CN110563325A - 一种石墨烯基玻璃脱模剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯基玻璃脱模剂及其制备方法,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨‑氧化石墨烯微球:10‑30份;硅油:1‑5份;聚乙二醇:1‑5份;pH调节剂:0.5‑2份;聚丙烯酸钠:1‑5份;乙二胺四乙酸二钠:1‑3份;去离子水20‑50份。本发明所述石墨烯基玻璃脱模剂,能够有效降的防止玻璃制品在脱模过程中粘附在金属模具上,使玻璃制品表面光洁,同时此脱模剂拥有优越的成膜粘附力,在高温下仍能保持润滑,抗氧化的效果。
Description
技术领域
本发明玻璃制备的技术领域,特别涉及到一种石墨烯基玻璃脱模剂及其制备方法。
背景技术
在玻璃制品的制备过程中需要使用金属模具对玻璃制品进行成型,玻璃的软化温度一般在500℃以上,因此金属模具的工作温度一般为500-1200℃,在这样的高温条件下,玻璃熔浆容易粘附在金属模具表面,在玻璃制品表面积碳,会有裂纹出现,影响玻璃制品表面的光洁度。因此,需要周期性的对金属模具内腔喷涂脱模剂并形成一层干性润滑膜,从而使脱模操作轻而易举,同时,又可避免强行取出对产品造成损伤。
现有技术中的脱模剂主要由粉料、悬浮剂、功能助剂和溶剂组成。粉料多包括铝粉、铜粉、蜡粉,铝粉、铜粉的耐热性较好,能够在溶剂挥发后保留在模具表面,但是它们的延展性、成膜性较差,如果加入量过少,很难在模具表面形成一层致密的薄膜,从而影响砂芯的脱模性能,如果加入量过大,则在模具表面形成堆积层,影响铸件尺寸和精度。为了解决脱模剂延展性和成膜性的问题,有人提出了一种在现有的基础组分中加入石墨烯,将基础组分和石墨烯乳化后得到全新的脱模剂,使得该脱模剂具有较好的延展性和成模性的方法。但将石墨烯直接加入到基础成分中进行乳化,石墨烯在里面只是物理分散,机械的吸附脱模粉料和其他物质,使得脱模剂的成模性与延展性的提高有限,且因石墨烯自身的吸附性能,会使脱模剂存在团聚现象,刷到玻璃模具表面虽然容易成膜,但也会因为团聚现象,在某些地方会造成堆积,影响玻璃表面的平滑与精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯基玻璃脱模剂,能够有效降的防止玻璃制品在脱模过程中粘附在金属模具上,使制品表面光洁,同时此脱模剂拥有优越的成膜粘附力,在高温下仍能保持润滑,抗氧化的效果,具有很好的成模性和延展性。
为此,本发明采用以下技术方案:
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:10-30份;硅油:1-5份;聚乙二醇:1-5份;pH调节剂:0.5-2份;聚丙烯酸钠:1-5份;乙二胺四乙酸二钠:1-3份;去离子水20-50份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在30-50份的去离子水中加入10-30份氧化石墨烯,超声分散30-200min;再在上述形成的产物中,加入5-20份石墨微球搅拌30-150min,然后在50-80℃干燥,得到核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的粒径为100nm-1500nm。
其中,所述氧化石墨烯的片径为10nm-1000nm,片层厚度为0.35-3nm。
其中,所述石墨微球的粒径为100nm-1000nm。
其中,所述聚乙二醇的分子量为500-2000。
其中,所述氧化石墨烯基玻璃脱模剂的PH值为6-8。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在20-50份的去离子水中加入1-5份的聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入10-30份核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入0.5-2份的pH调节剂,调节PH值为6-8;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入1-5份的硅油,1-5份的聚丙烯酸钠,1-3份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌10-100min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
本发明采用以上技术方案,将氧化石墨烯包覆石墨微球形成核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球作为玻璃脱模剂的主要原料,具有水分散性,无毒,无污染,润滑性能好,不易发生团聚等优点,而且核壳微球壳体上的氧化石墨烯具有羟基、羧基等官能团,能够很好的与其他物质进行复合,能在很大程度上提高脱模剂的成模性与延展性。同时,氧化石墨烯与熔融金属(例如铝,铜,钢等)或玻璃熔桨不起任何反应,在玻璃熔浆的高温下氧化石墨烯能被还原成石墨烯,而石墨烯仍保有润滑,抗氧化,耐高温、抗粘黏的特殊效果,而且高温还原之后的石墨烯具有很好的导热性能,使玻璃能更快更好的成型。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点更加的清晰,以下结合实施例,对本发明的具体实施方式做出更为详细的说明,在下面的描述中,阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本发明,但是本发明能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此,本发明不受以下公开的具体实施的限制。
实施例一
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:10份;硅油:1份;聚乙二醇:1份;pH调节剂:0.5份;聚丙烯酸钠:1份;乙二胺四乙酸二钠:1份;去离子水20份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在30份的去离子水中加入10份片径为10nm、片层厚度为0.35nm的氧化石墨烯,超声分散30min;再在上述形成的产物中,加入5份粒径为100nm石墨微球搅拌30min,然后在50℃干燥,得到粒径为100nm的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在30份的去离子水中加入1份的分子量为500聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入10份上述方法制备得到的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入0.5份的pH调节剂,调节PH值为6;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入1份的硅油,1份的聚丙烯酸钠,1份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌10min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
实施例二
