CN108997842B - 一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺 - Google Patents

一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN108997842B
CN108997842B CN201810898835.1A CN201810898835A CN108997842B CN 108997842 B CN108997842 B CN 108997842B CN 201810898835 A CN201810898835 A CN 201810898835A CN 108997842 B CN108997842 B CN 108997842B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pencil
parts
melt
carbon dioxide
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810898835.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108997842A (zh
Inventor
张育玮
张枫
杨勇
王达传
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Deyi Stationery Co ltd
Original Assignee
Anhui Deyi Stationery Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Deyi Stationery Co ltd filed Critical Anhui Deyi Stationery Co ltd
Priority to CN201810898835.1A priority Critical patent/CN108997842B/zh
Publication of CN108997842A publication Critical patent/CN108997842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108997842B publication Critical patent/CN108997842B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D13/00—Pencil-leads; Crayon compositions; Chalk compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K19/00—Non-propelling pencils; Styles; Crayons; Chalks
    • B43K19/16—Making non-propelling pencils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
    • B43K19/00—Non-propelling pencils; Styles; Crayons; Chalks
    • B43K19/16—Making non-propelling pencils
    • B43K19/18—Making pencil writing-cores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122—Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06—CO2, N2 or noble gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/08—Supercritical fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
    • C08J2325/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08J2325/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08J2325/06—Polystyrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2453/00—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
    • C08J2453/02—Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers of vinyl aromatic monomers and conjugated dienes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • C08K5/098—Metal salts of carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C08K5/101—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103—Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)

Abstract

本发明公开了一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，涉及铅笔制造加工技术领域，其制备工艺包括以下步骤：(1)笔芯造粒；(2)笔皮造粒；(3)笔杆造粒；(4)拉线；(5)切光；(6)组装橡皮头；(7)商标打印；(8)削尖；(9)清洗；(10)包装。本发明提出的工艺利用了微发泡技术，使制作铅笔的循环周期短，成本降低，且操作简单方便易行，生产的铅笔外观精美，不偏芯、断芯、卷削硬度适中，且书写流畅，着色性强，此外，还节省了大量优质木材，合理有效地保护了国家林木资源，同时也保护了生态环境，对我国环境保护具有重要的意义。

Description

一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺
