專利名稱：：具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有高化學(xué)穩(wěn)定的硼硅酸鹽玻璃及該玻璃的用途。屬于硼硅酸鹽玻璃領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：玻璃作為化學(xué)穩(wěn)定性較好的無機(jī)材料已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)用包裝材料(如安瓿等醫(yī)藥包裝玻璃)、工業(yè)防腐材料(管道內(nèi)襯防腐玻璃、粘膠纖維紡絲用玻璃噴絲板的制造玻璃材料等)等領(lǐng)域，這些特殊應(yīng)用環(huán)境都要求玻璃具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性。作為粘膠纖維紡絲用玻璃噴絲板制造基礎(chǔ)材料，要求玻璃二端面分別同時(shí)具備耐強(qiáng)堿和耐酸性的性能。迄今為止，已知的醫(yī)藥工業(yè)安瓿玻璃和儀器玻璃具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，安瓿玻璃具有一級(jí)(H)的抗水解性(根據(jù)DINISO719)，一級(jí)(S)的耐酸性(DIN12116)和二級(jí)(L)的耐苛性堿性(根據(jù)DINISO695)，例如透明玻璃FiolaxTM，牌號(hào)為8412(Si0274.7，B20310.0，A12035.0，Na206.5，CaO1.5，BaO2.O，氟化物0.3，重量百分比)。另外，JENA儀器玻*gl490(Si0273.2，B20311.0，A12035.3，Na207.0，K200.2，CaO0.8，BaO2.5重量百分比)，它們具有100mg/dm2的堿失重(根據(jù)DINISO695)。一級(jí)耐苛性堿性即失重小于75mg/dm2的玻璃至今尚未商品化。由于粘膠纖維紡絲用玻璃噴絲板、醫(yī)藥工業(yè)包裝等特殊領(lǐng)域的對(duì)玻璃的一個(gè)重要應(yīng)用要求是提供具有明顯抗苛性堿性的玻璃材料，因此，開發(fā)出具有抗強(qiáng)堿性的特種玻璃器件，滿足特殊應(yīng)用需要是非常重要的。為此，需要在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)失重小于6570mg/dm2的玻璃，即該玻璃滿足一級(jí)苛性堿范圍內(nèi)的使用要求。在中國(guó)專利(ZL96113360.0)中提到一種具有耐一級(jí)苛性堿性的玻璃的質(zhì)量百分組成為:[Si0273.075.0，B2037.011.0，A12035.07.0，Zr021.03.0，Li200.51.5Na20010.0，MgOO3.0，CaO03.02，BaO03.0，SrO03.0和氟化物03.0，玻璃形成體Si02/B203>7.5，(Si02+Al203+Zr02為80.083.0。該玻璃具有一級(jí)抗水解性(根據(jù)DINISO719)、一級(jí)耐酸性(根據(jù)DIN12116)，以及的強(qiáng)堿失重<6570mg/dm2，達(dá)到一級(jí)抗苛性堿性(根據(jù)DINISO659)的要求，玻璃的線膨脹系數(shù)a(20°C300°C)=4.8-5.0X1(T61(—1，玻璃軟化點(diǎn)Ts(1066PaS)為785°C，針對(duì)粘膠纖維紡絲用玻璃噴絲板的制造存在玻璃軟化溫度略高的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于開發(fā)一種具有高化學(xué)穩(wěn)定性和軟化點(diǎn)較低的硼硅酸鹽玻璃及其應(yīng)用，所提供的硼硅酸鹽玻璃不僅應(yīng)具有一級(jí)抗水解性(根據(jù)DINIS0719)、一級(jí)耐酸性(根據(jù)DIN12116)，同時(shí)玻璃還具有一級(jí)抗苛性堿性(根據(jù)DINISO659)，堿失重<6570mg/dm2，玻璃的線膨脹系數(shù)a(20°C300°C)=5.2-5.6X10—6K—、且玻璃的軟化點(diǎn)Ts(1066PaS)應(yīng)低于75(TC。本發(fā)明的玻璃主要應(yīng)用于粘膠纖維紡絲用玻璃噴絲板的制造(中國(guó)專利ZL200410067420.8)及其它特殊應(yīng)用。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的通過在硼硅酸鹽玻璃系統(tǒng)中在優(yōu)化玻璃形成體Si02、B203、Al203總量及比例的基礎(chǔ)上，再引入二價(jià)金屬氧化物ZnO、BaO替代CaO、MgO，進(jìn)一步增強(qiáng)玻璃網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定，從而提高玻璃耐苛性堿的性能，同時(shí)配合Na20、K20的含量的適量調(diào)整，達(dá)到控制玻璃軟化點(diǎn)的目的。本發(fā)明的玻璃的可以在下列組合物范圍內(nèi)制造(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，Si0272.078.0%、B2036.011.0%、A12032.06.0%、ZnO0.l2%、BaO2.06.0%、Na20010.0%、K2006%、氟化物03.0%。以上各組分的含量之和為100%。在所述的硼硅酸鹽玻璃組分中玻璃形成體S叫/BA質(zhì)量比〉7.5;E(Si02+Al203)為7680X，；二價(jià)金屬氧化物之和E(ZnO+BaO)<5X，堿金屬氧化物的和E(Na20+K20)優(yōu)先地控制在611%之間，向玻璃組合物中加入少量的氟化物可以加速熔化或降低粘度，同時(shí)兼顧澄清劑的作用。