CN108893002A - 一种水性环保蜡笔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水性环保蜡笔，包括下述重量份数的组分：氧化蜡50‑100份、石蜡10‑20份、钛白粉100‑150份、硬脂酸50‑70份、改性酚醛树脂20‑30份、聚乙二醇10‑20份、甘油5‑10份、天然色素20‑30份、环糊精5‑10份，本发明提供的水性环保蜡笔具有水可擦洗的基本功能，为增强基料的可塑性与强度，通过聚乙二醇、甘油的羟基与改性酚醛树脂反应，并与硬脂酸产生互渗，从而提高了硬脂酸的软化点，本发明蜡笔涂写在橡胶材质上光滑流畅，色泽艳丽，凝固后则稳定，硬度好。

Description

一种水性环保蜡笔

技术领域

本发明涉及文具产品技术领域，具体涉及一种水性环保蜡笔。

背景技术

蜡笔是有蜡状基材与颜料通过均匀混合、浇铸成型得到的可以用于绘画、书写、标记等用途的笔状材料。目前市场的蜡笔，就其原料来说一般为石蜡，颜料，碳酸钙，凡士林等，其中石蜡成分约占70％，颜料占5～10％，碳酸钙10％，凡士林10％。混合后加热搅拌，倒入模具成型即可。这种蜡笔虽然制备容易，但在橡胶、轮胎上书写时不易附着，而且因轮胎大多为深黑色，显色效果不明显，同时这种蜡笔容易出现松软、掉渣的现象，特别是产品放置几天后出现不稳定而***、变松散，清理比较麻烦，环境造成污染的同时也无法满足使用要求。

发明内容

为了克服现有蜡笔显色效果不佳、不易清理和容易掉渣的缺点，本发明提供了一种水性环保蜡笔，该发明具有水可擦洗的基本功能，又使得蜡笔具有良好的流畅性、硬度、着色度和光滑度等性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水性环保蜡笔，包括下述重量份数的组分：

优选的，所述天然色素为红曲红、姜黄、栀子蓝、叶绿素铜钠盐、胡萝卜素、植物炭黑、高粱红。

优选的，所述氧化蜡和石蜡的重量份数比为5：1。

优选的，包括下述重量份数的组分：

与普通的石蜡相比，氧化蜡中引入了醇羟基、羰基等极性官能团，更加有利于氧化蜡在橡胶材料上的附着。因此，选用氧化蜡来代替石蜡，可改善蜡笔的性能。

硬脂酸为主要水性基料，为蜡笔的可擦拭性提供保障，当这种水溶性的基料占主导组分后，为增强基料的可塑性与强度，需要加入成型性能好的第二基料。第二基料可以是水溶性的也可以是非水溶性的，二者的含量与配比对画笔的流畅性、可擦洗性、色泽度、掉渣情况具有重要的影响。我们选择氧化蜡、石蜡和聚乙二醇、甘油分别作为疏水性和亲水性的第二基料，两者分散于硬脂肪酸体系中会对蜡笔痕迹的可擦拭性产生不同的影响。一般的理解会认为两种水溶性的基料结合到一起，其整体的水溶性会好，可擦洗性能好，而非水溶性的蜡作为分散相分散于硬脂肪酸的基体中，形成一种“海岛”结构，并不一定会破坏基体的可擦拭性，同时会对蜡笔的色泽度、掉渣情况产生不同的影响。

本发明以天然色素代替矿物颜料和有机合成颜料做颜色来源，辅加各种环保填料制备出环保型蜡笔。环糊精是一种具有空腔结构的分子，对色素起到增色作用，使色彩更加艳丽，在橡胶类深色材料上的显色效果更加。

本发明为增强基料的可塑性与强度，通过聚乙二醇、甘油的羟基与改性酚醛树脂反应，并与硬脂酸产生互渗，从而提高了硬脂酸的软化点。

按照上述组分，所述水性环保蜡笔的制备过程包括如下步骤：

S1、按照成分配方将氧化蜡、石蜡、钛白粉加入反应釜中加热搅拌，升温到100-130℃,搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合1-1.5h，降温至90℃；

S2、按照成分配方将改性酚醛树脂、聚乙二醇、甘油加入反应釜中加热搅拌，保持温度为90℃，搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合0.5-1.0h；

S3、按照成分配方将钛白粉、天然色素、环糊精加入反应釜中，保持温度为90℃，搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合0.5-1.0h，冷却；

S4、将反应釜中的混合物料在三辊机上扎料两遍，加热熔融搅拌均匀，于成型浇铸机中成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的水性环保蜡笔具有水可擦洗的基本功能，在其配方中硬脂酸为主要水性基料，为蜡笔的可擦拭性提供保障，当这种水溶性的基料占主导组分后，为增强基料的可塑性与强度，通过聚乙二醇、甘油的羟基与改性酚醛树脂反应，并与硬脂酸产生互渗，从而提高了硬脂酸的软化点，本发明蜡笔涂写在轮胎等深色橡胶材质上光滑流畅，色泽艳丽，凝固后则稳定，硬度好。本发明以天然色素代替矿物颜料和有机合成颜料做颜色来源，辅加各种环保填料制备出环保型蜡笔。其硬度适中、书写色彩艳丽、对环境友好，具有较大的推广价值。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1-实施例9的水性环保蜡笔的组分以及各组分的质量如下表：

本发明提供的实施例1-9，按照上述组分，通过以下制备方法生产，具体包括如下步骤：

S1、按照成分配方将氧化蜡、石蜡、钛白粉加入反应釜中加热搅拌，升温到100-130℃,搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合1-1.5h，降温至90℃；

