一种药用玻璃及其药用玻璃管制备方法和应用

技术领域

本发明属于玻璃管制备技术领域，具体涉及一种药用玻璃及其药用玻璃管制备方法和应用。

背景技术

药品包装材料作为医药品的直接承载，对药品质量和用药安全的保障有着重要的责任。玻璃凭借其光洁透明、易消毒、密封性好等特点，经过近百年的应用与实践，已被证明是医药行业的首选包装材料。特别的，中硼硅玻璃，具备更优的抗冲击性和化学稳定性，成为国际公认的最安全医药包装材料，广泛应用于高端输液剂、抗生素、冻干剂、疫苗、生物制剂等药品包装。

中硼硅药用玻璃的制备均由中硼硅玻璃管二次加工而成，中硼硅管制拉管技术成为中硼硅管制瓶的核心壁垒。目前，中硼硅管制主流方法有丹纳法和维罗法。维罗法厂房较高，投资能耗较大，丹纳法应用的更为广泛。而丹纳法拉管中旋转管的寿命制约着拉管生产效率，定期更换和维护无形中增加了生产消耗。

现有配方中多增加氧化锂或稀土金属盐类等成分以降低玻璃熔化温度，提升玻璃机械性能。但氧化锂、稀土等原材料价格昂贵，无形中增加了原料成本；另外，改善玻璃性能的组分在玻璃结构中充当网络外体作用，随着此类组分的增加，增加了体系中原子数，使得玻璃密度增加，不利于玻璃瓶轻量化。

发明内容

本发明为解决药用玻璃轻量化的问题以及减少药用玻璃制造成本，提供具体涉及一种药用玻璃及其药用玻璃管制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：

一种药用玻璃，各成分的质量百分数为：二氧化硅：69.6％-78.6％、氧化铝：2.0％-6.5％、碳酸钙：0.5％-2.2％、氧化钠：4.0％-7.1％、氧化钾：0％-2.9％、澄清剂：0.1％-0.5％；二氧化硅与氧化硼质量比5.8-9.8。

所述澄清剂采用氧化铈、氧化锡、氯化钠、氟化钙、硫酸钠和硝酸钠其中一种、两种或两种以上。

采用上述的药用玻璃制备玻璃管的方法，具体包括以下步骤：

按照药用玻璃配比称量好配合料，将配合料混合均匀；

混合均匀的配合料送入窑炉内进行玻璃熔化；

熔化后送入搅拌澄清区进行玻璃液澄清排泡均化；

澄清后的玻璃液送入料槽，待料槽内玻璃液充满，从料槽上圆形顶部同时溢出，沿着料槽外边部，在通道与料槽形成的环缝间形成厚薄均匀的玻璃环液向下流淌，顺着倒置圆台，进入牵拉系统，由牵拉系统的环链夹住，顺着拉管机牵引拉制玻璃管；

进入退火区完成消除应力退火；

将退火后的玻璃管送入切割装置中，按预设尺寸切割，并将切口圆化。

所述高温熔化时，玻璃熔融黏度在10

所述玻璃澄清排泡均化，玻璃液澄清均化黏度在10

所述拉制玻璃管成型黏度在10

所述进入退火区后玻璃液黏度不小于10

上述制备的玻璃管采用的药用玻璃在20℃-300℃之间的线性热膨胀系数为4.5×10

上述玻璃管采用的药用玻璃的密度2.30-2.35g/cm

通过上述方法制备的玻璃管在制备安瓿和西林药用玻璃瓶中进行应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的药用玻璃配方，能保证药用玻璃性能的前提下，引入组分种类少，原子基数少，玻璃密度低。组分中引用K

本发明提供的玻璃管制备方法，配合药用玻璃配比，确保玻璃管质量的同时简化制备流程，制备装置便于维护，保证玻璃管内外质量同时避免了繁杂的工艺，还降低了成本能耗。采用本发明提供的药用玻璃和玻璃管的制备方法制得的玻璃管，在20℃-300℃之间的线性热膨胀系数为(4.5-5.5)×10

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本发明采用药用玻璃制备玻璃管的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

一种药用玻璃各成分的质量分数为：二氧化硅69.6％-78.6％，氧化铝2.0％-6.5％，碳酸钙0.5％-2.2％，氧化钠4.0％-7.1％，氧化钾0％-2.9％，澄清剂0.1％-0.5％。

其中，二氧化硅与氧化硼质量比为5.8：1-9.8:1。

澄清剂可选氧化铈、氧化锡、氯化钠、氟化钙、硫酸钠和硝酸钠其中一种、两种或两种以上的复合剂。

一种轻质药用玻璃的制备方式，包括以下步骤：

原料配制：按照轻质药用玻璃配比称量好配合料，将配合料加入混料机混合均匀；

玻璃熔制：混合均匀的配合料通过投料机送入窑炉内进行高温玻璃熔化；玻璃熔融黏度在10

玻璃澄清：熔化后送入搅拌澄清部分进行玻璃澄清排泡均化；玻璃澄清均化黏度在10

玻璃管成型：将澄清后的玻璃液送入料槽，待料槽内玻璃液充满，从料槽上圆形顶部同时溢出，沿着料槽外边部，在通道与料槽形成的环缝间形成厚薄均匀的玻璃环液向下流淌，顺着倒置圆台，玻璃圆环直径逐渐缩小，玻璃液口径逐渐减小，进入牵拉系统；由牵拉系统的环链夹住，在环链均匀拉力与玻璃自重下，顺着拉管机牵引拉制为厚度均匀中空的细长玻璃管；玻璃管成型拉制黏度在10