技术领域：
本发明涉及铅笔制造加工技术领域，具体涉及一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺。
背景技术：
微发泡工艺是指在塑料生产加工等领域中，利用在注塑成型的循环中，向料筒中注入超临界状态的流体，在塑料中创造大量均匀的微米级尺寸的封闭泡孔。微发泡注塑成型工艺是一种革新的精密注塑技术，其突破了传统注塑的诸多局限，可显著减轻制件的重量、缩短成型周期，并极大地改善了制件的翘曲变形和尺寸稳定性。尤其在生产高质量要求的精密制品上，微发泡注塑成型工艺具有很大的优势。
聚苯乙烯无色透明，能自由着色，相对密度也仅次于PP、PE，具有优异的电性能，特别是高频特性好，次于F-4、PPO。另外，在光稳定性方面仅次于甲基丙烯酸树脂，但抗放射线能力是所有塑料中最强的。聚苯乙烯最重要的特点是熔融时的热稳定性和流动性非常好，所以易成型加工，特别是注射成型容易，适合大量生产。成型收缩率小，成型品尺寸稳定性也好。但是普通聚苯乙烯性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等；可发性聚苯乙烯虽然具有相对密度小、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点，但是其废料日益增加造成严重的“白色污染”，导致生态环境日益恶化。
铅笔是人们常用的一种文化学习用品，主要应用于写字和绘画等方面。其主要结构是由条状铅芯嵌固在笔杆中构成。一般铅笔的笔杆常见的是采用木质，制作时，通常需要将原木做成圆形、正六边形或正八边形等形状的笔杆，其制造需要经过很多的切割工序，生产过程相当繁琐，制造成本高，而且需消耗大量的优质木材。目前，我国年产木质铅笔80亿支左右，相当于每年毁掉600平方公里森林，消耗40万立方米优质木材，大量森林资源的消耗严重地破坏了生态环境。另外，为了生产出不同颜色的笔杆，木质铅笔需使用油漆对其外表面进行喷刷，不可避免地会产生有毒有害物质的污染问题，而且对于与人体接触密切的笔杆来说，无疑是一大弊端。
随着人类的发展，人们越来越意识到环保的重要性，因此为保护森林资源和生态环境，积极开发出木质铅笔的替代品，是铅笔产业进一步发展的必然选择，其市场应用前景非常广阔。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种通过聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯70-90份、滑石粉5-25份、热塑性弹性体SBS5-25份、颜料70-90份、硬脂酸锌0.1-1份、硬脂酸钙0.5-3份、硬酯酸单甘油酯5-15份称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至180-245℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯80-100份、热塑性弹性体SBS 20-40份、颜料10-30份、硬酯酸单甘油酯5-15份称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至180-245℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯40-60份、滑石粉40-60份、钛白粉1-5份、硬脂酸锌0.1-1份、硬脂酸钙0.5-3份、颜料1-5份、硬酯酸单甘油酯5-15份称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至180-245℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的塑料粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
所述步骤(1)中颜料为石墨。
所述步骤(3)笔杆的组分中还包含增塑剂1-5份。
所述增塑剂的制备方法为：在室温条件下，用去离子水配制聚天冬氨酸饱和溶液，并滴加浓硫酸溶液调节pH值至4-5，再加入羟丙基甲基纤维素，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，羟丙基甲基纤维素恰好溶解完全，保温搅拌1-4h，获得反应产物，即得增塑剂。
所述增塑剂的制备方法中聚天冬氨酸、羟丙基甲基纤维素的质量比为10-15：5-10。
所述增塑剂是由聚天冬氨酸与羟丙基甲基纤维素经酯化反应制得而成。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提出的一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，利用了微发泡技术，通过微发泡技术制得的铅笔循环周期短，成本降低；同时制作铅笔时的下脚料比例降低，设备的能耗也更低；而且制得的铅笔具有重量轻、无飞边、翘曲变形少、折断率少等优点；
(2)本发明提出的铅笔制备工艺简单且方便易行，生产的铅笔外观精美，不偏芯、断芯、卷削硬度适中，且书写流畅，着色性强，铅笔笔杆类似木材的自然外观，可切削、卷削，符合人们的使用习惯，而且笔杆的组分中增塑剂的添加，使笔杆的柔韧性增加，硬度良好，降低了铅笔在使用过程中的折断率，延长了铅笔的使用寿命，另外，石墨粉可以采用颜料色粉替换从而制成彩色铅笔；
(3)本发明提出的铅笔制备工艺节省了大量优质木材，合理有效地保护了国家林木资源，同时也保护了生态环境，对我国环境保护具有重要的意义。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯80kg、滑石粉15kg、热塑性弹性体SBS 15kg、石墨80kg、硬脂酸锌0.2kg、硬脂酸钙1.3kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯90kg、热塑性弹性体SBS 27kg、颜料13kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯50kg、滑石粉50kg、钛白粉2.6kg、硬脂酸锌0.3kg、硬脂酸钙1.3kg、颜料2kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
实施例2
