CN105907182A - 蜡笔及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环保型、易擦除、其流畅性、硬度、光滑度、着色度、掉渣度和可擦洗性性能均能达到优级别的蜡笔及制备方法;蜡笔，按质量份计，它包括：硬脂酸钠70～120份，石蜡9～20份，聚乙二醇9～20份，丙二醇8～15份，甘油8～15份，颜料3～10份，填充料5～10份，水60～90份;本发明在应用中既保证了水性蜡的可擦拭性能，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，能够适应于广泛的市场需求。

Description

蜡笔及制备方法

技术领域

本发明涉及有机材料中的蜡笔及其制备方法，尤其涉及一种蜡笔及制备方法。

背景技术

蜡笔是由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，根据蜡状基材的不同可以分为油性蜡笔和水性蜡笔两类，目前市场上最主要的产品是油性蜡笔，其主要基料包括酮蜡、石蜡、微晶蜡、棕桐蜡、聚乙稀蜡和蜂蜡等，这种蜡笔虽然制备容易，但当儿童涂画到墙上、衣服上、地板上时不易清洗，易给周围的环境造成污染；而近几年出现的环保型水性蜡笔具有书写方便、易擦洗不污染环境的特点，越来越受到市场的欢迎。

根据国内外专利检索，在专利CN201210010619.1中利用乳化蜡作为主要基料制备了可以擦洗的水性蜡，在专利CN95100118.3中是利用了石蜡、脂肪酸和烧碱制备了水性蜡，而在专利CN200610029052.7中利用硬脂酸、聚乙二醇和高岭土等制备了可擦洗的水性蜡；纵观现有技术所制备的水性蜡在使用中都存在各自的缺陷，如其流畅性、硬度、光滑度、着色度、掉渣度和可擦洗性性能不能完全达到优级别，仍需对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种环保型、易擦除、其流畅性、硬度、光滑度、着色度、掉渣度和可擦洗性性能均能达到优级别的蜡笔及制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：

设计一种蜡笔，按质量份计，它包括：硬脂酸钠70～120份，石蜡9～20份，聚乙二醇9～20份，丙二醇8～15份，甘油8～15份，颜料3～10份，填充料5～10份，水60～90份。

优选的，所述聚乙二醇的分子量为2000～4000。

优选的，所述颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种或者几种的组合。

优选的，所述填充料为滑石粉、轻钙、重钙、硅酸铝、氢氧化铝或高岭土。

优选的，所述硬脂酸钠为100份，石蜡为15份，聚乙二醇为15份，丙二醇为12份，甘油为12份，颜料为7份，填充料为7份，水为75份。

优选的，所述硬脂酸钠为70份，石蜡为9份，聚乙二醇为9份，丙二醇为8份，甘油为8份，颜料为3份，填充料为5份，水为60份。

优选的，所述硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10份，填充料为10份，水为90份。

本设计还提供了一种制备如上所述蜡笔的方法，它包括如下步骤予以实现：

a.将水加热；

b.将硬脂酸钠、聚乙二醇、甘油及丙二醇加入步骤a中的热水中搅拌溶解；

c.将颜料、填充料加入到步骤b溶解后的混合物中；

d.对步骤c中的混合物进行扎料处理；

e.将石蜡加入至经步骤d处理后的混合物中，而后进行加热熔融搅拌处理；

f.成型。

优选的，所述步骤a中将水加热至70～90℃；所述步骤b中搅拌的时间为30min；所述步骤e中将步骤d处理后的混合物加热至70-90℃后搅拌45min。

优选的，所述步骤d是在三辊机上进行扎料处理，且在该三辊机上进行至少两次扎料处理；所述步骤f在成型浇铸机中成型。

本发明的有益效果在于：

本发明通过以硬脂酸钠作为水性蜡的主体，结合疏水性石蜡和亲水性聚乙二醇的优点，利用疏水性石蜡和亲水性聚乙二醇对硬脂酸钠进行改性，而两者的结合应用使得本蜡笔具有良好的综合性能，在应用中既保证了水性蜡的可擦拭性能，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，能够适应于广泛的市场需求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1：一种蜡笔，按质量份计，它包括：硬脂酸钠70～120份，石蜡9～20份，聚乙二醇9～20份，丙二醇8～15份，甘油8～15份，颜料3～10份，填充料5～10份，水60～90份；优选的，以上所述的聚乙二醇的分子量为2000～4000；所述石蜡为疏水性石蜡；所述聚乙二醇亲水性聚乙二醇；而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种或者几种的组合；所述的填充料为滑石粉、轻钙、重钙、硅酸铝、氢氧化铝或高岭土。

