注塑蜡笔及其制备方法
阅读说明：本技术 注塑蜡笔及其制备方法 (Injection molding crayon and preparation method thereof ) 是由 杜嘉楠 许观良 俞诗杰 朱清 马展锋 衣建宇 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：一种注塑蜡笔,其特征在于包括如下组分及其重量配比：蜡40～50％；高分子聚合材料25～35％；植物油4～8％；填充剂10～15％；色粉3～8％；助剂1～2％。本发明还公开了注塑蜡笔的制备方法。与现有技术相比,本发明的优点在于：提高了蜡笔外观质量,改善了蜡笔的绘画上色效果,抗折性能也有着显著的效果。(An injection molding crayon is characterized by comprising the following components in parts by weight: 40-50% of wax; 25-35% of a high polymer material; 4-8% of vegetable oil; 10-15% of a filler; 3-8% of toner; 1-2% of an auxiliary agent. The invention also discloses a preparation method of the injection molding crayon. Compared with the prior art, the invention has the advantages that: the appearance quality of the crayon is improved, the painting and coloring effects of the crayon are improved, and the folding resistance also has an obvious effect.)
技术领域
本发明涉及一种蜡笔，本发明还涉及蜡笔的制备方法。
背景技术
传统蜡笔通常以石蜡等制备而成，添加的辅料有硬脂酸、色粉、填料、润滑剂等，经熔化、混合、冷却成型脱模制备而成，优点是工艺简单、产量大。缺点是由于传统蜡笔的主要成分是石蜡，在室温较高的使用过程中，会出现蜡笔软化沾手甚至蜡笔杆体软化变形等现象，传统蜡笔抗折力较差，易出现运输、使用过程的折断、断裂现象。考虑到蜡笔的使用群体多为儿童、学生，会对蜡笔的造型、色彩更加关注，且通过市场调研，市面上缺乏既可以绘画又可以当作玩具的造型蜡笔如组装城堡蜡笔、积木蜡笔等，传统的蜡笔成型机的顶出脱模的蜡笔的形状多为圆柱尖头体、圆柱体等规则体，形状单一且缺乏新意，很难做出一些特殊造型的蜡笔。
现有技术中公开了一种蜡笔，见申请号为201910823481.9的中国发明专利申请公开《一种可擦塑料蜡笔及其制备方法》(公开)号:CN110452583A)，该申请的蜡笔中包括如下组分和重量配比：聚乙烯70％-80％、石蜡20％-30％、滑石粉70％-90％、颜料5％-10％、TPE2％-5％、硬脂酸10％-15％、香料1％-3％。其中硬脂酸用于调节蜡笔的硬度，增加蜡笔在使用过程中的润滑程度，但是在使用过程中会出现硬脂酸析出导致蜡笔表面泛白，影响外观的问题，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种外观不会泛白的注塑蜡笔。
本发明所要解决的第二个个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种不沾手且抗折的注塑蜡笔。
本发明所要解决的第三个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种外观不会泛白的注塑蜡笔的制备方法。
本发明所要解决的第四个个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种不沾手且抗折的注塑蜡笔的制备方法。
本发明解决上述第一个和第二个技术问题所采用的技术方案为：一种注塑蜡笔，其特征在于包括如下组分及其重量配比：
上述各组分用量之和为100％。
作为优选，所述的蜡为全精炼石蜡、半精炼石蜡、费托蜡、微晶蜡、蜂蜡、PE蜡中的至少一种。
