CN110078373A - 一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，属于高硼硅材料技术领域。本发明是将二氧化硅、氧化硼、氧化锑、草酸钛钾、氯化钠、氧化铈材料，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，进行球磨后，煅烧得高硼硅主材料；再加入改性碱金属氧化物，进行球磨得高硼硅玻璃管材料。试验证明，该材料具有低膨胀系数和高化学稳定性。

Description

一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法
技术领域
本发明属于高硼硅玻璃管材料生产技术领域，尤其涉及一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法。
背景技术
玻璃一般以石英砂、纯碱、长石及石灰石等为原料，经混和、高温熔融、 匀化后，加工成形，再经退火而得。广泛用于建筑、光学、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工 程等领域中。高硼硅玻璃是指二氧化硅含量大于78%、氧化硼含量大于10%的硅酸盐系统玻璃。该类玻璃具有优异可见光透过率、良好化学稳定性和耐热性等特点。
医用包装玻璃除了要求较高的耐酸碱性和较高的机械强度外，还要求有较低的热膨胀系数，以便于与其它材料更好的封接。
由于生产高硼硅玻璃材料组份的特殊性，在兼顾较高的耐酸碱性、良好的光学性能和较高的机械强度的同时，很难同时达到较低的热膨胀系数。
发明内容
针对现有技术的存在的问题，本发明提供一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的，
一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，包括以下步骤：
①将75-80份的二氧化硅、12-15份的氧化硼、4-6份的氧化锑、0.3-0.5份的草酸钛钾、2-3.6份的氯化钠、0.8-1.3份的氧化铈材料，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨4-6h，得到混合粉料，将混合粉料装氧化铝大方钵，在箱式炉或隧道炉内于900-1000℃煅烧3-5小时，得高硼硅主材料。
②在步骤①的高硼硅主材料中添加2.5-4份改性碱金属氧化物，置于聚氨酯搅拌磨球磨罐内锆球球磨4-6h，球：料=2:1，经过锆球搅拌磨球磨后的粉料即为本发明所述的高硼硅玻璃管材料。
步骤②中所述改性碱金属氧化物的制备方法：将2.5-4份氧化锌、1.2-2.6份氧化钙和0.8-1.2份氧化锂混合，入5wt%聚乙烯醇粘合剂造粒，在箱式炉于890-910℃，保温2-4h取出得碱金属氧化物颗粒，利用液氮进行改性处理，方法为：将液氮倒入不锈钢容器中，并加盖密封。将碱金属氧化物颗粒置于专用筛网容器，筛网容器使用不锈钢丝网和不锈钢筋制成，丝网孔径的选择以不漏产品为宜，将装有产品的筛网容器缓慢浸入不锈钢容器的液氮中并保证产品全部浸入液氮，并加盖密封，待5-10分钟后，取出产品烘干，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨4-6h，得到改性碱金属氧化物。
为进一步验证改性碱金属氧化物降低热膨胀系数的性能，发明人做了以下对比试验：
将按照上述步骤①制得的高硼硅主材料，均匀的分成两份，一份加入按上述步骤②制得的改性碱金属氧化物，设为试验组：另一份加入等量的成分相同的没有经过改性的碱金属氧化物，设为对照组。
将试验组和对照组的混合粉料分别送入熔炉，使混合料温度达到1700℃，保持5-8小时，得到玻璃熔体，所得玻璃熔体在成型机中成型； 将成型玻璃制品送入700-720℃的退火炉退火，保温2-4小时后，开始冷却，初始冷却速度为10℃/分钟，然后每隔10℃冷却速度增加0 .25℃/分钟，直至冷却速度达到20℃/分钟后，保持冷却速度至常温，分别制得试验组玻璃样品和对照组玻璃样品，然后测试试验组样品和对照组样品的热膨胀系数，试验结果见下表。
实验证明，在玻璃中除了网络形成体以外，碱金属氧化物含量、种类和性能对膨胀系数的影响最大，不同碱金属对玻璃膨胀系数的影响随其离子半径的增大而增大，因为离子半径越大，断健作用越强，使网络结构变得更疏松，从而使热膨胀系数增大。本发明中碱金属氧化物经过液氮处理后，其内部分子结构发生了变化，最显著的就是离子半径减小，使网络结构变得更加紧密，从而降低了玻璃的热膨胀系数。
本发明的有益效果：本发明所述的高硼硅玻璃管材料，通过制备工艺方法的改进及各粉料的优化配比，特别是在配料中加入改性碱性氧化物，获得医用低膨胀系数的高硼硅玻璃管材料，同时显著提高了化学稳定性。
具体实施方式
实施例一：一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，包括以下步骤：
①将78份的二氧化硅、13份的氧化硼、5份的氧化锑、0.4份的草酸钛钾、3份的氯化钠、1.1份的氧化铈材料，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨5h，得到混合粉料，将混合粉料装氧化铝大方钵，在箱式炉或隧道炉内于950℃煅烧4小时，得高硼硅主材料。
②在步骤①的高硼硅主材料中添加3份改性碱金属氧化物，置于聚氨酯搅拌磨球磨罐内锆球球磨5h，球：料=2:1，经过锆球搅拌磨球磨后的粉料即为本发明所述的高硼硅玻璃管材料。
实施例二：一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，包括以下步骤：
①将75份的二氧化硅、15份的氧化硼、4份的氧化锑、0.5份的草酸钛钾、2份的氯化钠、0.8份的氧化铈材料，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨4h，得到混合粉料，将混合粉料装氧化铝大方钵，在箱式炉或隧道炉内于900℃煅烧5小时，得高硼硅主材料。
②在步骤①的高硼硅主材料中添加2.5份改性碱金属氧化物，置于聚氨酯搅拌磨球磨罐内锆球球磨6h，球：料=2:1，经过锆球搅拌磨球磨后的粉料即为本发明所述的高硼硅玻璃管材料。
实施例三：一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，包括以下步骤：
①将80份的二氧化硅、12份的氧化硼、6份的氧化锑、0.3份的草酸钛钾、3.6份的氯化钠、1.3份的氧化铈材料，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨6h，得到混合粉料，将混合粉料装氧化铝大方钵，在箱式炉或隧道炉内于1000℃煅烧3小时，得高硼硅主材料。②在步骤①的高硼硅主材料中添加4份改性碱金属氧化物，置于聚氨酯搅拌磨球磨罐内锆球球磨4h，球：料=2:1，经过锆球搅拌磨球磨后的粉料即为本发明所述的高硼硅玻璃管材料。