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯80kg、滑石粉15kg、热塑性弹性体SBS 15kg、石墨80kg、硬脂酸锌0.2kg、硬脂酸钙1.3kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯90kg、热塑性弹性体SBS 27kg、颜料13kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯50kg、滑石粉50kg、钛白粉2.6kg、硬脂酸锌0.3kg、硬脂酸钙1.3kg、颜料2kg、硬酯酸单甘油酯10kg、增塑剂3kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
笔杆中增塑剂的制备方法为：在室温条件下，用去离子水将10kg聚天冬氨酸配制成饱和溶液，并滴加浓硫酸溶液调节pH值至4.5，再加入7kg羟丙基甲基纤维素，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，羟丙基甲基纤维素恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，即为增塑剂。
实施例3
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯80kg、滑石粉15kg、热塑性弹性体SBS 15kg、石墨80kg、硬脂酸锌0.2kg、硬脂酸钙1.3kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯90kg、热塑性弹性体SBS 27kg、颜料13kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯50kg、滑石粉50kg、钛白粉2.6kg、硬脂酸锌0.3kg、硬脂酸钙1.3kg、颜料2kg、硬酯酸单甘油酯10kg、增塑剂1kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
笔杆中增塑剂的制备方法为：在室温条件下，用去离子水将10kg聚天冬氨酸配制成饱和溶液，并滴加浓硫酸溶液调节pH值至4.5，再加入7kg羟丙基甲基纤维素，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，羟丙基甲基纤维素恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，即为增塑剂。
实施例4
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯80kg、滑石粉15kg、热塑性弹性体SBS 15kg、石墨80kg、硬脂酸锌0.2kg、硬脂酸钙1.3kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯90kg、热塑性弹性体SBS 27kg、颜料13kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯50kg、滑石粉50kg、钛白粉2.6kg、硬脂酸锌0.3kg、硬脂酸钙1.3kg、颜料2kg、硬酯酸单甘油酯10kg、增塑剂5kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
笔杆中增塑剂的制备方法为：在室温条件下，用去离子水将10kg聚天冬氨酸配制成饱和溶液，并滴加浓硫酸溶液调节pH值至4.5，再加入7kg羟丙基甲基纤维素，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，羟丙基甲基纤维素恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，即为增塑剂。
对照例1
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯80kg、滑石粉15kg、热塑性弹性体SBS 15kg、石墨80kg、硬脂酸锌0.2kg、硬脂酸钙1.3kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯90kg、热塑性弹性体SBS 27kg、颜料13kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯50kg、滑石粉50kg、钛白粉2.6kg、硬脂酸锌0.3kg、硬脂酸钙1.3kg、颜料2kg、硬酯酸单甘油酯10kg、增塑剂3kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
笔杆中增塑剂的制备方法为：以羧丙基甲基纤维素为增塑剂。
对照例2
一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，包括以下步骤：
(1)笔芯造粒：将聚苯乙烯80kg、滑石粉15kg、热塑性弹性体SBS 15kg、石墨80kg、硬脂酸锌0.2kg、硬脂酸钙1.3kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将AC发泡剂2kg注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使发泡剂分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
(2)笔皮造粒：将聚苯乙烯90kg、热塑性弹性体SBS 27kg、颜料13kg、硬酯酸单甘油酯10kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将AC发泡剂2kg注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使发泡剂分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
(3)笔杆造粒：将聚苯乙烯50kg、滑石粉50kg、钛白粉2.6kg、硬脂酸锌0.3kg、硬脂酸钙1.3kg、颜料2kg、硬酯酸单甘油酯10kg、增塑剂3kg称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至220℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在压力为120MPa条件下，将AC发泡剂2kg注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使发泡剂分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