作为优选，所述的高分子聚合材料为聚乙烯、PBS塑料、EVA塑料、P(3,4)HB、PCL中的至少一种。
作为优选，所述的植物油为棕榈油、豆油、玉米油、椰子油、菜籽油、亚麻油、色拉油、花生油、环氧大豆油中的至少一种。
作为优选，所述的填充剂为碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、高岭土、滑石粉、钛白粉、云母粉、硅酸镁、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化锌、碳酸镁、白炭黑等中的至少一种，所述填充剂的平均粒径为5～10μm，白度在95％以上。
作为优选，所述的色粉为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑和白中的至少一种，并且所述色粉耐热性超过160℃。
作为优选，所述的助剂为邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸类、氯化石蜡、膦酸酯类、TOTM、DINCH、甘油、PEG、油酸酰胺中的至少一种。
本发明解决上述第三个和第四个技术问题所采用的技术方案为：一种注塑蜡笔的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
①按照配比的选取组分，并将组分放入反应釜内，进行加热搅拌，直至各组分搅拌均匀；
②将混合均匀的原料放置容器中凝固至完全固化；
③将固化后的混合原材料放入粉碎机中进行粉碎；
④将粉碎后得到的小颗粒原材料放入注塑机内进行注塑成型，得到注塑蜡笔。
作为优选，步骤①中反应釜内温度保持160℃～170℃，时间为4～6h。
作为优选，步骤②中原料固化时间为1～3h。
作为优选，步骤④中注塑时注塑机的前段温度为90℃、中段温度为110℃、后段温度为100℃。
与现有技术相比，本发明的优点在于：使用植物油替换了传统的硬脂酸，一方面避免了硬脂酸析出影响蜡笔外观，另一方面调节蜡笔的硬度改善了蜡笔的绘画上色效果。在蜡笔的原材料中加入高分子聚合材料(如聚乙烯)，能够有效改善蜡笔的热稳定性、抗折力、不粘手性，也赋予了蜡笔可以通过注塑成型的工艺并进行批量稳定生产的可行性。助剂(如油酸酰胺)可以降低高分子聚合材料成型熔融黏度，降低加工成型温度，缩短塑化时间，减少设备与基料之间的摩擦，进而改善蜡笔的表面光泽。助剂(如对苯二甲酸二辛酯)还可以是一种性能优良的环保的主增塑剂，可以有效提高蜡笔的硬度和变形性，对于蜡笔的绘画性能、抗折性能有着显著的效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1，注塑蜡笔包括下列重量百分比计量的原料：40％的石蜡、35％高分子聚合材料、8％植物油、11.5％填充剂、4％色粉、1.5％助剂，上述原料的总重量百分比按照100％，石蜡为半精炼石蜡，高分子聚合材料为低密度聚乙烯，植物油为15°棕榈油，填充剂为去石棉的滑石粉，色粉为3％的钛白粉TLA-100和1％的酞青绿G5319，助剂为1％的对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和0.5％的油酸酰胺。
按照以下步骤制备：选取以上比例配比的原材料，并将原材料放入反应釜内，进行加热搅拌，温度为160℃，搅拌时间5h，将混合均匀的原料放置容器中凝固2h后完全固化，将固化后的混合原材料放入粉碎机中进行粉碎，将粉碎后得到的小颗粒原材料放入注塑机内进行注塑成型，注塑时注塑机的前段温度为90℃、中段温度为110℃、后段温度为100℃。得到不粘手、抗折的注塑蜡笔。
实施例1制备得到的蜡笔，装入包装箱中进行摔箱测试，从1.5m的高度自由堕落重复2次后与传统蜡笔进行对比，显示传统蜡笔经摔箱测试后会有不同程度的断裂，而由实施例1制备得到的蜡笔并没有出现断裂、破碎等现象。
实施例2，注塑蜡笔包括下列重量百分比计量的原料：40％的石蜡、35％高分子聚合材料、8％植物油、11.5％填充剂、4％色粉、1.5％助剂，上述原料的总重量百分比按照100％，石蜡为全精炼石蜡，高分子聚合材料为低密度聚乙烯，植物油为豆油，填充剂为轻质碳酸钙，色粉为3.5％的钛白粉TLA-100和0.5％的酞青蓝BGS，助剂为1％的对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和0.5％的油酸酰胺。
