璃标准(药用中性硼硅玻璃中硼含量在8-12％之间)要求，存在着化学稳定性、机械强度和抗冲击性能较差和易脱片等问题，从而影响了药用玻璃产品的质量。
鉴于市场上的药用低硼硅玻璃存在的一系列问题，需要开发一种中性硼硅药用玻璃，而中性硼硅药用玻璃是国际公认的安全药用玻璃，发达国家的医药行业把中性的硼硅玻璃作为医药包装的首选，中性硼硅药用玻璃具有较高的机械强度，有很高的热稳定性和化学稳定性，同时具有很强的抗酸、抗碱、抗水的侵蚀能力，可以有效避免低硼硅玻璃目前存在的问题。
目前，我国的医药企业也开始采用国际标准的中性硼硅玻璃作为药品的包装材料。中国专利授权公告号CN104261676B公开了一种中性硼硅玻璃及其应用。该发明制备的中性硼硅玻璃符合国家药品包装容器(材料)标准YBB00022005-2的药用中性硼硅玻璃，性能达到要求。但是该发明仅可以达到普通中性硼硅药用玻璃的性能要求，其性能还可以进一步优化和提高。
因此，对于现有技术还有进一步改进的必要。
发明内容
为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种中性硼硅药用玻璃，该中性硼硅药用玻璃具有较低的热膨胀系数、较高的热稳定性和化学稳定性、高的机械强度。同时，本玻璃的抗酸、抗碱、抗水的侵蚀能力极强，可以满足药用玻璃的要求。
本发明还提供了上述中性硼硅药用玻璃的制备方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种中性硼硅药用玻璃，包括以下重量份的原料：石英砂57-66份、氢氧化铝4.5-6.8份、五水硼砂20-26份、纯碱0-4份、硝酸钡1.9-5份、方解石1.5-4份、碳酸钾2-4份、食盐1.5-5份、二氧化锰0-5份、碳酸锂0.1-0.3份、氧化铈0.1-0.3份、氧化锌0.1-0.4份、0＜碳酸铯≤0.5份、0＜碳酸铟≤0.3份、0＜硒酸钠≤0.2份。
优选的，石英砂57.8-63.7份、氢氧化铝4.5-6.8份、五水硼砂21.2-23.5份、纯碱0-2.1份、硝酸钡1.9-2.5份、方解石1.5-2.3份、碳酸钾2-2.7份、食盐1.5-2.4份、二氧化锰2-3份、碳酸锂0.13-0.2份、氧化铈0.15-0.17份、氧化锌0.2-0.3份、碳酸铯0.05-0.15份、碳酸铟0.04-0.12份、硒酸钠0.03份。
所述中性硼硅药用玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1)原料配制：按配方量称取石英砂、氢氧化铝、五水硼砂、纯碱、硝酸钡、方解石、碳酸钾、食盐、二氧化锰、碳酸锂、氧化铈、氧化锌、碳酸铯、碳酸铟、硒酸钠，制备成混合均匀的配合料；
2)熔制玻璃：将配制好的配合料加入熔样炉，采用电熔法进行熔制得到玻璃液，将玻璃液进行加热，加热温度不高于1570±10℃，完成玻璃的完全熔化、澄清、均化；
3)成型：将熔制好的玻璃送至成型设备进行成型。
优选的，步骤2)中熔制时间不少于4h。
所述中性硼硅药用玻璃用作药品的包装材料。
以下介绍本发明中性硼硅药用玻璃所用的各材料：
二氧化锰成分作为棕色玻璃的着色剂，改善玻璃的颜色，以满足性能要求；食盐和氧化铈作为玻璃的澄清剂；硝酸钡增加玻璃在高温阶段的澄清效果；碳酸钾、碳酸锂用来降低玻璃的熔化温度，增强玻璃的机械强度；硒酸钠在熔炉内保持一定的氧化还原气氛，可以改善中性硼硅玻璃的棕色性能；氧化锌可以提高中性硼硅玻璃的耐水性；碳酸铟可以降低熔制玻璃的熔制温度，增加玻璃的化学稳定性。
和现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明合理选择并搭配氢氧化铝、五水硼砂、纯碱、硝酸钡、方解石、碳酸钾、食盐、二氧化锰、碳酸锂、氧化铈、氧化锌、碳酸铯、碳酸铟、硒酸钠的比例，保证玻璃性能达到中性硼硅玻璃要求；
2.本发明制备的中性硼硅药用玻璃具有较低的热膨胀系数、较高的热稳定性和化学稳定性、高的机械强度，抗碱、抗水的侵蚀能力强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例