玻璃管退火：进入黏度不小于10

切割、检验、包装：将退火后的玻璃管送入切割装置中，进行定长尺寸切割，完成检验、包装。

本发明提供的玻璃管经检验完毕或直接进入二次加工工序，完成安瓿、西林等药用玻璃瓶的加工。

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

实施例1：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅74.60％，氧化铝4.78％，三氧化二硼10.70％，碳酸钙1.51％，氧化钠6.63％，氧化钾1.27％，氧化铈0.2％，氟化钙0.3％。

玻璃管制作方法如下：

按上述原料配比，称量好配合料，将配合料加入混料机混合均匀；

混合均匀的配合料通过投料机送入熔炉内，采用全电熔熔化方式，将玻璃液加热到1620℃，完成玻璃熔融。

熔化后料液送入搅拌部分进行玻璃液搅拌澄清均化；

澄清后的玻璃液冷却至1250℃，送入料槽，待料槽内玻璃液充满，从料槽上圆形顶部同时溢出，沿着料槽外边部，在通道与料槽形成的环缝间形成厚薄均匀的玻璃环液向下流淌，顺着倒置圆台，玻璃圆环直径逐渐缩小，玻璃液口径逐渐减小，进入牵拉系统；由牵拉系统的环链夹住，在环链均匀拉力与玻璃自重下，顺着拉管机牵引拉制为厚度均匀中空的细长玻璃管；

进入退火区完成应力去除退火；

将退火后的玻璃管送入切割装置中，按定长尺寸切割，并将切口圆化；完成检验、包装。

按上述方法制备的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为5.1×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.35mg/dm

实施例2：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅72.43％，氧化铝6.50％，三氧化二硼11.57％，碳酸钙1.84％，氧化钠7.16％，氧化铈0.2％，氟化钙0.3％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同，不同点在于：

将玻璃液加热到1600℃，完成玻璃熔融。

澄清后的玻璃液冷却至1190℃，送入料槽。

按上述方法制备的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为5.3×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.08mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.62mg/dm

实施例3：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅76.89％，氧化铝4.90％，三氧化二硼9.81％，碳酸钙1.32％，氧化钠6.88％，氧化铈0.2％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同，不同点在于：

将玻璃液加热到1650℃，完成玻璃熔融。

澄清后的玻璃液冷却至1250℃，送入料槽。

按上述方法制备的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为4.9×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.05mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.27mg/dm

实施例4：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅71.45％，氧化铝6.45％，三氧化二硼11.67％，碳酸钙1.73％，氧化钠7.02％，氧化钾1.18％，氧化铈0.2％，氟化钙0.3％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同，不同点在于：

将玻璃液加热到1580℃，完成玻璃熔融。

澄清后的玻璃液冷却至1180℃，送入料槽。

按上述方法制备的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为5.3×10

实施例5：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅75.16％，氧化铝4.82％，三氧化二硼10.12％，碳酸钙1.45％，氧化钠6.75％，氧化钾1.4％，氧化锡0.1％，氧化铈0.2％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同。

所制得玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为5.1×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.48mg/dm

实施例6：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅77.78％，氧化铝2.5％，三氧化二硼8.34％，碳酸钙1.48％，氧化钠6.80％，氧化钾2.60％，氧化铈0.2％，氟化钙0.3％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同，不同点在于：

将玻璃液加热到1670℃，完成玻璃熔融。

澄清后的玻璃液冷却至1260℃，送入料槽。

按上述方法制备的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为4.9×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.04mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.05mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.27mg/dm

实施例7：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化硅69.8％，氧化铝6.43％，三氧化二硼11.6％，碳酸钙2.2％，氧化钠7.07％，氧化钾2.6％，氧化铈0.3％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同，不同点在于：

将玻璃液加热到1570℃，完成玻璃熔融。

澄清后的玻璃液冷却至1200℃，送入料槽。

按上述方法制备的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为5.3×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.09mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.64mg/dm

实施例8：

本实施例玻璃管采用的药用玻璃各成分的质量百分比如下：二氧化76.9％，氧化铝5.57％，三氧化二硼9.05％，碳酸钙1.68％，氧化钠6.5％，氧化锡0.1％，氧化铈0.2％。

玻璃管制作方法与实施例1所述步骤相同。

所获得的玻璃管，20℃-300℃热膨胀系数为5.0×10

按国家药包材标准YBB00252003-2015、YBB00362004-2015、YBB00342004-2015、YBB00352004-2015对玻璃进行121℃颗粒耐水性测试、98℃颗粒耐水性测试、耐酸性测试、耐碱性测试，结果显示：121℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.07mL/g；98℃颗粒耐水性测试消耗盐酸溶液0.06mL/g；耐酸性测试单位表面积损失质量的一半0.62mg/dm

对所制玻璃管进行相关测试，所制玻璃管采用的药用玻璃在20℃-300℃之间的线性热膨胀系数为(4.5-5.5)×10

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。