按照以下步骤制备：选取以上比例配比的原材料，并将原材料放入反应釜内，进行加热搅拌，温度为160℃，搅拌时间5h，将混合均匀的原料放置容器中凝固2h后完全固化，将固化后的混合原材料放入粉碎机中进行粉碎，将粉碎后得到的小颗粒原材料放入注塑机内进行注塑成型，注塑时注塑机的前段温度为90℃、中段温度为110℃、后段温度为100℃。得到不粘手、抗折的注塑蜡笔。
实施例2制备得到的蜡笔，装入烘箱中进行耐温测试，烘箱温度55℃，放置2h后观察与传统蜡笔进行对比，显示传统蜡笔部分软化且存在油渗出，而由实施例2制备得到的蜡笔并没有软化、渗油等现象。
实施例3，注塑蜡笔包括下列重量百分比计量的原料：45％的石蜡、30％高分子聚合材料、6％植物油、13.5％填充剂、4％色粉、1.5％助剂，上述原料的总重量百分比按照100％，石蜡为30％半精炼石蜡和15％费托蜡，高分子聚合材料为聚乳酸(PLA)，植物油为菜籽油，填充剂为沉淀硫酸钡，色粉为4％的耐晒黄10G，助剂为1％的对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和0.5％的油酸酰胺。
按照以下步骤制备：选取以上比例配比的原材料，并将原材料放入反应釜内，进行加热搅拌，温度为160℃，搅拌时间5h，将混合均匀的原料放置容器中凝固2h后完全固化，将固化后的混合原材料放入粉碎机中进行粉碎，将粉碎后得到的小颗粒原材料放入注塑机内进行注塑成型，注塑时注塑机的前段温度为90℃、中段温度为110℃、后段温度为100℃。得到不粘手、抗折的注塑蜡笔。
实施例3制备得到的蜡笔表面光滑，无凹陷，没有小的气泡点，传统蜡笔因工艺容易造成的瑕疵，说明实施例3制备得到的蜡笔在表面光洁平整度上有很大改进。
实施例4，注塑蜡笔包括下列重量百分比计量的原料：50％的石蜡、25％高分子聚合材料、4％色粉、13.5％填充剂、6％植物油、1.5％助剂，上述原料的总重量百分比按照100％，石蜡为40％的全精炼石蜡和10％的蜂蜡，高分子聚合材料为低密度聚乙烯，植物油为玉米油，填充剂为重质碳酸钙，色粉为3.5％的钛白粉TLA-100和0.5％的酞青蓝BGS，助剂为1％的对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和0.5％的油酸酰胺。
按照以下步骤制备：选取以上比例配比的原材料，并将原材料放入反应釜内，进行加热搅拌，温度为160℃，搅拌时间5h，将混合均匀的原料放置容器中凝固2h后完全固化，将固化后的混合原材料放入粉碎机中进行粉碎，将粉碎后得到的小颗粒原材料放入注塑机内进行注塑成型，注塑时注塑机的前段温度为90℃、中段温度为110℃、后段温度为100℃。得到不粘手、抗折的注塑蜡笔。
实施例4制备得到的蜡笔进行不粘手测试，将蜡笔从餐巾纸上轻轻划过模拟人在使用过程中的场景，试验说明实施例4制备得到的蜡笔划过后几乎没有留下痕迹，传统蜡笔进行同样测试，观察到传统蜡笔留下了大量痕迹，经对比发现由实施例4制备得到的蜡笔在不粘手性能上有很大改进。
实施例5，注塑蜡笔，包括下列重量百分比计量的原料：50％的石蜡、25％高分子聚合材料、4％色粉、13.5％填充剂、6％植物油、1.5％助剂，上述原料的总重量百分比按照100％，石蜡为40％的半精炼石蜡和10％的费托蜡，高分子聚合材料为EVA塑料，植物油为玉米油，填充剂为高岭土，色粉为4％的3132大红色粉，助剂为1％的对苯二甲酸二辛酯(DOTP)和0.5％的油酸酰胺。
按照以下步骤制备：选取以上比例配比的原材料，并将原材料放入反应釜内，进行加热搅拌，温度为160℃，搅拌时间5h，将混合均匀的原料放置容器中凝固2h后完全固化，将固化后的混合原材料放入粉碎机中进行粉碎，将粉碎后得到的小颗粒原材料放入注塑机内进行注塑成型，注塑时注塑机的前段温度为90℃、中段温度为110℃、后段温度为100℃。得到不粘手、抗折的注塑蜡笔。
实施例5制备得到的蜡笔进行绘画效果测试，将蜡笔在A4纸上进行绘画测试，均匀涂样，反复涂画，传统蜡笔进行同样绘画效果测试片，发现区别于传统蜡笔上色不均匀，实施例5制备得到的蜡笔绘画更易上色且均匀，绘画手感也更佳。