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:20份;硅油:3份;聚乙二醇:3份;pH调节剂:1.75份;聚丙烯酸钠:3份;乙二胺四乙酸二钠:2份;去离子水35份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在40份的去离子水中加入20份片径为500nm,片层厚度为1.5nm氧化石墨烯,超声分散120min;再在上述形成的产物中,加入12份粒径为500nm石墨微球搅拌90min,然后在70℃干燥,得到粒径为800nm的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在35份的去离子水中加入3份的分子量为1300的聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入20份上述方法制备得到的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入1.75份的pH调节剂,调节PH值为7;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入3份的硅油,3份的聚丙烯酸钠,2份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌60min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
实施例三
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:30份;硅油:5份;聚乙二醇:5份;pH调节剂:2份;聚丙烯酸钠:5份;乙二胺四乙酸二钠:3份;去离子水50份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在50份的去离子水中加入30份片径为1000nm,片层厚度为3nm氧化石墨烯,超声分散200min;再在上述形成的产物中,加入20份粒径为1000nm石墨微球搅拌150min,然后在80℃干燥,得到粒径为1500nm的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在50份的去离子水中加入5份的分子量为2000聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入30份上述方法制备得到的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入2份的pH调节剂,调节PH值为8;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入5份的硅油,5份的聚丙烯酸钠,3份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌100min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
一种石墨烯基玻璃脱模剂及其制备方法
技术领域
本发明玻璃制备的技术领域,特别涉及到一种石墨烯基玻璃脱模剂及其制备方法。
背景技术
在玻璃制品的制备过程中需要使用金属模具对玻璃制品进行成型,玻璃的软化温度一般在500℃以上,因此金属模具的工作温度一般为500-1200℃,在这样的高温条件下,玻璃熔浆容易粘附在金属模具表面,在玻璃制品表面积碳,会有裂纹出现,影响玻璃制品表面的光洁度。因此,需要周期性的对金属模具内腔喷涂脱模剂并形成一层干性润滑膜,从而使脱模操作轻而易举,同时,又可避免强行取出对产品造成损伤。
现有技术中的脱模剂主要由粉料、悬浮剂、功能助剂和溶剂组成。粉料多包括铝粉、铜粉、蜡粉,铝粉、铜粉的耐热性较好,能够在溶剂挥发后保留在模具表面,但是它们的延展性、成膜性较差,如果加入量过少,很难在模具表面形成一层致密的薄膜,从而影响砂芯的脱模性能,如果加入量过大,则在模具表面形成堆积层,影响铸件尺寸和精度。为了解决脱模剂延展性和成膜性的问题,有人提出了一种在现有的基础组分中加入石墨烯,将基础组分和石墨烯乳化后得到全新的脱模剂,使得该脱模剂具有较好的延展性和成模性的方法。但将石墨烯直接加入到基础成分中进行乳化,石墨烯在里面只是物理分散,机械的吸附脱模粉料和其他物质,使得脱模剂的成模性与延展性的提高有限,且因石墨烯自身的吸附性能,会使脱模剂存在团聚现象,刷到玻璃模具表面虽然容易成膜,但也会因为团聚现象,在某些地方会造成堆积,影响玻璃表面的平滑与精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯基玻璃脱模剂,能够有效降的防止玻璃制品在脱模过程中粘附在金属模具上,使制品表面光洁,同时此脱模剂拥有优越的成膜粘附力,在高温下仍能保持润滑,抗氧化的效果,具有很好的成模性和延展性。
为此,本发明采用以下技术方案:
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:10-30份;硅油:1-5份;聚乙二醇:1-5份;pH调节剂:0.5-2份;聚丙烯酸钠:1-5份;乙二胺四乙酸二钠:1-3份;去离子水20-50份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在30-50份的去离子水中加入10-30份氧化石墨烯,超声分散30-200min;再在上述形成的产物中,加入5-20份石墨微球搅拌30-150min,然后在50-80℃干燥,得到核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的粒径为100nm-1500nm。
其中,所述氧化石墨烯的片径为10nm-1000nm,片层厚度为0.35-3nm。
其中,所述石墨微球的粒径为100nm-1000nm。
其中,所述聚乙二醇的分子量为500-2000。
其中,所述氧化石墨烯基玻璃脱模剂的PH值为6-8。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在20-50份的去离子水中加入1-5份的聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入10-30份核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入0.5-2份的pH调节剂,调节PH值为6-8;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入1-5份的硅油,1-5份的聚丙烯酸钠,1-3份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌10-100min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
本发明采用以上技术方案,将氧化石墨烯包覆石墨微球形成核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球作为玻璃脱模剂的主要原料,具有水分散性,无毒,无污染,润滑性能好,不易发生团聚等优点,而且核壳微球壳体上的氧化石墨烯具有羟基、羧基等官能团,能够很好的与其他物质进行复合,能在很大程度上提高脱模剂的成模性与延展性。同时,氧化石墨烯与熔融金属(例如铝,铜,钢等)或玻璃熔桨不起任何反应,在玻璃熔浆的高温下氧化石墨烯能被还原成石墨烯,而石墨烯仍保有润滑,抗氧化,耐高温、抗粘黏的特殊效果,而且高温还原之后的石墨烯具有很好的导热性能,使玻璃能更快更好的成型。
具体实施方式
为了使本发明的目的、特征和优点更加的清晰,以下结合实施例,对本发明的具体实施方式做出更为详细的说明,在下面的描述中,阐述了很多具体的细节以便于充分的理解本发明,但是本发明能够以很多不同于描述的其他方式来实施。因此,本发明不受以下公开的具体实施的限制。
实施例一
