CN111004578B - 一种乐器用微尘松香及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乐器用微尘松香及其制备方法，属于乐器技术领域。本发明的乐器用微尘松香由以下步骤制得：(1)向熔融的原料松香中加入多聚甲醛、脂肪酸，冲入保护气体，从低到高缓慢升温进行反应；(2)反应完毕后出料冷却得乐器用微尘松香。此方法制备的乐器用微尘松香对乐器粘附力好、抗结晶优异，将其应用于弓弦乐器中，使用时产生粉尘少，具有演奏声音灵敏度高、表现力好、使用时间长的优点。
Description
技术领域
本发明属于乐器技术领域，具体涉及一种乐器用微尘松香及其制备方法。
背景技术
松香是松树分泌物去除松节油得到的物质，琥珀色、质地硬而脆。乐器用松香，是一种弓弦乐器很重要的辅助物件。弓弦乐器发声原理是弓与弦相互摩擦产生振动，从而发出声音，如果没有摩擦力，弓就会像溜冰者那样在弦上滑行，即使有点摩擦，如果摩擦力不够，也无法产生各种声音。松香的作用是保持琴弓弓毛的干燥，增加它与琴弦之间的摩擦力，使其能让琴弦发出正常明亮的声音。但是原料松香本身结晶倾向大，用纯松香直接给乐器上香，存在用量大、粘弦度差、粉尘多的问题。
由于松香是各种树脂酸的混合物，常温下为质地硬而脆的玻璃态物质，软化点在55-80℃之间，当松香温度超过其本身软化点温度时，松香会表现出强烈的结晶趋势。给乐器擦香，松香与弓摩擦产生静电，破碎的微小松香颗粒由于静电的作用吸附在弓上，演奏时，震动的弓弦把部分颗粒抖落下来，从而产生了粉尘。与此同时弓与弦摩擦产生热量，弓与弦温度升高，吸附在弓上的松香熔融成流体包裹在弦上，随着演奏节奏的变化，弓与弦产生的热量随之变化，温度也随之高低变化，弓上的松香跟随温度的变化在固体和流体之间转换，当温度在55-90℃之间变化时松香由玻璃态向结晶态转变，晶体随时间变大，当达到某个值时，由于振动从弓毛上脱离形成粉尘，弓毛的演奏时长也大大缩短。
为了降低粉尘的污染，目前的解决方法是人们向松香加入增塑剂来降低松香的脆性，以达到降低粉尘的目的。但增塑剂加少时，造成噪音大、粘弦度不够，起不到降低粉尘的目的；增塑剂加多时，降低松香的脆性，同时也降低了松香的软化点，降低了松香的附着力，从而降低了声音灵敏度、表现力，随着演奏时间的延长，由于增塑剂挥发，粉尘随之产生，因此效果较差。
中国专利201811571489.2本发明涉及一种改性松香树脂及其制备方法与含有该松香树脂的EVA热熔胶，其改性松香树脂的制备方法包括以下步骤：(1)在隔绝空气/氧气的条件下，先加热松香原料，使其熔化，然后向熔化的松香原料中加入甲醛或多聚甲醛，进行加成反应得到含有羟甲基树脂酸的松香；(2)向步骤(1)得到的含有羟甲基树脂酸的松香中加入多元醇和酯化催化剂，进行酯化反应，得到所述改性松香树脂。此发明的改性松香树脂与乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)有良好的相容性，该改性松香树脂作为增粘树脂在EVA热熔胶使用时，EVA热熔胶高温热稳定性好、长时间加热不出现结皮的现象，从而降低了EVA热熔胶在高温的熔融粘度变化，提高了其涂覆效果。
通过对松香改性可以提高热稳定性，但是同时还要考虑在乐器中还有对演奏声音、摩擦粉尘等多方面的要求，因此寻找一种乐器松香的改性方法很有必要。有鉴于此，本发明提供一种改性松香，其制作方法简单，满足对乐器粘附力好、产生粉尘少、演奏声音灵敏度高、表现力好的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种乐器用微尘松香及其制备方法，其制备工艺简单，同时用在弓弦乐器中时,具有粉尘少、声音灵敏度高、表现力好、使用时间长的特点。
本发明人经过研究发现，通过提高松香的抗结晶性，可大大降低粉尘的生成，通过改变松香的结构，可以改善声音的灵敏度和表现力。鉴于以上研究结果本发明提供技术方案如下：
一种乐器用微尘松香，由以下步骤制备：
(1)向原料松香中加入多聚甲醛、脂肪酸，充入保护气体，从低到高缓慢升温进行反应；
(2)反应完毕后出料、冷却得乐器用微尘松香。
其中，
步骤(1)中的反应中，首先发生树脂酸与甲醛的羟基化反应，因此原料松香可以为脂松香、浮油松香、木松香等富含树脂酸的松香中的一种或多种，考虑气味对人使用的体验因素，优选为脂松香。
步骤(1)中，所述的多聚甲醛用量为松香重量的2％-4％。
步骤(1)中，所述的脂肪酸选自长链脂肪酸，包括癸酸、月桂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸中的一种或多种，优选为癸酸、月桂酸、棕榈酸、油酸中的一种或多种，进一步地，优选为油酸、月桂酸中的一种或多种。
步骤(1)中，所述的脂肪酸用量为松香重量的6％-10％。
步骤(1)中，所述的从低到高缓慢升温为在120-220℃区间内升温。
步骤(1)中，所述从低到高缓慢升温进行反映的时间为6-9h。
步骤(1)中充入的保护气体可以是氮气、氩气、氦气、二氧化碳中的一种或多种，优选为氮气、氩气、氦气中的一种或多种，进一步地，优选为氮气。
本发明人对松香粉尘的产生及松香结构对声音的影响研究发现，松香粉尘的产生与松香的物理性质有关，声音灵敏度、表现力则与松香的结构有关。通过化学反应向松香接入甲醛和长链脂肪酸，改变松香的结构，提高其刚性的同时引入柔性链，克服了松香与增塑剂物理混合产生的软化点降低和增塑剂挥发的缺点，增强了松香对弓的粘着力，保持了声音灵敏度、表现力。松香结构的改变，破坏了松香的结晶趋势，增强了松香对弓的粘着力，从而消除了粉尘的生成。