(4)拉线：将步骤(1)、(2)和(3)生产出的粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
(5)切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
(6)组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
(7)商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
(8)削尖：用削尖切光一体机机把步骤(7)的塑料铅笔的一头削尖；
(9)清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
(10)包装：将所得成品进行包装入库。
笔杆中增塑剂的制备方法为：在室温条件下，用去离子水将10kg聚天冬氨酸配制成饱和溶液，并滴加浓硫酸溶液调节pH值至4.5，再加入7kg羟丙基甲基纤维素，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，羟丙基甲基纤维素恰好溶解完全，保温搅拌4h，获得反应产物，即为增塑剂。
以实施例2为基础，设置以羟丙基甲基纤维素为增塑剂的对照例1、以AC发泡剂代替超临界二氧化碳的对照例2。
分别利用实施例1-4、对照例1-2制备的铅笔进行以下测试：(a)将制得的铅笔在未削尖前分别在1m和1.5m的高度进行自由落体至水泥地面，测试笔杆和笔芯的折断率，结果见表1；(b)将制得的铅笔削尖后分别在1m和1.5m的高度进行自由落体至水泥地面，测试笔杆和笔芯的折断率，结果见表2；(c)用普通小刀和卷笔刀分别进行切削和卷削，测试切削和卷削过程的顺畅度，结果见表3；(d)将制得的铅笔在普通A4纸、普通作业本上进行书写，测试笔芯的划度和着色度，结果见表4；(e)对制得的铅笔进行重量测试，测得的重量与普通市售铅笔的重量进行比较，结果见表5。
表1
Figure GDA0002921369170000121
表2
Figure GDA0002921369170000122
表3
Figure GDA0002921369170000123
表4
Figure GDA0002921369170000124
表5
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对照例1 对照例2
重量减轻率％ 50 60 57 56 43 48
对于表2中的笔芯折断率，其中在1m高度的测试中有2.2％左右的笔芯折断率为切削后裸露在外面的笔芯折断，在1.5m高度的测试中有3.6％左右的笔芯折断率为切削后裸露在外面的笔芯折断。
根据表中的数据可知，根据该制备工艺所制得的铅笔硬度良好，切削卷削也顺畅，笔芯的着色度、划度均良好，其中笔杆中增塑剂的添加使笔杆的柔韧性增强，降低了笔杆在使用过程中的折断率，延长了塑料铅笔的使用寿命，而且与市售普通相比较，该铅笔的重量有较大的减轻，符合人们对铅笔的要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）笔芯造粒，按重量份计：将聚苯乙烯70-90份、滑石粉5-25份、热塑性弹性体SBS 5-25份、颜料70-90份、硬脂酸锌0.1-1份、硬脂酸钙0.5-3份、硬酯酸单甘油酯5-15份称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至180-245℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔芯粒子；
（2）笔皮造粒，按重量份计：将聚苯乙烯80-100份、热塑性弹性体SBS 20-40份、颜料10-30份、硬酯酸单甘油酯5-15份称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至180-245℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔皮粒子；
（3）笔杆造粒，按重量份计：将聚苯乙烯40-60份、滑石粉40-60份、钛白粉1-5份、硬脂酸锌0.1-1份、硬脂酸钙0.5-3份、颜料1-5份、硬酯酸单甘油酯5-15份、增塑剂1-5份称量好后混合，搅拌均匀，然后加入到提前预热至180-245℃的挤出机机筒中，进行熔融塑化，在60-150MPa条件下，将超临界流体二氧化碳快速注入到挤出机机筒内的塑料熔体中，通过螺杆剪切，使超临界流体二氧化碳分散均化，与高分子熔体充分溶解，形成单相熔体，保持此时的压力，待饱和平衡后，将其挤出，冷却，制成笔杆粒子；
（4）拉线：将步骤（1）、（2）和（3）生产出的塑料粒子加入到相应的挤出机料斗内，启动铅芯挤出机挤出铅芯，迅速引入模具内，然后启动笔杆挤出机，笔杆会自动裹住铅芯将其从模具中引出，再启动表皮机上色，三道工序一切正常后，形成塑料铅笔，将成品铅笔经牵引机引入冷却槽内，冷却成型；
（5）切光：将冷却后的铅笔经牵引机引出，由切光机进行打磨切断；
（6）组装橡皮头：将外购橡皮头与塑料铅笔进行组装；
（7）商标打印：将组装好的塑料铅笔经商标打印机对每个铅笔进行商标打印；
（8）削尖：用削尖切光一体机把步骤（7）的塑料铅笔的一头削尖；
（9）清洗：用清水冲洗塑料铅笔，再使用甩干机甩干；
（10）包装：将所得成品进行包装入库；
所述步骤（1）中颜料为石墨；
所述增塑剂的制备方法为：在室温条件下，用去离子水配制聚天冬氨酸饱和溶液，并滴加浓硫酸溶液调节pH值至4-5，再加入羟丙基甲基纤维素，补加水的同时加热升温，待加热至回流状态，羟丙基甲基纤维素恰好溶解完全，保温搅拌1-4h，获得反应产物，即得增塑剂。
2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺，其特征在于：所述增塑剂制备方法中聚天冬氨酸、羟丙基甲基纤维素的质量比为10-15：5-10。