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:10份;硅油:1份;聚乙二醇:1份;pH调节剂:0.5份;聚丙烯酸钠:1份;乙二胺四乙酸二钠:1份;去离子水20份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在30份的去离子水中加入10份片径为10nm、片层厚度为0.35nm的氧化石墨烯,超声分散30min;再在上述形成的产物中,加入5份粒径为100nm石墨微球搅拌30min,然后在50℃干燥,得到粒径为100nm的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在30份的去离子水中加入1份的分子量为500聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入10份上述方法制备得到的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入0.5份的pH调节剂,调节PH值为6;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入1份的硅油,1份的聚丙烯酸钠,1份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌10min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
实施例二
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:20份;硅油:3份;聚乙二醇:3份;pH调节剂:1.75份;聚丙烯酸钠:3份;乙二胺四乙酸二钠:2份;去离子水35份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在40份的去离子水中加入20份片径为500nm,片层厚度为1.5nm氧化石墨烯,超声分散120min;再在上述形成的产物中,加入12份粒径为500nm石墨微球搅拌90min,然后在70℃干燥,得到粒径为800nm的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在35份的去离子水中加入3份的分子量为1300的聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入20份上述方法制备得到的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入1.75份的pH调节剂,调节PH值为7;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入3份的硅油,3份的聚丙烯酸钠,2份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌60min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
实施例三
一种石墨烯基玻璃脱模剂,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:30份;硅油:5份;聚乙二醇:5份;pH调节剂:2份;聚丙烯酸钠:5份;乙二胺四乙酸二钠:3份;去离子水50份。
其中,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在50份的去离子水中加入30份片径为1000nm,片层厚度为3nm氧化石墨烯,超声分散200min;再在上述形成的产物中,加入20份粒径为1000nm石墨微球搅拌150min,然后在80℃干燥,得到粒径为1500nm的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
本发明还提供一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)在50份的去离子水中加入5份的分子量为2000聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入30份上述方法制备得到的核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入2份的pH调节剂,调节PH值为8;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入5份的硅油,5份的聚丙烯酸钠,3份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌100min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
其中,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述脱模剂由以下重量份的组分组成:核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球:10-30份;硅油:1-5份;聚乙二醇:1-5份;pH调节剂:0.5-2份;聚丙烯酸钠:1-5份;乙二胺四乙酸二钠:1-3份;去离子水20-50份。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的制备方法为在30-50份的去离子水中加入10-30份氧化石墨烯,超声分散30-200min;再在上述形成的产物中,加入5-20份石墨微球搅拌30-150min,然后在50-80℃干燥,得到核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球。
3.根据权利要求1和2所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球的粒径为100nm-1500nm。
4.根据权利要求2所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述氧化石墨烯的片径为10nm-1000nm,片层厚度为0.35-3nm。
5.根据权利要求2所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述石墨微球的粒径为100nm-1000nm。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述聚乙二醇的分子量为500-2000。
7.根据权利要求1所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述氧化石墨烯基玻璃脱模剂的PH值为6-8。
8.根据权利要求1所述的一种石墨烯基玻璃脱模剂,其特征在于,所述PH值调节剂为柠檬酸、山梨酸、碳酸氢钠或者磷酸氢二钠中的一种或多种。
9.一种石墨烯基玻璃脱模剂的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)在20-50份的去离子水中加入1-5份的聚乙二醇,充分搅拌溶解,形成聚乙二醇水溶液;
2)在步骤1)形成的聚乙二醇水溶液中加入10-30份核壳结构的石墨-氧化石墨烯微球;
3)在步骤2)形成的产物中加入0.5-2份的pH调节剂,调节PH值为6-8;
4)在步骤4)形成的产物中依次加入1-5份的硅油,1-5份的聚丙烯酸钠,1-3份的乙二胺四乙酸二钠,继续搅拌10-100min,得到石墨烯基玻璃脱模剂。
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