CN113248991A - 一种铅笔水性底面合一漆以及铅笔的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种铅笔水性底面合一漆以及铅笔的制备方法，上述铅笔水性底面合一漆包括水介漆、水性色浆；水介漆包括：水溶性树脂、水性乳液、遮盖剂；其中，遮盖剂为硫化锌、氧化锌中的至少一种。上述设计方式中，选用硫化锌和/或氧化锌为遮盖剂，其颜色和遮盖力高、着色力强、耐候性好的特性与TiO2相当，但与TiO2相比环保性、耐候性较高，完全符合欧盟EN71‑3玩具安全标准不含TiO2的要求，符合“高关注度物质SVHC”要求；另外，采用水溶性树脂和水性乳液结合使用，不仅可以提高附着力，而且可以提高干燥速度，故干燥速度快、附着力高，不需要涂布底漆即可完成，大大减少了铅笔生产过程中的涂布次数，简化了生产工艺，从而节省了生产成本。

Description

一种铅笔水性底面合一漆以及铅笔的制备方法
技术领域
本申请属于铅笔涂料技术领域，具体涉及一种铅笔水性底面合一漆以及铅笔的制备方法。
背景技术
近年来，出于对环境因素的考虑，铅笔涂料逐渐由含有大量易挥发有机物的油性硝基漆更改为水性漆，以便符合环保安全的标准。
但现有一般水性漆中常常会使用钛白粉，而在欧盟EN71-3玩具安全标准中不允许含有TiO2，而且，现有的一般水性漆还存在夏季不易干、操作温度高等问题。
因此，设计一种铅笔水性底面合一漆是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种铅笔水性底面合一漆，可以使得制备得到的铅笔涂料中不含TiO2且干燥速度快。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种铅笔水性底面合一漆，包括：水介漆、水性色浆；水介漆包括：水溶性树脂、水性乳液、遮盖剂；其中，所述遮盖剂为硫化锌、氧化锌中的至少一种。
其中，所述水溶性树脂为20-60质量份、所述水性乳液为10-30质量份，所述遮盖剂为15-28质量份。
其中，所述水溶性树脂为水性改性丙烯酸树脂、水性改性聚丁二烯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚酯树脂中的至少一种；所述水性乳液为水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、水性醋丙乳液、水性醋叔乳液中的至少一种。
其中，所述水介漆还包括：去离子水、填料和助剂；其中，所述助剂包括聚凝剂、消泡剂、界面活性剂和增稠剂中的至少一种。
其中，所述去离子水为1-10质量份、所述填料为40-71质量份、所述聚凝剂为3-4质量份、所述消泡剂为0.1-0.2质量份、所述界面活性剂为1-5质量份、所述增稠剂为1-8质量份。
其中，所述填料包括滑石粉、高岭土和重钙，其中，所述滑石粉为15-28质量份、所述高岭土为15-28质量份，所述重钙为10-15质量份。
其中，所述水介漆为55-80质量份，所述水性色浆为20-45质量份。
其中，所述水性色浆为白色，所述水性色浆包含所述水介漆中的所述遮盖剂。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种铅笔的制备方法，包括：提供铅笔杆；在所述铅笔杆的外围施加预定次数的上述任一实施例所提及的铅笔水性底面合一漆；使所述铅笔水性底面合一漆干燥，以在所述铅笔杆的外围形成底面合一漆层。
其中，所述预定次数为5-7次；和/或，所述使所述铅笔水性底面合一漆干燥，以在所述铅笔杆的外围形成底面合一漆层的步骤之后，还包括：在所述底面合一漆层的外围施加一次光漆，并使所述光漆干燥，以在所述底面合一漆层的外围形成光漆层。