CN201810898835.1A 2018-08-08 2018-08-08 一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺 Active CN108997842B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810898835.1A CN108997842B (zh) 2018-08-08 2018-08-08 一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810898835.1A CN108997842B (zh) 2018-08-08 2018-08-08 一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108997842A CN108997842A (zh) 2018-12-14
CN108997842B true CN108997842B (zh) 2021-04-23

Family

ID=64596286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810898835.1A Active CN108997842B (zh) 2018-08-08 2018-08-08 一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108997842B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114872476A (zh) * 2021-02-05 2022-08-09 安徽省助友塑料笔业有限公司 一种塑料铅笔芯防脱落方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1166991A2 (en) * 2000-06-22 2002-01-02 Mitsui Chemicals, Inc. Process, machine and composition for injection foaming
CN101200610A (zh) * 2007-01-16 2008-06-18 方波 橡塑仿木铅笔的工艺配方及其制造工艺
CN101522392A (zh) * 2006-09-29 2009-09-02 J.S.斯达德勒两合公司 书写、绘图、绘画和/或化妆铅笔及其制造方法
CN102329436A (zh) * 2011-04-11 2012-01-25 丁少忠 植物粉基塑料铅笔及其制造方法
CN104877245A (zh) * 2015-05-26 2015-09-02 华南理工大学 一种超临界流体挤出制备橡胶增韧ps发泡材料的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1166991A2 (en) * 2000-06-22 2002-01-02 Mitsui Chemicals, Inc. Process, machine and composition for injection foaming
CN101522392A (zh) * 2006-09-29 2009-09-02 J.S.斯达德勒两合公司 书写、绘图、绘画和/或化妆铅笔及其制造方法
CN101200610A (zh) * 2007-01-16 2008-06-18 方波 橡塑仿木铅笔的工艺配方及其制造工艺
CN102329436A (zh) * 2011-04-11 2012-01-25 丁少忠 植物粉基塑料铅笔及其制造方法
CN104877245A (zh) * 2015-05-26 2015-09-02 华南理工大学 一种超临界流体挤出制备橡胶增韧ps发泡材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108997842A (zh) 2018-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109050080B (zh) 一种环保仿木塑料铅笔
CN105400154A (zh) 一种生物降解塑料色母粒及其制备方法
CN109050081B (zh) 一种环保仿木塑料铅笔制备工艺
CN102533005B (zh) 彩色高弹塑性笔及其制作方法
WO2012048641A1 (zh) 一种再生木铅笔及制作工艺
CN104927093A (zh) 一种新型淀粉-聚乙烯醇共混全降解塑料薄膜及其制备方法
CN103772819A (zh) 一种聚丙烯稻壳粉发泡复合托盘的制备方法
CN102145615A (zh) 聚丙烯木塑环保铅笔及其制作方法
CN108997842B (zh) 一种聚苯乙烯微发泡制备铅笔的工艺
CN101200610A (zh) 橡塑仿木铅笔的工艺配方及其制造工艺
US11434388B2 (en) Refill for writing, drawing and/or painting devices and method for the production thereof
CN103937330A (zh) 一种耐高温彩色铅笔笔芯及其制备方法
CN103665630A (zh) 一种通体具有天然木纹的木塑制品的生产工艺及其制备方法
CN105400170A (zh) 一种聚碳酸酯色母粒及其制备方法
CN106810947A (zh) 一种可擦塑料彩笔及其生产工艺
CN107043577A (zh) 一种全塑彩笔及其制备方法
CN107053898A (zh) 一种超顺滑塑料彩色铅笔及其生产工艺
CN104151850A (zh) 一种仿天然木纹木塑型材及其制备方法
CN107163687B (zh) 一种塑料笔芯及其制备方法
US4741774A (en) Plastic colored crayon
CN107082956A (zh) 一种滑石粉母粒
CN110041676B (zh) 具有金属色彩、光泽度可调的聚乳酸3d打印材料及其制备方法
CN106752388A (zh) 一种高黑度石墨树脂铅笔及其生产工艺
US20130330112A1 (en) Formulation for Producing a Writing Article, Process for Manufacturing a Writing Article and a Writing Article
CN102604193A (zh) 一种空芯木塑笔杆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant