CN112661404B - 表面带花纹的热熔玻璃的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃制造领域，公开了一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，本发明中，喷涂涂层时，在模具内壁先喷涂一层过渡层，过渡层中含有铁粉，铁粉与模具内壁结合牢固，起到过渡层的作用，且过渡层中含有导电液，导电液使得其中的氮化硼导电，在喷杯接负电压，模具接正电压时，喷涂材料喷出后带负电荷，模具带正电荷，由于库仑力作用相互吸引，使得喷涂材料能够在模具表面形成稳固的过渡层；接着在过渡层上喷涂表面层，表面层中也含有氮化硼和导电液；表面层的湿润性好，与过渡层结合牢固，使表面层和过渡层整体与模具内壁都能够牢固结合。喷涂吸附效率可达80%～85%。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制造领域，特别涉及一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法。
背景技术
目前在制备表面带花纹的热熔玻璃时，通常是将热熔玻璃置于模具中，加热模具后，热熔玻璃在模具内软化后，模具内的花纹就能够被复印到热熔玻璃表面，然后冷却模具后，热熔玻璃凝固后取出即可。
在上述工艺过程中，会出现热熔玻璃与模具内壁粘结到一起的情况，一旦模具内壁黏上热熔玻璃，去除非常困难，容易损坏模具，目前通常的方法是在放入热熔玻璃之前，在模具内壁喷涂一层涂层，使得热熔玻璃不会与模具内壁粘结，但是普遍存在涂层与模具之间的结合力不足的现象，再将复印上花纹的热熔玻璃取出时，会出现热熔玻璃的表面与部分涂层粘结，将部分涂层从模具内壁剥离的现象，影响热熔玻璃的成品效果，且每次工艺都需要喷涂涂层。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，能够使得模具表面的防粘涂层与模具内壁的结合力大大提升，有效防止热熔玻璃出模时的脱落现象。
技术方案：本发明提供了一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：预热模具：将模具在氮气环境下预热至200-300℃；
S2：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，向模具表面喷涂厚度为50~150μm的水基氮化硼过渡层；
所述水基氮化硼过渡层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼2~10%，水85~95%，铁粉0.5~1%，导电液0.2~1.5%；
S3：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，向所述过渡层表面喷涂厚度为150~300μm的水基氮化硼表面层；
所述水基氮化硼表面层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼5~20%，水80~95%，导电液0.2~1.5%；
S4：模具冷却：将模具冷却至40-80℃；
S5：玻璃入位：将不带花纹的热熔玻璃预热至35~60℃后，置于模具内；
S6：玻璃升温：先将热熔玻璃缓慢升温至380-450℃，保温30-50min，然后再缓慢升温至700-780℃，保温30-100min；
S7：玻璃降温：先将热熔玻璃降温至400-480℃，保温30-60min，然后再缓慢降温至100-150℃，保温30-60min，最后缓冷至40-60℃，出炉空冷得表面带花纹的热熔玻璃。
进一步地，在S1之前，先将模具在pH为8-10、温度为60~95℃的弱碱性溶液中清洗，然后在pH为7-7.5的清水中超声清洗，最后吹干模具表面水分。
优选地，在S2中，在喷涂所述水基氮化硼过渡层时，保持模具温度为250~300℃、电压为150~200KV、雾化压力为0.12~0.3MPa、喷涂速率为50~300g/min、环境湿度为65~85%。
优选地，在S3中，在喷涂所述水基氮化硼表面层时，保持模具温度为200~250℃、电压120~150KV、雾化压力为0.12~0.3MPa、喷涂速率为50~300g/min、环境湿度为65~85%。
进一步地，在S4之后、S5之前，先将热熔玻璃在pH为8-10的弱碱性溶液中清洗后吹干。
优选地，在S6中，缓慢升温的升温速率为3-10℃/min。
优选地，在S7中，缓慢降温的降温速率为3-10℃/min。
优选地，所述过渡层与所述模具内壁之间的润湿性大于所述表面层与所述模具表面之间的润湿性。过渡层的存在提高了整体涂层与模具表面的结合能力。
有益效果：本发明中，喷涂涂层时，在模具内壁先喷涂一层过渡层，过渡层中含有铁粉，铁粉与模具内壁结合牢固，起到过渡层的作用，且过渡层中含有导电液，导电液使得其中的氮化硼导电，在喷杯接负电压，模具接正电压时，喷涂材料喷出后带负电荷，模具带正电荷，由于库仑力作用相互吸引，使得喷涂材料能够在模具表面形成稳固的过渡层；接着在过渡层上喷涂表面层，表面层中也含有氮化硼和导电液；表面层的湿润性好，与过渡层结合牢固，使表面层和过渡层整体与模具内壁都能够牢固结合。喷涂吸附效率可达80%～85%。
与现有技术相比，本发明具有如下优势：
（1）涂层不易脱落，耐磨耐腐蚀，工作持久性强。
（2）模具与玻璃不粘，能顺利脱模，成型质量好。
（3）过渡层和表面层的成分环保。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细的介绍。