本申请的有益效果是：本申请中铅笔水性底面合一漆中的水介漆包括水溶性树脂、水性乳液、遮盖剂，其中，遮盖剂为硫化锌、氧化锌中的至少一种。上述设计方式中，选用硫化锌和/或氧化锌为遮盖剂，其颜色和遮盖力高、着色力强、耐候性好的特性与TiO2相当，但与TiO2相比环保性、耐候性较高，完全符合欧盟EN71-3玩具安全标准不含TiO2的要求，符合“高关注度物质SVHC”要求；另外，采用水溶性树脂和水性乳液结合使用，不仅可以提高附着力，而且可以提高干燥速度，故干燥速度快、附着力高，不需要涂布底漆即可完成，大大减少了铅笔生产过程中的涂布次数，简化了生产工艺，从而节省了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本申请铅笔的制备方法一实施方式的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中铅笔水性底面合一漆中的水介漆包括水溶性树脂、水性乳液以及遮盖剂。具体地，在本实施例中，遮盖剂为硫化锌、氧化锌中的至少一种。例如，遮盖剂可以是硫化锌，也可以是氧化锌，也可以是硫化锌和氧化锌的混合物。遮盖剂采用的硫化锌、氧化锌的颜色为白色，且具备遮盖力高、着色力强、耐候性好以及能够增强涂料的附着力和机械强度的优势。通过这种设计方式，该水介漆应用于铅笔涂料中，符合欧盟EN71-3玩具安全标准中不含TiO2的要求，符合“高关注度物质SVHC”要求，并且其具备干燥速度快、着色力强、遮盖力高、耐候性好的优势，能够增强涂料的附着力和机械强度。
具体地，在本实施例中，水溶性树脂为20-60质量份，例如，20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份等，本申请在此不作限定。水溶性树脂为水性改性丙烯酸树脂、水性改性聚丁二烯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚酯树脂中的至少一种，具体地，水溶性树脂可以采用以上这些物质中的其中一种，也可以采用以上这些物质中的任意两种以上，本申请在此不作限定。
具体而言，水性乳液为10-30质量份，例如，10质量份、15质量份、20质量份、25质量份、30质量份等，本申请在此不作限定。水性乳液为水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、水性醋丙乳液、水性醋叔乳液中的至少一种，具体地，水性乳液可以采用以上这些物质中的其中一种，也可以采用以上这些物质中的任意两种以上，本申请在此不作限定水性乳液具有柔韧性好、成膜硬度较好、干燥速度快、不易黏连等优点。水溶性树脂与水性乳液配合使用后，不仅可以提高附着力，而且可以提高干燥速度。
具体而言，遮盖剂为15-28质量份，例如，15质量份、20质量份、22质量份、24质量份、26质量份、28质量份等，本申请在此不作限定。遮盖剂采用的硫化锌、氧化锌的颜色为白色，且遮盖力高、着色力强、耐候性好的优势，能够增强涂料的附着力和机械强度。
较佳地，在本实施例中，水溶性树脂采用的是水性改性丙烯酸树脂，水性乳液采用的是水性丙稀酸乳液，可以降低生产成本。另外，水性改性丙烯酸树脂和水性丙稀酸乳液结合使用能够有效增强水性漆的附着力，直接在铅笔杆上涂布水性漆即可。普通水性乳液或者分散体粒子之间仅存在相互作用力，结合强度低，铅笔杆上漆的涂布过程中强力的剪切情况下粒子与粒子剥离开，导致附着在铅笔杆上的漆很少。而水溶性树脂分子间是缠绕的，相互作用力高，水溶性树脂和水性乳液结合后制备的水性漆在强力剪切下能够有足够的漆一起附着在铅笔杆上。而且，水性丙烯酸树脂为清澈透明液体，应用于水性漆后具有优异的附着力和硬度，与水性丙烯酸乳液配合使用后，不仅可以提高附着力，而且可以提高干燥速度。使用这种方式制备得到的水介漆应用于水性漆中可以不需要在铅笔杆上涂布底漆，可以减少涂布次数，简化涂布工艺，从而节省了生产成本。
另外，在本实施例中，水介漆还包括去离子水、填料和助剂。具体而言，助剂包括聚凝剂、消泡剂、界面活性剂和增稠剂中的至少一种。
具体地，在本实施例中，去离子水为1-10质量份，例如，1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份、9质量份、10质量份等，本申请在此不作限定。
具体地，在本实施例中，填料为40-71质量份，例如，40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份、65质量份、71质量份等，本申请在此不作限定。较佳地，填料可以由多种材料混合形成，例如，填料包括滑石粉、高岭土和重钙。可选地，滑石粉为15-28质量份，例如，15质量份、17质量份、18质量份、20质量份、22质量份、24质量份、26质量份、28质量份等；高岭土为15-28质量份，例如，15质量份、17质量份、18质量份、20质量份、22质量份、24质量份、26质量份、28质量份等；重钙为10-15质量份，例如，10质量份、11质量份、12质量份、13质量份、14质量份、15质量份等。在涂料中滑石粉作为填料可起到骨架作用，在降低制造成本的同时可以提高涂料的漆膜硬度；另外，滑石粉还具有提高产品形状的稳定性，增加张力强度、剪切强度、压力强度以及降低变形、伸张率、热膨胀系数，白度高、粒度均匀分散性强等特点，不仅可以使涂料的流变性及流平性得到很好的改善，而且可以提高涂料的耐候性。高岭土本身为白色，添加到白色涂料中，不仅可以起到增强光泽的作用，而且提高涂料的覆盖能力。重钙使用在涂料中能够使涂料不沉降，并且具备易分散，光泽好等特性。当然，在其他实施例中，填料也可以包括其他物质，例如，碳酸钙、硅灰石、云母粉、硫酸钡或硅铝粉等，只需要能够使得涂料能够提高耐水性、提高耐候性、增强光泽、提高覆盖能力、不易沉降和分散即可。
具体而言，聚凝剂为3-4质量份，例如，3质量份、3.5质量份、4质量份等，本申请在此不作限定。具体地，聚凝剂可以为二羧酸二异丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、苯丙二醇、己二醇、3-乙氧基丙酸乙酯EEP等，本申请在此不作限定。聚凝剂的混溶性好且挥发度低，容易被乳胶粒子吸收，能形成优异的连续涂膜，能够极大的改善涂料的成膜性能，还可以改善涂料的粘结性、耐候性以及色彩的丰满度。
具体地，在本实施例中，消泡剂为0.1-0.2质量份，例如，0.1质量份、0.15质量份、0.2质量份等，本申请在此不作限定。一方面，在涂料的生产过程中极容易因卷入空气而形成气泡，因此需要添加消泡剂使气泡稳定，另一方面，铅笔的生产设备中，为了达到快速干燥的效果，涂布以及后续工艺的设备需要保持高温，空气更加容易融入到涂料中，进而产生较多的气泡，而当气泡混入到笔杆的水性漆表面后，很容易使铅笔杆表面的涂料不均匀，甚至气泡破裂后铅笔杆表面的涂料产生缺损的现象。因此，在水介漆中添加消泡剂是十分重要的。消泡剂可以采用有有机硅类和聚丙烯酸酯类，具体地，有机硅类消泡剂通常是聚硅氧烷类型的，例如：含有丙烯酸酯官能团的聚二甲基硅氧烷及聚醚改性的聚二甲基硅氧烷等，本申请在此不作限定。
具体地，在本实施例中，界面活性剂为1-5质量份，例如，1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份等，本申请在此不作限定。界面活性剂可以降低涂料的表面张力，界面活性剂可以采用阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂，其中，阴离子型表面活性剂包括烷基硫酸盐、磺酸盐、脂肪酸或脂肪酸酯硫酸盐、羧酸皂类、磷酸酯等，非阴离子型表面活性剂包括聚氧乙烯烷基酚醚，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等，可根据实际情况采用上述界面活性剂，本申请在此不作限定。界面活性剂的添加能够使得铅笔杆更容易被涂料浸湿，从而具有更优异的着色力和展色性。
具体地，在本实施例中，增稠剂为1-8质量份，例如，1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份、6质量份、7质量份、8质量份等。增稠剂能够有效地改变涂料的流体特性，使其具有触变性，从而使得涂料具有良好的稳定性。可选地，增稠剂可以采用聚丙烯酸增稠剂、非离子聚氨酯增稠剂等，本申请在此不作限定。
本申请中铅笔水性底面合一漆是由上述水介漆和水性色浆混合形成。具体地，在本实施例中，水介漆为55-80质量份，例如，55质量份、60质量份、65质量份、70质量份、75质量份、80质量份等，本申请在此不作限定。水性色浆为20-45质量份，例如，20质量份、25质量份、30质量份、35质量份、40质量份、45质量份等，本申请在此不作限定。具体地，上述水介漆与水性色浆具有优越的相溶性，且不影响成品的展色性和光泽度以及保持一定的丰满度。另外，不同颜色的水性色浆可以与上述水介漆混合以形成铅笔水性底面合一漆，不仅具有良好的遮盖力和完美的丰满度，而且在铅笔生产的涂布过程中干燥速度快，可以减少涂布次数，简化涂布工艺，从而节省生产成本。现有技术中一般水性漆的干燥温度需要达到80-90℃，干燥时间一般需要50分钟左右，而本申请中铅笔水性底面合一漆的干燥温度只需要达到50℃左右即可，干燥时间只需要30s左右，极大地减小了操作难度，从而实现可低温操作生产，一方面减少了能源消耗，另一方面提升了夏季工作人员在生产车间的舒适度。