另外，本发明提供上述制备方法所制备的乐器用微尘松香。
其中，所述的弓弦乐器是指由弓与弦组成的乐器，以弓擦奏琴弦而发音的弓奏弦鸣乐器，例如大提琴、小提琴、中提琴、倍大提琴、二胡、京胡、板胡、高胡、革胡、中胡、大胡、四胡、南胡、马头琴、艾捷克，优选为小提琴、中提琴、大提琴和二胡。
本发明具有如下有益效果：
本发明的乐器用微尘松香用在弓弦乐器时，产生的粉尘少，演奏声音灵敏度高、表现力好，使用时间长。
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，进一步阐明本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，选用的松香为脂松香，软化点74℃，购自广西科茂林化有限公司，货号为2018GK0112；多聚甲醛购自广州云舰贸易有限公司。
实施例1
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛12g、油酸60g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在6小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
实施例2
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600克、多聚甲醛24克、油酸36克，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在7小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
实施例3
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600克、多聚甲醛24克、癸酸36克，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在7.5小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
实施例4
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600克、多聚甲醛18克、月桂酸25克、棕榈酸25克，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在9小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
实施例5
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600克、多聚甲醛24克、月桂酸12克、油酸25克，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在8小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
实施例6
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600克、多聚甲醛18克、月桂酸6克、油酸36克，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在8小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例1
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛12g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在6小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例2
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、油酸60g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在6小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例3
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛12g、油酸60g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在5小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例4
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛6g、油酸30g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在10小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例5
