CN102816443B - 一种彩色画材专用蜡 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色画材专用蜡，该蜡包含以下按重量百分数计的原料：全精炼石蜡60-66%；微晶蜡8-18%；白油2-4%；聚乙烯蜡1-2%；非离子型乳化剂18-22%。其中，该全精炼石蜡选择熔点为64-70℃的石蜡，该微晶蜡选择熔点为80-90℃的微晶蜡。本发明提供的彩色画材专用蜡，水溶性好，配伍性佳，能与有机、无机颜料和填充料充分溶和，且含油量低，不会渗油污染蜡笔、画材的外包装，不影响产品表面光亮度，并有利于产品生产时的脱模。

Description

一种彩色画材专用蜡

技术领域

本发明涉及一种工业用蜡，具体地说，涉及一种彩色画材专用蜡。 

背景技术

彩色画材专用特种蜡，专用于水彩性彩色蜡笔、水彩画材等。目前主要用于蜡笔、水彩颜料。上海市教委制定的教育大纲中规定：采用水溶性彩色蜡笔替代原先所用的非水溶性蜡笔用于学生的启蒙教育。由于现有的水溶性蜡，产品质量不符合标准，主要是不符合彩色画材产品对该蜡的综合性能指标要求。因此要求试制出符合其综合性能指标的用于彩色画材的特种蜡。

彩色画材专用水溶性蜡，其综合性能指标要求：

（1） 水溶性（乳化性）：在≥4℃的普通水作用下充分自动乳化；

（2） 配伍性：非离子型，能与有机、无机颜料和填充料充分溶和；

（3） 含油量低：防止在高温时（40℃）渗油影响包装和产品（蜡笔）表 面光亮度以及脱模等。

配制符合要求的彩色画材专用蜡，必须解决的关键问题是：适合的油剂含量的选择。因为油剂含量高，配伍性优，但水溶性差而不能充分乳化，在>40℃环境下（如出口非洲）时渗油污染蜡笔、画材的外包装，从而影响产品表面光亮度以及产品的生产时可能造成的脱模等问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种彩色画材专用水溶性蜡，其水溶性好，配伍性佳，能与有机、无机颜料和填充料充分溶和，且含油量低，不会渗油污染蜡笔、画材的外包装，影响产品表面光亮度以及产品的生产时的脱模等。

为了达到上述目的，本发明提供了一种彩色画材专用蜡，该蜡包含以下按重量百分数计的原料： 

      全精炼石蜡              60-66%；

      微晶蜡                   8-108%；

      白油                      2-4%；

      聚乙烯蜡                  1-2%；

      非离子型乳化剂            18-22%；

石蜡能确保蜡笔、画材的硬度，如果石蜡的熔点低于64℃，则制得的蜡制品硬度不够，不能满足用户的要求；如熔点太高，则成本会大幅增加，故综合考虑，本发明的全精炼石蜡选择熔点为64-70℃的石蜡，进一步地，优选64号全精炼石蜡。

微晶蜡中碳的异构含量高（≥75%），有利于贮存油量，确保在高温不渗油，避免影响包装外观。较低熔点（低于80℃）的微晶蜡贮油能力不够，易渗透，并且不利于获得本发明较高熔点的蜡制品；然而，微晶蜡的熔点增高，则成本增加，故而，本发明所述的微晶蜡选择熔点为80-90℃的微晶蜡，进一步地，优选80号微晶蜡。

白油作为油剂，其由石蜡烃、环烷烃和少量的芳香烃成分组成，芳香烃的存在有利于无机颜料和少量填充料与蜡基体的互溶，以利于提高画面效果（色泽均和）。本发明所述的白油（即液体石蜡）优选11号白油。

上述的彩色画材专用蜡，其中，所述的聚乙烯蜡为分子量在2000左右（具体地，分子量范围为1800-2200）的聚乙烯蜡，熔点为100-105℃，作为熔点提高添加剂；由于配方中加入油剂，导致蜡的熔点降低，在添加熔点提高添加剂后，既可提高蜡的熔点，又可提高蜡笔、画材等的表面光亮度，并有利生产时产品脱模。

上述的彩色画材专用蜡，其中，所述的非离子型乳化剂选用蓖麻油聚氧乙烯（即，乳化剂By），其可溶于水，耐硬水（普通水），溶于油脂、矿物油、石蜡，但其会使得蜡制品熔点降低。因此，进一步地，本发明还选用脂肪醇聚氧乙烯（15），即平平加-15，作为乳化剂，其有很好的乳化，分散，抗硬水作用，并且，其能提高蜡制品的熔点。