通过这种设计方式，该铅笔水性底面合一漆应用于铅笔涂料中，符合欧盟EN71-3玩具安全标准中不含TiO2的要求，符合“高关注度物质SVHC”要求，并且其具备干燥速度快、着色力强、遮盖力高、耐候性好的优势，能够增强涂料的附着力和机械强度。
具体而言，当水性色浆为白色时，水性色浆可以包含水介漆中的遮盖剂，具体而言，遮盖剂可以为硫化锌，也可以为氧化锌，当然，遮盖剂也可以为硫化锌和氧化锌，本申请在此不作限定。通过这种方式，水性色浆中不包含钛白粉即可形成白色水性色浆，最终制成的铅笔水性底面合一漆符合欧盟EN71-3玩具安全标准中不含TiO2的要求，符合“高关注度物质SVHC”要求。另外，当水性色浆为非白色，例如，荧光绿、红色、绿色、荧光粉等，水性色浆中就不包含水介漆中的遮盖剂。
请参阅图1，图1是本申请铅笔的制备方法一实施方式的流程示意图。该制备方法包括：
S1：提供铅笔杆。
S2：在铅笔杆的外围施加预定次数的铅笔水性底面合一漆。
具体地，在本实施例中，预定次数为5-7次，例如，5次、6次、7次等，本申请在此不作限定。具体而言，铅笔水性底面合一漆施加的预定次数由水性色浆的颜色决定，例如，当本申请中的水性漆为荧光绿时，该铅笔水性底面合一漆的涂布次数为5次。通过这种方式，可以只涂布本申请中的铅笔水性底面合一漆而不需要涂布底漆，可以获得更优异的着色力、极佳的干燥速度以及良好的遮盖性和丰满度，大大减少了铅笔生产过程中的涂布次数，从而节省了生产成本。
S3：使铅笔水性底面合一漆干燥，以在铅笔杆的外围形成底面合一漆层。
具体地，若在铅笔杆的外围形成底面合一漆层之后，铅笔杆的表面具有良好的光泽度和丰满度，则不需要再在底面合一漆层的外围施加一次光漆，可以减少涂布次数，简化涂布工艺，从而节省生产成本。当然，在铅笔杆的外围形成底面合一漆层之后，也可以在该底面合一漆层的外围施加一次光漆，并使光漆干燥，以在底面合一漆层的外围形成光漆层，使得铅笔杆的外表面更加有光泽度和丰满度。
具体地，在本实施例中，上述光漆包括水溶性树脂、水性乳液、助溶剂、界面活性剂、增光剂、增稠剂、抗黏剂。具体地，水溶性树脂为30-60质量份，例如，30质量份、35质量份、40质量份、45质量份、50质量份、55质量份、60质量份等，本申请在此不作限定。水性乳液为10-15质量份，例如，10质量份、11质量份、13质量份、14质量份、15质量份等，本申请在此不作限定。界面活性剂为1-5质量份，例如，1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份等，本申请在此不作限定。增稠剂为1-5质量份，例如，1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份等，本申请在此不作限定。另外，水溶性树脂、水性乳液、界面活性剂、增稠剂的作用以及具体物质在上文已经详细介绍，在此不再赘述。
具体而言，助溶剂为1-5质量份，例如，1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份等，本申请在此不作限定。助溶剂可以增加各物质在溶剂中的溶解度，具体地，助溶剂可以采用苯甲酸钠、乳酸钙、异辛醇等，本申请在此不作限定。在本实施例中，增光剂为0.1-5质量份，例如，0.1质量份、0.2质量份、0.4质量份、0.6质量份、0.8质量份、1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份等，本申请在此不作限定。增光剂由于其含有一定数量的极性基团而对涂料中的极性添加物和被涂物具有良好的润湿作用，可以提高涂料表面涂层的平整度，可以降低漆膜表面的粗糙度而使其增加光泽，使涂布光漆之后的铅笔更加具有光泽度，具体地，增光剂可以采用甲基丙烯酸甲及丙烯酸丁酯共聚物等，在此不作限定。另外，在本实施例中，抗黏剂为0.1-5质量份，例如，0.1质量份、0.2质量份、0.4质量份、0.6质量份、0.8质量份、1质量份、2质量份、3质量份、4质量份、5质量份等，本申请在此不作限定。具体地，抗黏剂用来增加手感和防止粘连，可以防止多支铅笔堆叠时粘连在一起，也可以防止使用人员拿到铅笔时有粘连的感觉。
具体地，在本实施例中，现有技术中一般水性漆和本申请中铅笔水性底面合一漆的性质以及机械操作性能比较具体请参阅下表1：