实施方式1：
本实施方式提供了一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：预热模具：先将模具在pH为8-10、温度为70℃的弱碱性溶液中清洗，然后在pH为7-7.5的清水中超声清洗，最后吹干模具表面水分。然后将模具在氮气环境下预热至250℃；
S2：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，保持模具温度为260℃、电压为180KV、雾化压力为0.2MPa、喷涂速率为100g/min、环境湿度为70%，向模具表面喷涂厚度为100μm的水基氮化硼过渡层；
水基氮化硼过渡层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼5%，水93.2%，铁粉0.8%，导电液1%；
S3：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，保持模具温度为220℃、电压130KV、雾化压力为0.2MPa、喷涂速率为100g/min、环境湿度为70%。向过渡层表面喷涂厚度为200μm的水基氮化硼表面层；
水基氮化硼表面层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼10%，水89%，导电液1%；
过渡层与模具表面之间的润湿性大于表面层与模具表面之间的润湿性。
S4：模具冷却：将模具冷却至60℃；
S5：玻璃入位：将不带花纹的热熔玻璃先在pH为8-10的弱碱性溶液中清洗后吹干。然后预热至50℃后，置于模具内；
S6：玻璃升温：先将热熔玻璃以8℃/min缓慢升温至420-430℃，保温30-50min，然后再以8℃/min缓慢升温至740-760℃，保温50min；
S7：玻璃降温：先将热熔玻璃以8℃/min缓慢降温至450℃，保温50min，然后再以8℃/min缓慢降温至120℃，保温40min，最后缓冷至50℃，出炉空冷得表面带花纹的热熔玻璃。
将表面带花纹的热熔玻璃从模具中取出时，所制备的热熔玻璃花纹纹理清晰，表面清洁，无脱落涂层造成的污染。模具表面涂层结构完整，无脱落，无玻璃粘结，无需清理，可直接用于下一循环过程使用。由于涂层与基体结合能力强，且涂层性能稳定，喷涂一层可循环使用5~20次。
实施方式2：
本实施方式提供了一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：预热模具：先将模具在pH为8-10、温度为70℃的弱碱性溶液中清洗，然后在pH为7-7.5的清水中超声清洗，最后吹干模具表面水分。然后将模具在氮气环境下预热至250℃；
S2：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，保持模具温度为260℃、电压为180KV、雾化压力为0.2MPa、喷涂速率为100g/min、环境湿度为70%，向模具表面喷涂厚度为100μm的水基氮化硼过渡层；
水基氮化硼过渡层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼7%，水91%，铁粉1%，导电液1%；
S3：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，保持模具温度为220℃、电压130KV、雾化压力为0.2MPa、喷涂速率为100g/min、环境湿度为70%。向过渡层表面喷涂厚度为200μm的水基氮化硼表面层；
水基氮化硼表面层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼15%，水84%，导电液1%；
过渡层与模具表面之间的润湿性大于表面层与模具表面之间的润湿性。
S4：模具冷却：将模具冷却至60℃；
S5：玻璃入位：将不带花纹的热熔玻璃先在pH为8-10的弱碱性溶液中清洗后吹干。然后预热至50℃后，置于模具内；
S6：玻璃升温：先将热熔玻璃以8℃/min缓慢升温至420-430℃，保温30-50min，然后再以8℃/min缓慢升温至720-740℃，保温50min；
S7：玻璃降温：先将热熔玻璃以8℃/min缓慢降温至450℃，保温50min，然后再以8℃/min缓慢降温至120℃，保温40min，最后缓冷至50℃，出炉空冷得表面带花纹的热熔玻璃。
将表面带花纹的热熔玻璃从模具中取出时，所制备的热熔玻璃花纹纹理清晰，表面清洁，无脱落涂层造成的污染。模具表面涂层结构完整，无脱落，无玻璃粘结，无需清理，可直接用于下一循环过程使用。由于涂层与基体结合能力强，且涂层性能稳定，喷涂一层可循环使用5~20次。
实施方式3：
本实施方式提供了一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：预热模具：先将模具在pH为8-10、温度为70℃的弱碱性溶液中清洗，然后在pH为7-7.5的清水中超声清洗，最后吹干模具表面水分。然后将模具在氮气环境下预热至250℃；
S2：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，保持模具温度为260℃、电压为180KV、雾化压力为0.28MPa、喷涂速率为250g/min、环境湿度为70%，向模具表面喷涂厚度为100μm的水基氮化硼过渡层；
水基氮化硼过渡层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼5%，水90%，铁粉0.8%，导电液1%；