上述的彩色画材专用蜡，其中，所述的彩色画材专用蜡通过三段式工艺，将原料分批混合制备得到；该三段式工艺是指：先将全精炼石蜡、微晶蜡及聚乙烯蜡混合（第一段工艺），再加入白油调和（第二段工艺），最后，加入非离子型乳化剂调和（第三段工艺）。

本发明所述的彩色画材专用蜡的性能参数表1所示：外观色泽尽可能淡，有利制造淡色蜡笔和画材；熔点高有利蜡笔和画材在高温下贮存，非离子表面活性剂有利于颜料溶于水时不发生离解；在≥4℃的普通水作用下充分乳化要求，使得蜡笔和画材使用条件要求不苛刻，且有利画面的优良效果；配伍性要求是确保有机、无机颜料等充分溶和于基料中，保证画面的效果。

表1：本发明的彩色画材专用蜡的主要性能参数

项目	外观	熔点℃	离子型	水溶性（≥4℃普通水）	配伍性（有机、无机颜料等）
						质量指标	固体微黄	50±2	非离子型	充分乳化	充分溶和

本发明选用能与有机、无机填充料充分乳化的乳化剂，以解决自动乳化性（在水的作用下）；选用合理的油剂及必需量的油料，以提高配伍性能；选用贮油能力优良的蜡基料（即微晶蜡），解决在高温时渗油可能造成的缺陷。本发明提供的彩色画材专用蜡，水溶性好，配伍性佳，能与有机、无机颜料和填充料充分溶和，且本发明的蜡制品含油量低，不会渗油从而污染蜡笔、画材的外包装，也不会影响产品表面光亮度，且有利于产品生产时的脱模。

附图说明

图1为本发明的彩色画材专用蜡的制备方法流程图。

图2为本发明的彩色画材专用蜡中，微晶蜡添加量与蜡制品熔点、渗油性之间关系的曲线图。

图3为本发明的彩色画材专用蜡中，在物料配比相同情况下，反应温度、加温时间、搅拌速度对蜡制品水溶性、配伍性两个主要指标的影响的曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步地说明。

本发明的实施例中，全精炼石蜡选择64号全精炼石蜡，微晶蜡选择80号精制微晶蜡，白油选择11号白油，聚乙烯蜡选择WE-3聚乙烯蜡，非离子型乳化剂选择蓖麻油聚氧乙烯和平平加的混合物，该平平加选择平平加-15，即脂肪醇聚氧乙烯（15）。

本发明提供一种彩色画材专用蜡，该蜡包含以下按重量百分数计的原料： 

    全精炼石蜡          60-66%；

    微晶蜡              8-18%；

    白油                 2-4%；

    聚乙烯蜡             1-2%；

    非离子型乳化剂      18-22%。

上述原料采用以下方法（如图1所示）制备彩色画材专用蜡：

步骤1，第一段工艺：先将石蜡与微晶蜡在第一调和釜中混合，加热搅拌，升温到100-130℃；当温度达到130℃时，向第一调和釜中加入聚乙烯蜡，混合1-1.5h，搅拌速度为60-70转/分钟，得到第一段混合料；

步骤2，第二段工艺：将步骤1所得的第一段混合料转入到第二调和釜中，搅拌下自然降温，当温度降到100℃时，向第二调和釜中加入油剂（即，白油），温度恒定在90-100℃混合0.5h，搅拌速度为60-70转/分钟，得到第二段混合料；

步骤3，第三段工艺：将步骤2所得的第二段混合料加入到第三调和釜，加热搅拌，搅拌速度为60-70转/分钟，保持90-100℃恒温，再加入预先混合好的乳化剂by和平平加-15，继续搅拌混合0.5h，得到第三段的混合料；

步骤4，将第三段的混合料降温，自然冷却成型，包装。

实施例1-4

如表2所示，为本发明的实施例1-4按上述方法制备的蜡制品及其性能数据。

表2：实施例1-4的配方及性能参数（原料的添加量为重量份数）

经试验证明，微晶蜡的添加量与渗油性具有直接关系，图2反映了微晶蜡添加量与蜡制品熔点、渗油性之间的关系，该曲线图表明：当微晶蜡添加量＜8%时，熔点低于标准50%且易渗油；当添加量＞8%时，熔点达到标准且不渗油，但随着微晶蜡的添加量的增多，成本会增高。试验表明，当微晶蜡添加量在8%~10%时最理想，且成本能有效控制。