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛6g、油酸30g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在6小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例6
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛30g、油酸66g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从120℃到220℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在6小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例7
在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，投入松香600g、多聚甲醛12g、油酸60g，充入氮气作为保护气体，加热熔融搅拌，从100℃到250℃区间内缓慢升温反应，反应时间控制在6小时，反应完毕后冷却，得到乐器用微尘松香。
对比例8
(1)在配备有搅拌装置、冷却管、温度计和氮导入管的反应容器中，在氮气保护下，装入300克松香，升温到130-150℃使松香熔融，加入6克多聚甲醛反应3小时，得到含有羟甲基树脂酸的松香；
(2)向步骤(1)所得含有羟甲基树脂酸的松香中投入47.6克季戊四醇、0.459克4，4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，升温至285℃进行酯化反应8小时，通1L/min的氮气吹扫2小时，得到改性松香树脂。
软化点测试：
按GB/T8146－2003中第4章的规定，测定实施例和对比例产物软化点，结果分别列于表1、表2；
抗结晶性测试：
将实施例和对比例的试样破碎后装入试管，按照重量比1：1加入丙酮，静止，室温下观察结晶情况，结果分别列于表1、表2。
表1.实施例软化点和抗结晶性测试结果
表2.对比例软化点和抗结晶性测试结果
| 软化点，℃(环球法) | 结晶情况 | |
| 对比例1 | 82.5 | 结晶 |
| 对比例2 | 44 | 结晶 |
| 对比例3 | 51 | 结晶 |
| 对比例4 | 64 | 结晶 |
| 对比例5 | 60 | 结晶 |
| 对比例6 | 61 | 不结晶(但没有粘性) |
| 对比例7 | 42 | 结晶(降解) |
| 对比例8 | 73 | 结晶 |
从表1、表2可以看出，实施例改性过的松香，软化点会有不同程度的变化，但是抗结晶性都普遍提高，缺少多聚甲醛或者油酸，或者多聚甲醛和油酸用量不在范围内时，抗结晶性能不足，也意味着容易产生粉尘，对比例6虽然不结晶，但是粘性很差，无法正常使用。
将实施例制备的乐器用微尘松香与国内某品牌乐器用松香、国外某品牌乐器用松香对比测试应用效果。从国内某品牌乐器用松香、国外某品牌乐器用松香挑选分别用于小提琴、中提琴、大提琴和二胡的乐器用松香型号与实施例制备的乐器用微尘松香比较，测试方法：由演奏者演奏相同的曲目，然后对粉尘量、声音灵敏度和表现力、演奏时长三个项目进行评估，评估标准如下
粉尘量：极少标记○，较少标记△，较多标记□
声音灵敏度和表现力：优异标记●，良好标记▲，一般标记■
演奏时长：相对比较，由长到短排出1，2，3，......
将测试结果列于表3。
表3.
从上表可见，采用本明制备的乐器用微尘松香与国内某品牌乐器用松香、国外某品牌乐器用松香对比，在粉尘量、声音灵敏度和表现力、演奏时长测试中都达到和超过了国外某品牌乐器用松香的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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之内。
Claims (6)
1.一种乐器用微尘松香的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向原料松香中加入多聚甲醛、脂肪酸，充入保护气体，从低到高缓慢升温进行反应，所述多聚甲醛的用量为松香重量的2%-4%，从低到高缓慢升温的升温时间为6-9h；所述脂肪酸的用量为松香重量的6%-10%；所述从低到高缓慢升温为在120-220℃区间内升温；
（2）反应完毕后出料冷却得乐器用微尘松香。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述原料松香为脂松香、浮油松香、木松香中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述原料松香为脂松香。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述脂肪酸为癸酸、月桂酸、棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、肉豆蔻酸中的至少一种。
5.一种权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的乐器用微尘松香。
6.根据权利要求5所述的乐器用微尘松香，其特征在于，所述的乐器为弓弦乐器。
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