表1：现有技术中一般水性漆和本申请中铅笔水性底面合一漆的性质以及机械操作性能比较
Figure BDA0003103524090000091
从表1的数据可以看出，本申请所提供的铅笔水性底面合一漆中水介漆的遮盖剂使用的是硫化锌，因此其中TiO2含量为0，并且其中不含甲醛，完全符合欧盟EN71-3玩具安全标准要求，符合“高关注度物质SVHC”要求，而且用这种方式制得的铅笔的笔头处未见爆裂且夏季也不会出现粘杆的情况，降低了出现残次品的概率，从而大大节省了生产成本。另外，涂布本申请所提供的铅笔水性底面合一漆之前不需要再涂布底漆，大大减少了铅笔生产过程中的涂布次数，简化了生产工艺，从而节省了生产成本。
总而言之，区别于现有技术的情况，本申请中用于铅笔的水介漆，包括水溶性树脂、水性乳液、遮盖剂，其中，遮盖剂为硫化锌、氧化锌中的至少一种。上述设计方式中，选用硫化锌和/或氧化锌为遮盖剂，其颜色和遮盖力高、着色力强、耐候性好的特性与TiO2相当，但与TiO2相比环保性、耐候性较高，完全符合欧盟EN71-3玩具安全标准不含TiO2的要求，符合“高关注度物质SVHC”要求；另外，采用水溶性树脂和水性乳液结合使用，不仅可以提高附着力，而且可以提高干燥速度，故干燥速度快、附着力高，不需要涂布底漆即可完成，大大减少了铅笔生产过程中的涂布次数，简化了生产工艺，从而节省了生产成本。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种铅笔水性底面合一漆，其特征在于，包括：
水介漆、水性色浆；
所述水介漆包括水溶性树脂、水性乳液、遮盖剂；
其中，所述遮盖剂为硫化锌、氧化锌中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，
所述水溶性树脂为20-60质量份、所述水性乳液为10-30质量份，所述遮盖剂为15-28质量份。
3.根据权利要求1所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，
所述水溶性树脂为水性改性丙烯酸树脂、水性改性聚丁二烯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚酯树脂中的至少一种；所述水性乳液为水性丙烯酸乳液、水性聚氨酯乳液、水性醋丙乳液、水性醋叔乳液中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，所述水介漆还包括：
去离子水、填料和助剂；
其中，所述助剂包括聚凝剂、消泡剂、界面活性剂和增稠剂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，
所述去离子水为1-10质量份、所述填料为40-71质量份、所述聚凝剂为3-4质量份、所述消泡剂为0.1-0.2质量份、所述界面活性剂为1-5质量份、所述增稠剂为1-8质量份。
6.根据权利要求5所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，
所述填料包括滑石粉、高岭土和重钙，其中，所述滑石粉为15-28质量份、所述高岭土为15-28质量份，所述重钙为10-15质量份。
7.根据权利要求1所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，
所述水介漆为55-80质量份，所述水性色浆为20-45质量份。
8.根据权利要求7所述的铅笔水性底面合一漆，其特征在于，
所述水性色浆为白色，所述水性色浆包含所述水介漆中的遮盖剂。
9.一种铅笔的制备方法，其特征在于，包括：
提供铅笔杆；
在所述铅笔杆的外围施加预定次数的权利要求1-8中任一项所述的铅笔水性底面合一漆；
使所述铅笔水性底面合一漆干燥，以在所述铅笔杆的外围形成底面合一漆层。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，
所述预定次数为5-7次；和/或，
所述使所述铅笔水性底面合一漆干燥，以在所述铅笔杆的外围形成底面合一漆层的步骤之后，还包括：在所述底面合一漆层的外围施加一次光漆，并使所述光漆干燥，以在所述底面合一漆层的外围形成光漆层。
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