本发明的蜡制品中，油剂添加量与蜡制品的熔点成反比关系，即，随着油剂量增加，蜡制品熔点降低；而油剂添加量与蜡制品的互溶性成正比，即，随着油剂量增加，蜡制品的互溶性越来越好。经试验证明，在合格蜡制品（熔点50℃）中，油剂量的添加以2-4%为宜。

对比例1-7

对比例1-7采用与实施例4完全相同的配方，第二段及第三段也采用相同的反应条件，而第一段工艺的具体反应条件如表3所示： 

    表3  加温时间、搅拌速度、反应温度对质量指标影响（第一段工艺） 

可见，反应温度、加温时间、搅拌速度在物料配比相同情况下，对水溶性、配伍性两个主要指标也会发生变化，从而导致影响产品质量。实验表明：在相同加温时间，相同的搅拌速度下，加温低，会影响配伍性（对比例3及实施例4）；在相同加温时间，相同加温温度下，搅拌速度过高（如80-90 r/min），溶液容易分层，不利于乳化（对比例4、5及实施例4）；而搅拌速度低（低于60-70 r/min），又会产生混合液不清晰，也会影响乳化性；而且，在相同搅拌速度，相同加温温度下，加温时间短会影响乳化性（对比例6及实施例4）。实验表明：图中ABCD四个点所围成的区域比较理想，如图3所示，第一段的理想反应条件为：反应温度100-130℃，搅拌速度在60-70r/min（转/分钟），混合时间为1-1.5h。

采用上述同样的方法，经试验验证：第二段理想混合时间为0.5h，搅拌速度为60-70r/min，反应温度为90-100℃；第三段理想混合时间为0.5h，搅拌速度为60-70 r/min，反应温度为90-100℃。

本发明采用三段加工工艺，有利于保证产品的质量，方便操作，安全环保，其中，第一段工艺，均匀混合高熔点物料，而第二段工艺把第一段的混合料与油剂在较低温度下混合，可减少挥发，控制收率；第三段工艺把第二段的混合料在较低温度条件下与非离子乳化剂混合，防止化学反应，能控制有害物质的产生和挥发，使其反应过程处于安全、环保状态下进行调和，而且，该多段反应也降低了能耗。

本发明提供的彩色画材专用蜡，水溶性好，配伍性佳，能与有机、无机颜料和填充料充分溶和，且含油量低，不会渗油污染蜡笔、画材的外包装，不影响产品表面光亮度以及有利于产品的生产时的脱模。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (4)

1.一种彩色画材专用蜡，其特征在于，所述的彩色画材专用蜡包含以下按重量百分数计的原料： 

      全精炼石蜡               60-66%；

      微晶蜡                   8-18%；

      白油                      2-4%；

      聚乙烯蜡                  1-2%；

      非离子型乳化剂            18-22%；

      其中，所述的全精炼石蜡选择熔点为64-70℃的石蜡，所述的微晶蜡选择熔点为80-90℃的微晶蜡；所述的白油选择11号白油；所述的聚乙烯蜡分子量范围为1800-2200，熔点范围为100-105℃；所述的非离子型乳化剂选用蓖麻油聚氧乙烯、脂肪醇聚氧乙烯或者二者的混合物。

2.如权利要求1所述的彩色画材专用蜡，其特征在于，所述的全精炼石蜡选择64号全精炼石蜡。

3.如权利要求1所述的彩色画材专用蜡，其特征在于，所述的微晶蜡选择80号微晶蜡。

4.如权利要求1所述的彩色画材专用蜡，其特征在于，所述的彩色画材专用蜡通过三段式工艺，将原料分批混合制备得到，所述的三段式工艺是指： 

步骤1，第一段工艺：先将石蜡与微晶蜡在第一调和釜中混合，加热搅拌，升温到100-130℃；当温度达到130℃时，向第一调和釜中加入聚乙烯蜡，混合1-1.5h，搅拌速度为60-70转/分钟，得到第一段混合料；

步骤2，第二段工艺：将步骤1所得的第一段混合料转入到第二调和釜中，搅拌下自然降温，当温度降到100℃时，向第二调和釜中加入白油，温度恒定在90-100℃混合0.5h，搅拌速度为60-70转/分钟，得到第二段混合料；

步骤3，第三段工艺：将步骤2所得的第二段混合料加入到第三调和釜，加热搅拌，搅拌速度为60-70转/分钟，保持90-100℃恒温，再加入预先混合好的乳化剂by和平平加-15，继续搅拌混合0.5h，得到第三段的混合料。