表1所示为本发明的玻璃组合物的实施例，各实施例的玻璃试样制备过程：按照表1中的配方，准确称取各部分原料后混合均匀，盛于铂铑坩埚在高温熔样炉中，按4℃/min的升温速率从室温升至1580℃，于该温度下保温6小时，熔制期间，使用白金棒搅拌3次，使玻璃达到熔制均匀、澄清的效果。随后取出坩埚，将熔制的玻璃液倒入预热的模具中浇注成块，待成型后，放入664℃的马弗炉内保温15分钟，进行精密退火处理，关电源，待马弗炉降温至100℃以下取出。
制备测试样品和测试方法：
对所得样品测其玻璃水解等级，耐碱性，线热膨胀系数α(×10-7/℃)，98℃耐水性，121℃耐水性，BHF(μg/cm2)，维氏硬度(MPa)，结果见表1。其中，线膨胀系数使用卧式膨胀测试仪测试，测量方法采用ASTM E-228标准，以平均平均线膨胀系数表示；玻璃硬度采用显微硬度仪，采用维氏压头，载荷100g，作用时间15秒；BHF(玻璃质量损失)测试是在室温下用质量百分比浓度为10％的NH4F-HF缓冲溶液处理20分钟；98℃耐水性测测试依据《YBB00362004玻璃颗粒在98℃耐水性测定法》制备成所需样品的尺寸为300μm-500μm进行测试，121℃耐水性测试依据《YBB00252003-2015玻璃颗粒在121℃耐水性测定法》制备成颗粒度尺寸为300μm-425μm进行测试，耐碱性测试依据《YBB00352004-2015玻璃耐沸腾混合碱水溶液浸蚀性测定法》制备成所需样品的总表面积为10-15cm2。
表1实施例1-8和对比例1的玻璃成分组成及测试结果
从表1中实施例1-8的测试结果可以看出，按本发明中的配方制备的中性硼硅玻璃，其98℃颗粒法耐水性一级，121℃耐水性HCl级，耐碱性一级，线热膨胀系数α为4.3-4.6×10-6/℃，BHF小于1。
通过实施例1-8和对比例1的数据对比，实施例1-8的各项参数都比对比例1均有所改进，膨胀系数明显降低，玻璃硬度显著增大，98℃耐水性和耐碱性能都得到改善。
本实例1-8和对比例1熔制的中性硼硅药用玻璃，氧化硼含量均大于10％。
上述实施例为本发明优选的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明所作的改变均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种中性硼硅药用玻璃，其特征在于，包括以下重量份的原料：石英砂57-66 份、氢氧化铝4.5-6.8 份、五水硼砂20-26 份、纯碱0-4 份、硝酸钡1.9-5 份、方解石1.5-4份、碳酸钾2-4 份、食盐1.5-5 份、二氧化锰0-5份、碳酸锂0.1-0.3份、氧化铈 0.1-0.3 份、氧化锌0.1-0.4份、0＜碳酸铯≤0.5份、0＜碳酸铟≤0.3份、0＜硒酸钠≤0.2份；
所述中性硼硅药用玻璃的制备方法，包括以下步骤：
1）原料配制：按配方量称取石英砂、氢氧化铝、五水硼砂、纯碱、硝酸钡、方解石、碳酸钾、食盐、二氧化锰、碳酸锂、氧化铈、氧化锌、碳酸铯、碳酸铟、硒酸钠，制备成混合均匀的配合料；
2）熔制玻璃：将配制好的配合料加入熔样炉，采用电熔法进行熔制得到玻璃液，将玻璃液进行加热，加热温度不高于1570±10℃，完成玻璃的完全熔化、澄清、均化；
3）成型：将熔制好的玻璃送至成型设备进行成型；
步骤2）中熔制时间不少于4h。
2.根据权利要求1所述中性硼硅药用玻璃，包括以下重量份的原料：石英砂57.8-63.7份、氢氧化铝4.5-6.8份、五水硼砂21.2-23.5 份、纯碱0-2.1 份、硝酸钡1.9-2.5 份、方解石1.5-2.3份、碳酸钾2-2.7 份、食盐1.5-2.4份、二氧化锰2-3份、碳酸锂0.13-0.2份、氧化铈 0.15-0.17 份、氧化锌0.2-0.3份、碳酸铯0.05-0.15份、碳酸铟0.04-0.12份、硒酸钠0.03份。
3.权利要求1所述中性硼硅药用玻璃在药品包装中的应用，其特征在于，用作药品的包装材料。
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