CN107776265A

CN107776265A - 一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法

Info

Publication number: CN107776265A
Application number: CN201710938040.4A
Authority: CN
Inventors: 郭迎庆; 杨立军; 陈莉莉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2018-03-09

Abstract

本发明公开了一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，属于铅笔制备技术领域。首先将自制玻璃纤维和松香混合而成自制改性玻璃纤维，其中松香具有粘性，加入到发酵松木粉碎料中，受到弯曲、拉伸、压缩等载荷作用时，松木粉碎料在玻璃纤维之间传递应力，使玻璃纤维与松木粉碎料共同承载，将其作为填料对铅笔外壳材料进行改性，接着加入改性硅藻土，使用铝酸酯偶联剂对硅藻土粉末改性，将其和植物油以及酸奶微生物共混发酵，继续添加聚氨酯橡胶、铝粉、明胶以及河沙等，促进对松木粉碎料有效的填充补强，将其促进聚氨酯橡胶、铝粉和河沙与松木粉碎料有很好的粘结性能，以及聚氨酯橡胶具有耐摔断性能、铝粉和河沙有一定的硬度，具有很好的未来使用前景。

Description

一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法

技术领域

本发明公开了一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，属于铅笔制备技术领域。

背景技术

铅笔，是一种用来书写以及绘画素描专用的笔类，距今已有四百多年的历史，其中，绘画素描的铅笔分为诸多类型，它分成三个发展阶段，分别是石墨、木制笔杆、带帽铅笔；另外，它的颜色有红白、黑白、黄黑等条纹。

分为铅笔帽和铅笔杆两部分：铅笔帽外观装饰用料主要为聚酯材料，制作工艺可分为制模、胶印、组装等工序将其完成。铅笔杆外观装饰用料主要有硝基纤维铅笔漆、印花油墨、电化铝箔、橡皮头和铝箍等。制作工艺可分为铅笔板、铅芯、铅笔杆、成品装饰等工艺过程。

铅笔板加工将原木开解、截断，开方锯解成木块，经水热处理后通过切板机切成铅笔板。板长184mm，宽73mm，厚 4.8～5.2mm。再经加热干燥和高温变性处理，使铅笔板达到软化易卷削的程度。

铅笔类型包括有：原木笔杆、磨尖笔杆、带帽铅笔、普通笔杆，就是铅笔生产厂家将铅笔芯用木杆压住，这种铅笔需要消费者将笔尖削出后才能使用；另外在普通铅笔杆的末端有一小块橡皮，在书写错误时，可以把笔反过来擦除错误，较方便，由美国画家阿曼发明。磨尖笔杆，就是一种将铅笔杆加工出一定长度笔尖进行销售的铅笔半产品。带帽铅笔，就是由铅笔杆和铅笔帽组合而成。铅笔铅芯的硬度标志，一般用H表示硬质铅笔，B表示软质铅笔，HB表示软硬适中的铅笔，F表示硬度在HB和H之间的铅笔。排列方式（由软至硬）9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H等硬度等级。H前面的数字越大，表示它的铅芯越硬，颜色越淡。B前面的数字越大，表示铅芯越软，颜色越黑。铅笔杆的分类正是按照笔芯中石墨的份量来划分。其中H类铅笔，笔芯硬度相对较高，适合用于界面相对较硬或明确的物体，比如木工划线，野外绘图等；HB类铅笔笔芯硬度适中，适合一般情况下的书写，或打轮廓用；B类铅笔，笔芯相对较软，适合绘画，也可用于填涂一些机器可识别的卡片。比如，我们常使用2B铅笔来填涂答题卡。另外，常见的还有彩色铅笔杆，也就是人们常说的彩色铅笔，主要用于画画。目前市面上的铅笔大多都容易断裂，使用时间不长，造成浪费。

因此，发明一种抗断型铅笔对铅笔外壳材料制备技术领域具有积极意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前传统铅笔外壳材料存在易断的缺陷，提供了一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）称取1～2kg松木放入粉碎机中粉碎，粉碎后放入到带有30～50g琥珀和20～40g河底淤泥的发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，用去离子水冲洗后，得到发酵松木粉碎料；

（2）称取0.8～1.0kg萤石研磨粉碎，得到萤石粉末，将萤石粉末放入窑炉中熔融，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中拉丝，即为自制玻璃纤维，将自制玻璃纤维和松香混合并研磨，得到自制改性玻璃纤维；

（3）称取10～20g硅藻土研磨粉碎后，即为硅藻土粉末，将硅藻土粉末和铝酸酯ASA混合搅拌，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的花生油和混合物质量0.4%的酸奶，装入发酵罐中，密封发酵，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末；

（4）按重量份数计，分别称取发酵松木粉碎料、自制改性玻璃纤维、改性硅藻土粉末、聚氨酯橡胶、铝粉、明胶和去离子水混合置于搅拌机中搅拌，再添加硅灰、河沙，继续混合搅拌，自然冷却出料，即可制得抗断型铅笔外壳材料。