S3：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，保持模具温度为240℃、电压150KV、雾化压力为0.2MPa、喷涂速率为120g/min、环境湿度为70%。向过渡层表面喷涂厚度为150μm的水基氮化硼表面层；
水基氮化硼表面层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼8%，水91%，导电液1%；
过渡层与模具表面之间的润湿性大于表面层与模具表面之间的润湿性。
S4：模具冷却：将模具冷却至60℃；
S5：玻璃入位：将不带花纹的热熔玻璃先在pH为8-10的弱碱性溶液中清洗后吹干。然后预热至50℃后，置于模具内；
S6：玻璃升温：先将热熔玻璃以8℃/min缓慢升温至420-430℃，保温30-40min，然后再以8℃/min缓慢升温至700-720℃，保温50min；
S7：玻璃降温：先将热熔玻璃以8℃/min缓慢降温至450℃，保温50min，然后再以8℃/min缓慢降温至120℃，保温40min，最后缓冷至50℃，出炉空冷得表面带花纹的热熔玻璃。
将表面带花纹的热熔玻璃从模具中取出时，所制备的热熔玻璃花纹纹理清晰，表面清洁，无脱落涂层造成的污染。模具表面涂层结构完整，无脱落，无玻璃粘结，无需清理，可直接用于下一循环过程使用。由于涂层与基体结合能力强，且涂层性能稳定，喷涂一层可循环使用5~20次。
表1 实施方式1至3中的涂层及模具性能测试结果
| 循环使用次数 | 与基底结合强度（MPa） | 耐磨系数 | |
| 无过渡层 | 1 | 无（0） | 0.3-0.35 |
| 别人的涂层 | 2~5 | 差(20~80) | 0.4-0.55 |
| 实施方式1 | 5~20 | 好（70~150） | 0.5-0.65 |
| 实施方式2 | 5~20 | 好（70~150） | 0.5-0.65 |
| 实施方式3 | 5~20 | 好（70~150） | 0.5-0.65 |
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：预热模具：将模具在氮气环境下预热至200-300℃；
S2：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，向模具表面喷涂厚度为50~150μm的水基氮化硼过渡层；
所述水基氮化硼过渡层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼5~7%，水91~93.2%，铁粉0.5~1%，导电液0.2~1.5%；
S3：旋杯式静电喷涂法：喷杯接负电压，模具接正电压，向所述过渡层表面喷涂厚度为150~300μm的水基氮化硼表面层；
所述水基氮化硼表面层由以下质量百分比的组分组成：氮化硼8~15%，水84~91%，导电液0.2~1.5%；
S4：模具冷却：将模具冷却至40-80℃；
S5：玻璃入位：将不带花纹的热熔玻璃预热至35~60℃后，置于模具内；
S6：玻璃升温：先将热熔玻璃缓慢升温至380-450℃，保温30-50min，然后再缓慢升温至700-780℃，保温30-100min；
S7：玻璃降温：先将热熔玻璃缓慢降温至400-480℃，保温30-60min，然后再缓慢降温至100-150℃，保温30-60min，最后缓冷至40-60℃，出炉空冷得表面带花纹的热熔玻璃。
2.根据权利要求1所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，其特征在于，在S1之前，先将模具在pH为8-10、温度为60~95℃的弱碱性溶液中清洗，然后在pH为7-7.5的清水中超声清洗，最后吹干模具表面水分。
3.根据权利要求1所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，其特征在于，在S2中，在喷涂所述水基氮化硼过渡层时，保持模具温度为250~300℃、电压为150~200KV、雾化压力为0.12~0.3MPa、喷涂速率为50~300g/min、环境湿度为65~85%。
4.根据权利要求1所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，其特征在于，在S3中，在喷涂所述水基氮化硼表面层时，保持模具温度为200~250℃、电压120~150KV、雾化压力为0.12~0.3MPa、喷涂速率为50~300g/min、环境湿度为65~85%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，在S4之后、S5之前，先将热熔玻璃在pH为8-10的弱碱性溶液中清洗后吹干。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，在S6中，缓慢升温的升温速率为3-10℃/min。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，在S7中，缓慢降温的降温速率为3-10℃/min。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的表面带花纹的热熔玻璃的制备方法，其特征在于，
所述过渡层与所述模具表面之间的润湿性大于所述表面层与所述模具表面之间的润湿性。
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