实施例2：与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例中，所述的硬脂酸钠为100份，石蜡为15份，聚乙二醇为15份，丙二醇为12份，甘油为12份，颜料为7份，填充料为7份，水为75份；所述的聚乙二醇的分子量为3000；而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种。

实施例2：与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例中，所述的硬脂酸钠为70份，石蜡为9份，聚乙二醇为9份，丙二醇为8份，甘油为8份，颜料为3份，填充料为5份，水为60份；所述的聚乙二醇的分子量为2000；而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种。

实施例3：与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例中，所述的硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10份，填充料为10份，水为90份；所述的聚乙二醇的分子量为4000；而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种。

实施例4：与实施例1-3任一相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例中，所述的硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10份，填充料为10份，水为90份；所述的聚乙二醇的分子量为4000。

实施例5：与实施例1-3任一相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例中，所述的硬脂酸钠为95份，石蜡为12份，聚乙二醇为12份，丙二醇为13份，甘油为14份，颜料为5份，填充料为7份，水为82份；所述的聚乙二醇的分子量为3500。

实施例6：与实施例1-3任一相同之处不再赘述，不同之处在于：本实施例中，所述的硬脂酸钠为100份，石蜡为12份，聚乙二醇为13份，丙二醇为13份，甘油为15份，湖蓝为5份，滑石粉为8份，水为82份；所述的聚乙二醇的分子量为3500。

实施例7：本实施例还提供了一种制备如实施例1-3任一所述蜡笔的方法，它包括如下步骤予以实现：

a.将水加热至70℃、80℃或90℃；

b.将硬脂酸钠、聚乙二醇、甘油及丙二醇加入步骤a中的热水中搅拌溶解30min；

c.将颜料、填充料加入到步骤b溶解后的混合物中；

d.对步骤c中的混合物在三辊机上进行扎料两次处理；

e.将石蜡加入至经步骤d处理后的混合物中，而后进行加热至70℃、75℃、80℃、

85℃或90℃后搅拌45min；

f.在成型浇铸机中成型。

通过实施例7的制备方法制备上述实施例2-至实施例6的石蜡，其对比性能测试结果如下：

表1.性能测试结果对比表

注：表1中衡量数字1、2、3、4、5分别代表差、较差、中等、较好、好(优)。

本发明的蜡笔具有水可擦洗的基本功能，同时，本将其配方中的硬脂酸钠为主要的水性基料，可为画笔的可擦拭性提供可靠保障，而当这种水溶性的基料占主导组分后，为了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，而该第二基料可以是水溶性 的也可以是非水溶性的，二者(硬脂酸钠、第二基料)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；本发明人选择石蜡和聚乙二醇分别作为疏水性和亲水性的第二基料，在应用中，两者分散于硬脂肪酸钠体系中会对画笔痕迹的可擦拭性产生不同的影响；本领域技术人员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，而一种非水溶性的蜡作为分散相分散于硬脂肪酸钠的基体中，形成一种“海岛”结构，并不一定会破坏基体的可擦拭性，同时会对画笔的色泽度、掉渣情况产生不同的影响；为此发明人做了添加不同比例的石蜡与聚乙二醇的黄色蜡笔样品，其具体的配方如表2所示。

表2蜡笔样品中各组分配比

根据表2所示，样品1-9为考察石蜡用量对水性蜡笔的影响；样品10-18考察的是水溶性的聚乙二醇对水性蜡笔性能的影响；样品19-26考察的是石蜡和聚乙二醇两种提供强度的基料对水性蜡笔性能的影响。