步骤（1）所述的粉碎时间为1～2h，发酵温度为30～40℃，发酵时间为7～9天，冲洗时间为3～5min。

步骤（2）所述的研磨时间为45～60min，熔融温度为1200～1500℃，熔融时间为45～60min，拉丝转速为2400～3200r/min，自制玻璃纤维和松香的质量比为5：1，研磨时间为10～16min。

步骤（3）所述的粉碎时间为5～8min，硅藻土粉末和铝酸酯ASA的质量比为5：1，搅拌时间为6～10min，发酵温度为30～40℃，发酵时间为6～8天。

步骤（4）所述的按重量份数计，分别称取20～30份发酵松木粉碎料、10～16份自制改性玻璃纤维、6～8份改性硅藻土粉末、4～6份聚氨酯橡胶、3～5份铝粉、4～6份明胶和10～12份去离子水、1～3份硅灰、2～4份河沙，搅拌温度为45～60℃，搅拌时间为35～60min，继续搅拌温度为75～85℃，继续搅拌时间为1～2h。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

本发明首先将自制玻璃纤维和松香混合而成自制改性玻璃纤维，其中松香具有粘性，从而使改性后玻璃纤维的粘度提高，加入到发酵松木粉碎料中，玻璃纤维之间就会有交错的松木颗粒链连接，相当于在松木粉碎料交联作用下，在受到弯曲、拉伸、压缩等载荷作用时，松木粉碎料在玻璃纤维之间传递应力，使玻璃纤维与松木粉碎料共同承载，将其作为填料对铅笔外壳材料进行改性，从而提高铅笔外壳材料的抗断性，接着加入改性硅藻土，其中硅藻土粉末含有丰富的二氧化硅，使用铝酸酯偶联剂对硅藻土粉末改性，将其和植物油以及酸奶微生物共混发酵，利用微生物将植物油分解产生亲油性酯基，并在微生物的自交联作用下使得酯基接枝到部分松木粉碎料表面，增强了硅藻土粉末与松木粉碎料的相容性，以及二氧化硅有一定的硬度，再次提高铅笔外壳材料的抗断性，继续添加聚氨酯橡胶、铝粉、明胶以及河沙等，促进对松木粉碎料有效的填充补强，由于明胶具有一定的粘性，用其促进聚氨酯橡胶、铝粉和河沙与松木粉碎料有很好的粘结性能，以及聚氨酯橡胶具有耐摔断性能、铝粉和河沙有一定的硬度，进一步提高铅笔外壳材料的抗断性，具有极佳的使用前景。

具体实施方式

称取1～2kg松木放入粉碎机中粉碎1～2h，粉碎后放入到带有30～50g琥珀和20～40g河底淤泥的发酵罐中，在30～40℃下密封发酵7～9天，取出发酵产物，用去离子水冲洗3～5min后，得到发酵松木粉碎料，称取0.8～1.0kg萤石研磨粉碎45～60min，得到萤石粉末，将萤石粉末放入1200～1500℃的窑炉中熔融45～60min，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2400～3200r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，按质量比为5：1将自制玻璃纤维和松香混合并研磨10～16min，得到自制改性玻璃纤维，称取10～20g硅藻土研磨粉碎5～8min后，即为硅藻土粉末，按质量比为5：1将硅藻土粉末和铝酸酯ASA混合搅拌6～10min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的花生油和混合物质量0.4%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为30～40℃条件下密封发酵6～8天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，按重量份数计，分别称取20～30份发酵松木粉碎料、10～16份自制改性玻璃纤维、6～8份改性硅藻土粉末、4～6份聚氨酯橡胶、3～5份铝粉、4～6份明胶和10～12份去离子水混合置于搅拌机中，在45～60℃下搅拌35～60min，再添加1～3份硅灰、2～4份河沙，在75～85℃下继续混合搅拌1～2h，自然冷却出料，即可制得抗断型铅笔外壳材料。

实例1

称取1kg松木放入粉碎机中粉碎1h，粉碎后放入到带有30g琥珀和20g河底淤泥的发酵罐中，在30℃下密封发酵7天，取出发酵产物，用去离子水冲洗3min后，得到发酵松木粉碎料，称取0.8kg萤石研磨粉碎45min，得到萤石粉末，将萤石粉末放入1200℃的窑炉中熔融45min，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2400r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，按质量比为5：1将自制玻璃纤维和松香混合并研磨10min，得到自制改性玻璃纤维，称取10g硅藻土研磨粉碎5min后，即为硅藻土粉末，按质量比为5：1将硅藻土粉末和铝酸酯ASA混合搅拌6min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的花生油和混合物质量0.4%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为30℃条件下密封发酵6天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，按重量份数计，分别称取20份发酵松木粉碎料、10份自制改性玻璃纤维、6份改性硅藻土粉末、4份聚氨酯橡胶、3份铝粉、4份明胶和10份去离子水混合置于搅拌机中，在45℃下搅拌35min，再添加1份硅灰、2份河沙，在75℃下继续混合搅拌1h，自然冷却出料，即可制得抗断型铅笔外壳材料。