為了達(dá)到堿失重小于6570mg/dm2的抗一級(jí)苛性堿性的要求，同時(shí)獲得較低的軟化溫度Ts(1066PaS)<75(TC，本發(fā)明除了保持玻璃形成體Si02/B203>7.5夕卜，還必須向上述硼硅酸鹽玻璃中加入0.12%重量的氧化鋅和2.06.0%的氧化鋇，替代CaO和MgO以提高比例的化學(xué)穩(wěn)定性。適量加入ZnO能夠提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)又有助熔作用，但過多的ZnO會(huì)使玻璃易析晶，本發(fā)明中ZnO量控制在0.12%。由于Ba2+離子是很難被侵蝕出來的，同時(shí)BaO還可以幫助降低玻璃的高溫粘度，因此，BaO也能夠顯著提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。為保持玻璃的高化學(xué)穩(wěn)定性和低的軟化溫度等要求，本發(fā)明中的BaO量控制在26%。本發(fā)明提供的具有高化學(xué)穩(wěn)定性和低的軟化溫度的硼硅酸鹽玻璃采用常規(guī)的方式熔制，且使用的原料為常用的石英礦、硼礦、A1(0H)3、堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽或硝酸鹽以及ZnO。(詳見實(shí)施例)所提供的硼硅酸鹽玻璃的軟化溫度為745t:，低于文獻(xiàn)報(bào)道的值，所以特別適用于粘膠纖維紡絲用的玻璃噴絲板的制造，具有一級(jí)抗水解性、一級(jí)耐酸性和一級(jí)抗苛性堿性，線膨脹系數(shù)a加。c就)=5.2-5.6X10—6K—具體實(shí)施方式實(shí)施例表1表示與本發(fā)明有關(guān)的新型玻璃組合物及其基本性能。表1新型玻璃的例子(以重量百分比計(jì)玻璃組合物)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述玻璃以常規(guī)方式熔制，在用天然氣加熱的加熱爐中、在162(TC、5升坩堝中、約6小時(shí)內(nèi)制備出玻璃，然后澆鑄在鑄鐵金屬模中成塊，并退火冷卻。熔制玻璃所用的原料為石英砂、硼砂、Al(0H)3、堿金屬和堿土金屬碳酸鹽和硝酸鹽及ZnO。該玻璃具有良好的熔化性能，所用原料不僅限于上述實(shí)例，也可采用普通玻璃原料。本發(fā)明提供的硼硅酸鹽玻璃主要適用于粘膠纖維紡絲用玻璃噴絲板的制造。它還可以作為安瓿玻璃、儀器玻璃而應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)包裝、實(shí)驗(yàn)或其它特殊
技術(shù)領(lǐng)域：
。權(quán)利要求具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃，其特征在于所述的硼硅酸鹽玻璃的質(zhì)量百分組成為SiO272.0～78.0％、B2O36.0～11.0％、Al2O32.0～6.0、ZnO0.1～2、BaO2.0～6.0、Na2O0～10.0、K2O0～6、氟化物0～3.0，以上各組分的含量之和為100％。2.按權(quán)利要求1所述的具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃，其特征在于所述的硼硅酸鹽玻璃組分中玻璃形成體Si02/B203質(zhì)量比>7.5。3.按權(quán)利要求1所述的具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃，其特征在于所述的硼硅酸鹽組分中E(Si02+Al203)=7680%。4.按權(quán)利要求1所述的具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃，其特征在于所述的硼硅酸鹽組分中Zn0和Ba0氧化物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和<5%。5.按權(quán)利要求1所述的具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃，其特征在于所述的硼硅酸鹽組分中E(Na20+K20)控制在611%之間。6.如權(quán)利要求1所述的具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃的應(yīng)用，其特征在于適用于粘膠纖維紡絲用的玻璃噴絲板的制造。全文摘要本發(fā)明涉及一種具有高化學(xué)穩(wěn)定性的硼硅酸鹽玻璃及其應(yīng)用。其特征在于所述的硼硅酸鹽的質(zhì)量百分組成為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質(zhì)量比＞7.5，∑(SiO2+Al2O3)為76～80％，∑(ZnO+BaO)＜5％，∑(Na2O+K2O)為6～11％。該玻璃具有一級(jí)抗水解性、一級(jí)耐酸性，強(qiáng)堿失重＜65～70mg/dm2、一級(jí)抗苛性堿性以及較低的軟化溫度Ts(106.6PaS)為745℃，線性膨脹系數(shù)α(20℃～300℃)＝5.2-5.6×10-6K-1，該玻璃特別適用于粘膠纖維紡絲用的玻璃噴絲板的制造。文檔編號(hào)C03C3/076GK101723585SQ20081020202公開日2010年6月9日申請(qǐng)日期2008年10月30日優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日發(fā)明者卞蓓亞,吳友良,周志明,鄭鑫森,高建平申請(qǐng)人:江蘇天華太陽能有限公司;中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所