加入不同非水溶性石蜡对画笔性能的影响性能测试结果如下：

表3石蜡对蜡笔性能影响

综上可知，水性蜡笔的基料为水分散性的硬脂酸钠，质地较软，单独使用硬度不够并且掉渣严重，为了提高蜡笔的可塑性、硬度和强度，加入有一定强度的第二基料是必须的；从实验结果可以看出，随着石蜡含量的增加，蜡笔的流畅性、硬度、光滑度、着色度和掉渣性能都得到明显的改善，但当石蜡用量增加到18g时，其可擦洗性能下降，失去了水性蜡笔的意义，综合衡量蜡笔的性能，发现样品6号保持了蜡笔最优良的性能。

发明人为了克服油性石蜡带来的蜡笔可擦洗性能下降的影响，选用有一定强度的、可塑性能强的水性聚乙二醇作用第二基料，测试其对蜡笔性能的影响；其测试结果如表4所示。

表4聚乙二醇对蜡笔性能影响

从实验结果可以看出，当第二基料由石蜡更换为聚乙二醇后，其流畅性和光滑度出现了最佳值，即15和16号样品，而当含有很少量聚乙二醇时，10-13号样品，硬 脂肪酸钠占主体，质地软，制备的蜡笔的流畅性、硬度差，书写时容易掉渣，当加入适量聚乙二醇时上述性能可以得到改善，但当加入的聚乙二醇含量过高时，分子量为3000的聚乙二醇本身的流畅性较差，着色度差的性质表现出来，使得蜡笔的应用性能下降，同时，测试结果也显示，无论聚乙二醇含量如何，蜡笔都保持很好的可擦洗性能，但着色度没有石蜡基的好，综合衡量蜡笔的性能，发现样品16号保持了蜡笔最优良的性能。

综上两者对比可知，聚乙二醇的加入可以保证蜡笔的可擦洗性能，但影响了蜡笔的流畅性、光滑度和着色度，而石蜡的加入可以弥补这些缺陷，两者作为第二基料的性能测试结果如表5所示；

表5石蜡和聚乙二醇的混合物对蜡笔性能影响

从实验结果可以看出，样品23到26号都保持了良好的综合性能，即聚乙二醇与石蜡性能互补，有效的改善了水性蜡笔的各项性能，并且两者的适用比例宽泛，对配方的要求不是非常严格，便于生产。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蜡笔，其特征在于：按质量份计，它包括：硬脂酸钠70～120份，石蜡9～20份，聚乙二醇9～20份，丙二醇8～15份，甘油8～15份，颜料3～10份，填充料5～10份，水60～90份。

2.如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于：所述聚乙二醇的分子量为2000～4000；所述石蜡为疏水性石蜡；所述聚乙二醇亲水性聚乙二醇。

3.如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于：所述硬脂酸钠为100份，石蜡为15份，聚乙二醇为15份，丙二醇为12份，甘油为12份，颜料为7份，填充料为7份，水为75份。

4.如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于：所述硬脂酸钠为70份，石蜡为9份，聚乙二醇为9份，丙二醇为8份，甘油为8份，颜料为3份，填充料为5份，水为60份。

5.如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于：所述硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10份，填充料为10份，水为90份。

6.如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于：所述颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种或者几种的组合。

7.如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于：所述填充料为滑石粉、轻钙、重钙、硅酸铝、氢氧化铝或高岭土。

8.一种制备如权利要求1-7任一所述蜡笔的方法，其特征在于：它包括如下步骤予以实现：

a.将水加热；

b.将硬脂酸钠、聚乙二醇、甘油及丙二醇加入步骤a中的热水中搅拌溶解；

c.将颜料、填充料加入到步骤b溶解后的混合物中；

d.对步骤c中的混合物进行扎料处理；

e.将石蜡加入至经步骤d处理后的混合物中，而后进行加热熔融搅拌处理；

f.成型。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤a中将水加热至70～90 ℃；所述步骤b中搅拌的时间为30min; 所述步骤e中将步骤d处理后的混合物加热至70-90 ℃后搅拌45min。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤d是在三辊机上进行扎料处理，且在该三辊机上进行至少两次扎料处理；所述步骤f在成型浇铸机中成型。