实例2

称取1kg松木放入粉碎机中粉碎1.5h，粉碎后放入到带有40g琥珀和30g河底淤泥的发酵罐中，在35℃下密封发酵8天，取出发酵产物，用去离子水冲洗4min后，得到发酵松木粉碎料，称取0.9kg萤石研磨粉碎50min，得到萤石粉末，将萤石粉末放入1300℃的窑炉中熔融50min，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为2800r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，按质量比为5：1将自制玻璃纤维和松香混合并研磨14min，得到自制改性玻璃纤维，称取15g硅藻土研磨粉碎6min后，即为硅藻土粉末，按质量比为5：1将硅藻土粉末和铝酸酯ASA混合搅拌8min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的花生油和混合物质量0.4%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为35℃条件下密封发酵7天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，按重量份数计，分别称取25份发酵松木粉碎料、12份自制改性玻璃纤维、7份改性硅藻土粉末、5份聚氨酯橡胶、4份铝粉、5份明胶和11份去离子水混合置于搅拌机中，在50℃下搅拌45min，再添加2份硅灰、3份河沙，在80℃下继续混合搅拌1.5h，自然冷却出料，即可制得抗断型铅笔外壳材料。

实例3

称取2kg松木放入粉碎机中粉碎2h，粉碎后放入到带有50g琥珀和40g河底淤泥的发酵罐中，在40℃下密封发酵9天，取出发酵产物，用去离子水冲洗5min后，得到发酵松木粉碎料，称取1.0kg萤石研磨粉碎60min，得到萤石粉末，将萤石粉末放入1500℃的窑炉中熔融60min，熔制得到熔融液，排除气泡后，运送到多孔漏板中，在转速为3200r/min下拉丝，即为自制玻璃纤维，按质量比为5：1将自制玻璃纤维和松香混合并研磨16min，得到自制改性玻璃纤维，称取20g硅藻土研磨粉碎8min后，即为硅藻土粉末，按质量比为5：1将硅藻土粉末和铝酸酯ASA混合搅拌10min，得到混合物，继续向混合物中加入混合物质量6%的花生油和混合物质量0.4%的酸奶，装入发酵罐中，在温度为40℃条件下密封发酵8天，发酵结束后，取出发酵产物，即为改性硅藻土粉末，按重量份数计，分别称取30份发酵松木粉碎料、16份自制改性玻璃纤维、8份改性硅藻土粉末、6份聚氨酯橡胶、5份铝粉、6份明胶和12份去离子水混合置于搅拌机中，在60℃下搅拌60min，再添加3份硅灰、4份河沙，在85℃下继续混合搅拌2h，自然冷却出料，即可制得抗断型铅笔外壳材料。

对比例

以南京某公司生产的抗断型铅笔外壳材料作为对比例

对本发明制得的抗断型铅笔外壳材料和对比例中的抗断型铅笔外壳材料进行性能检测，检测结果如下所示：

1、测试方法：

铅笔外壳的抗断性检测方法：用2B铅笔笔芯折断测试仪对实例1～3和对比例中的铅笔外壳进行检测，接测结果如下：

实例1：铅笔有轻微裂纹；

实例2：铅笔无明显裂纹；

实例3：铅笔无裂纹；

对比例：铅笔有明显裂痕。

根据表1数据可知，本发明制得的抗断型铅笔外壳材料抗断性能好，具有广阔的应用前景。

Claims

1.一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的粉碎时间为1～2h，发酵温度为30～40℃，发酵时间为7～9天，冲洗时间为3～5min。

3.根据权利要求1所述的一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的研磨时间为45～60min，熔融温度为1200～1500℃，熔融时间为45～60min，拉丝转速为2400～3200r/min，自制玻璃纤维和松香的质量比为5：1，研磨时间为10～16min。

4.根据权利要求1所述的一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的粉碎时间为5～8min，硅藻土粉末和铝酸酯ASA的质量比为5：1，搅拌时间为6～10min，发酵温度为30～40℃，发酵时间为6～8天。

5.根据权利要求1所述的一种抗断型铅笔外壳材料的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的按重量份数计，分别称取20～30份发酵松木粉碎料、10～16份自制改性玻璃纤维、6～8份改性硅藻土粉末、4～6份聚氨酯橡胶、3～5份铝粉、4～6份明胶和10～12份去离子水、1～3份硅灰、2～4份河沙，搅拌温度为45～60℃，搅拌时间为35～60min，继续搅拌温度为75～85℃，继续搅拌时间为1～2h。