Claims (2)

1.一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①将75-80份的二氧化硅、12-15份的氧化硼、4-6份的氧化锑、0.3-0.5份的草酸钛钾、2-3.6份氯化钠、0.8-1.3份的氧化铈材料，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨4-6h，得到混合粉料，将混合粉料装氧化铝大方钵，在箱式炉或隧道炉内于900-1000℃煅烧3-5小时，得高硼硅主材料；②在步骤①的高硼硅主材料中添加2.5-4份改性碱金属氧化物，置于聚氨酯搅拌磨球磨罐内锆球球磨4-6h，球：料=2:1，经过锆球搅拌磨球磨后的粉料即为本发明所述的高硼硅玻璃管材料。
2.如权利要求1所述的一种医用3点3高硼硅玻璃管材料的制备方法，其特征在于步骤②中所述改性碱金属氧化物的制备方法：将2.5-4份氧化锌、1.2-2.6份氧化钙和0.8-1.2份氧化锂混合，入5wt%聚乙烯醇粘合剂造粒，在箱式炉于890-910℃，保温2-4h取出得碱金属氧化物颗粒，利用液氮进行改性处理，方法为：将液氮倒入不锈钢容器中，并加盖密封，将碱金属氧化物颗粒置于专用筛网容器，筛网容器使用不锈钢丝网和不锈钢筋制成，丝网孔径的选择以不漏产品为宜，将装有产品的筛网容器缓慢浸入不锈钢容器的液氮中并保证产品全部浸入液氮，并加盖密封，待5-10分钟后，取出产品烘干，置于装好玛瑙球的聚氨酯球磨罐内，球：料以1.5:1为宜，进行球磨4-6h，得到改性碱金属氧化物。
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