S2、按照成分配方将改性酚醛树脂、聚乙二醇、甘油加入反应釜中加热搅拌，保持温度为90℃，搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合0.5-1.0h；

S3、按照成分配方将钛白粉、天然色素、环糊精加入反应釜中，保持温度为90℃，搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合0.5-1.0h，冷却；

S4、将反应釜中的混合物料在三辊机上扎料两遍，加热熔融搅拌均匀，于成型浇铸机中成型。

本发明水性环保蜡笔的各项性能指标按照QB1336-2000的质量要求进行检査。

本发明水性环保蜡笔抗折力的测定是将直径为10mm的蜡笔在巧37±2℃的恒温箱内放置一小时后，立即放在两个支点上，然后将测力计放在蜡笔的中间部位，在距离蜡笔两端的中间位置施加载荷，观察测力计示数。测试时，要保持两个支点的距离为40mm。每组检测需要重复2-3组，以减小误差。

本发明水性环保蜡笔软化点的测定选用SYD-2806E沥青软化点测定仪测定蜡笔的软化点。选蒸馏水加热软化点在30-80℃范围内的试样。本发明中蜡笔的软化点为30-80℃，因此选用蒸馏水作为蜡笔的加热媒介。将熔化的蜡笔试样浇在两个铁圈中，当试样冷却后，把铁圈上的试样削平。将钢珠放于试样圆块上，放在玻璃容器的内部后，开始加热介质水。铁圈内的蜡笔试样受热软化，记录试祥软化到使放在试样上的钢珠下落25mm时所对应的温度，此时的温度即为蜡笔的软化点。由于检测过程中存在一定的误差，因此需要重复2-3组，以减小误差。软化点在一定程度上，体现了蜡笔对温度的稳定性。

本发明用石油沥青针入度测定仪，测定25℃下蜡的针入度，用100克/5秒下的针入度(1/10mm)来表示其硬度。针入度的测定方法：将蜡加热熔融，倒入针入度测定装置中，自然冷却一小时后，将试样放在25℃的水浴中恒温一小时。使用100g的标准针***到蜡笔中，***时间为5秒。标准针在蜡中***的深度即为蜡的针入度。

本发明中水性环保蜡笔的绘画效果主要是通过感官来判定的。根据蜡笔在橡胶材质上描绘的效果，分为不同的等级。蜡笔在橡胶材质上涂写时，要求感觉要轻松，不需要很费劲，并且要有爽滑的感觉；涂写后，要求色泽鲜艳、线条清晰、着色均匀、不能有较大颗粒残屑残存在线条上。一般来说，达到这种要求的蜡笔的实用效果是最好的。在蜡笔的描绘性能上，主要从流畅性、光滑度、着色度、掉渣度四个方面考虑的。光滑度好，为5级，光滑度较好，为4级，光滑度中等为3级，光滑度较差为2级，光滑度差为1级。流畅性的1、2、3、4、5个等级分别表示流畅性差、较差、中等、较好、好。蜡笔在橡胶材质上轻轻的划化即可附着在橡胶材质上，此时表示着色度好，为5级；蜡笔在橡胶材质上稍微用力，即可附着在橡胶材质上，表示蜡笔的着色度较好，为4级；蜡笔在纸上稍微用为，但是着色度一般，此时代表着色度为中等，为3级；蜡笔在橡胶材质上划过时，需用力才能附着在橡胶材质上，表示蜡笔的着色度较差，为2级；蜡笔在橡胶材质上划过时，需用较大的力，但是着色度差，为1级。蜡笔在橡胶材质上划过，会留下蜡笔的痕迹。划痕中无大颗粒，颜料分布很均匀，没有出现掉渣的情况，此时为5级；划痕中基本上有微量的颗粒，颜料分布均匀，有少量掉渣的情况，此时为4级：划痕中有少量的大颗粒，颜料分布不是很均匀，有少量掉渣的情况，为3级；划痕中有大颗粒，颜料分布不均匀，有掉屑的情况，此时为2级；划痕中有大颗粒，颜料分布不均匀，掉屑的情况比较厉害，此时为1级。

本发明蜡笔的可擦洗性，1、2、3、4、5个等级分别表示1、2、3、4、5个等级分别表示流畅性差、较差、中等、较好、好差、较差、中等、较好、好。

实施例1-实施例9制备的水性环保蜡笔的性能如下表所示：

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种水性环保蜡笔，其特征在于，包括下述重量份数的组分：

。

2.根据权利要求1所述的水性环保蜡笔，其特征在于，所述天然色素为红曲红、姜黄、栀子蓝、叶绿素铜钠盐、胡萝卜素、植物炭黑、高粱红。

3.根据权利要求1所述的水性环保蜡笔，其特征在于，所述氧化蜡和石蜡的重量份数比为5：1。

4.根据权利要求1所述的水性环保蜡笔，其特征在于，包括下述重量份数的组分：

。

5.根据权利要求1所述的水性环保蜡笔的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、按照成分配方将氧化蜡、石蜡、钛白粉加入反应釜中加热搅拌，升温到100-130℃,搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合1-1.5h，降温至90℃；

S2、按照成分配方将改性酚醛树脂、聚乙二醇、甘油加入反应釜中加热搅拌，保持温度为90℃，搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合0.5-1.0h；

S3、按照成分配方将钛白粉、天然色素、环糊精加入反应釜中，保持温度为90℃，搅拌速度为60-70转/分钟，搅拌混合0.5-1.0h，冷却；

S4、将反应釜中的混合物料在三辊机上扎料两遍，加热熔融搅拌均匀，于成型浇铸机中成型。