[发明专利]提高药用玻璃表面抗开裂性的涂层及其制备方法和应用在审
申请号: | 202010787741.4 | 申请日: | 2020-08-07 |
公开(公告)号: | CN111909550A | 公开(公告)日: | 2020-11-10 |
发明(设计)人: | 刘树江;沈建兴;张军;弋康峰;苏玉才 | 申请(专利权)人: | 齐鲁工业大学;山东省药用玻璃股份有限公司 |
主分类号: | C09D1/00 | 分类号: | C09D1/00 |
代理公司: | 济南泉城专利商标事务所 37218 | 代理人: | 张贵宾 |
地址: | 250353 山东*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 提高 药用 玻璃 表面 开裂 涂层 及其 制备 方法 应用 | ||
本发明涉及玻璃新材料技术领域,特别公开了一种提高药用玻璃表面抗开裂性的涂层及其制备方法和应用。该提高药用玻璃表面抗开裂性的涂层,其特征在于:所述涂层以正硅酸乙酯、乙醇、去离子水、硝酸和硝酸铝为原料,通过溶胶‑凝胶法制备而成;制得的涂层溶液中包括二氧化硅和三氧化二铝。本发明采用溶胶‑凝胶法制备玻璃涂层,可在室温下对药用玻璃外表面进行喷涂,有效填充玻璃表面的微裂纹,且不需要加热固化,与传统玻璃涂层材料相比可以大大降低能源消耗,经济效益可观;此外,经喷涂后的玻璃仍保持高透明性,即这种涂层对玻璃的外观无不良影响。
(一)技术领域
本发明涉及玻璃新材料技术领域,特别涉及一种提高药用玻璃表面抗开裂性的涂层及其制备方法和应用。
(二)背景技术
玻璃工业是重要的基础原材料产业,与人民生活和生产密切相关,在国民经济中占有十分重要地位。玻璃及其加工制品广泛应用于包装、建筑、交通运输、装饰装修、电子信息、太阳能利用及其他新兴工业。特别地,药用玻璃具有良好的化学稳定性、耐热稳定性,以及光洁﹑透明﹑易清洗消毒﹑密封性能好等一系列物理化学性质,广泛用于生物制剂﹑冻干粉针﹑疫苗﹑血液制剂等药品的包装。
但是玻璃属于脆性材料,虽然具有微塑性,但它的屈服延伸阶段非常小,特别是在受到突然施加的荷载时,玻璃内部的质点来不及做出适应性的变形流动就相互分裂。对于药用玻璃而言,在其生产、仓储和运输过程不可避免地发生摩擦和碰撞。长期以来,玻璃材料领域的科研人员一直在探索如何提高和改善玻璃的力学性能,尤其是“抗开裂性”。
模制瓶药用玻璃的生产过程中主要包括吹制和压吹成型两种方法。无论哪种成型方式,玻璃制品的表面都不可避免地存在着微裂纹,玻璃在受到外部荷载时这些微裂纹往往会成为应力集中的位置,导致玻璃的实际强度远远低于其理论强度。因此,如何控制玻璃材料微裂纹的形成,以及限制裂纹的扩展是改善其力学性能的关键。
目前常见的玻璃表面增强工艺包括:物理增强(钢化)、化学增强(离子交换)和涂层法增强等。其中,物理钢化比较适合平板玻璃,对于形状复杂的产品(如:瓶罐玻璃)则很难实现应力分布的均匀化;熔盐法的离子交换时间比较长,不适于大批量的生产流水线,而且熔盐成分的多变性不利于质量的控制,同时存在废液的环境污染问题;喷涂工艺的实施过程相对简单,容易实现连续化的在线操作。例如:热端喷涂主要采用有机锡化物或无机锡化物为主的热端喷涂剂,即:在制瓶机和退火炉之间, 采用喷嘴或雾化设备对还呈炽热状态的玻璃瓶罐进行表面喷涂处理,这有助于提高玻璃的硬度和抗冲击强度,然而有机物的挥发对环境也有一定的污染。此外,为了提高玻璃制品的表面润滑性和亮度,通常还会喷涂所谓的“冷端喷涂剂”,这种冷端喷涂剂以聚合物水溶液或聚合物乳液为主,实际上这种冷端喷涂剂的喷涂温度也需要100℃左右,通常温度低于90℃时会出现条纹等缺陷。
溶胶-凝胶法制备纳米粒子具有工艺简单,温度低等优点,近年来在很多领域获得重要应用,并获得了许多相关专利,例如:一种在碳纤维表面制备抗氧化复合涂层的方法,(ZL201510429877.7)公开了一种用于碳纤维表面的Al2O3-SiO2-TiO2抗氧化复合涂层;复合陶瓷涂层制备方法(ZL 200810159025.0)公开了一种溶胶-凝胶法制备复合陶瓷粉体的方法;一种耐高温封孔剂的制备及封孔工艺(申请号:200910063903.3)公开了一种陶瓷涂层,即:以云母鳞片、晶须硅或六方氮化硼为填料的Al2O3-SiO2溶胶封孔剂。上述专利在应用过程中或者需要高温加热,或者需要填料,导致成本较高。
到目前为止,还未见可用于药用玻璃,且在室温且不需要加热固化的具有良好抗开裂性的玻璃涂层的报道。
(三)发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种室温下应用且不需要加热固化的提高药用玻璃表面抗开裂性的涂层及其制备方法和应用。
本发明是通过如下技术方案实现的:
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