一种新型笔芯封蜡及其制备方法
阅读说明：本技术 一种新型笔芯封蜡及其制备方法 (Novel pen refill sealing wax and preparation method thereof ) 是由 吴红建 王通虎 于 2021-01-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种新型笔芯封蜡的生产及应用,以改性乙烯-醋酸乙烯共聚物为主,增粘树脂、色粉、抗氧剂、分散剂为辅,通过加热釜共混制作而成。根据各组分比例不同,可制造多种不同熔点、粘度及色彩的封蜡,用于密封笔芯。(The invention relates to production and application of a novel pen core sealing wax, which is prepared by mixing modified ethylene-vinyl acetate copolymer serving as a main material with tackifying resin, toner, an antioxidant and a dispersing agent serving as auxiliary materials through a heating kettle. According to different proportions of the components, the wax sealer can be used for manufacturing a plurality of wax sealers with different melting points, viscosities and colors and used for sealing the pen core.)
技术领域
本发明涉及到热融蜡的技术领域，特别是一种笔芯封蜡的组成及其制备方法。
背景技术
目前热融蜡所使用材料主要有石蜡类、聚酯类、聚酰胺类等。石蜡类主要用于润滑体系。聚酯类热融蜡主要采用聚酯树脂为主，具有较高的耐热性，良好的耐候、耐水性和弹性，其缺点是在加热熔融时的粘度较大，操作比较困难，一般需用专门机械进行施工。聚酰胺热融蜡主体为聚酰胺树脂，无味、无色、优良的耐热性、耐寒性、电性能、耐油性、耐化学和耐介质性能，可粘接多种金属和非金属，其缺点是在加热熔融时的粘度较大，粘性强。
发明内容
现有技术的热可擦笔芯封蜡的加工温度在165℃以上，而热可擦墨水的消色温度通常在60℃，笔芯点蜡后，笔芯初写有一定消色长度。
该热可擦笔芯初写消色问题，主要原因是封蜡的加工温度过高，造成热可擦墨水消色。经降低加工温度测试，封蜡的加工温度降至130℃时，消色长度可降低至10mm内。但现有体系如降低加工温度，则封蜡的黏度升高，会出现点蜡不均匀现象。
为解决上述高加工温度消色与低加工温度点蜡不均匀的矛盾，本发明开发了一种新型笔芯封蜡，其具有如下优点：
(一)安全、环保。新型笔芯封蜡均采用环保材料，不存在对人体和环境造成的危害的因素，在安全和环保方面优于以前同类材料。
(二)熔点低、粘度低。新型笔芯封蜡采用改性乙烯-醋酸乙烯共聚物为主，增粘树脂、色粉、抗氧剂、分散剂为辅，将蜡的融化温度降至80-95℃，加工温度降至130-140℃，加工粘度为2000-3000cps。
(三)粘接性能优。改性乙烯-醋酸乙烯共聚物具有优异的粘接性，可粘附在材料表面。通过增粘树脂，增加粘附材料种类。
该新型笔芯封蜡具体方案如下：
其包括改性乙烯-醋酸乙烯共聚物。
进一步地，其包括增粘树脂、分散剂、抗氧剂168或1010和色粉(红色颜料)。
进一步地，按重量份计，所述笔芯封蜡包括：以按重量计，所述改性乙烯-醋酸乙烯共聚物85-95份，优选88-92份；所述增粘树脂5-15份，优选8-12份；所述分散剂1-2份；所述抗氧剂0.1-0.3份；所述色粉0.1-1份，优选0.3-0.5份。
进一步地，所述改性乙烯-醋酸乙烯共聚物为聚酯共混改性乙烯-醋酸乙烯共聚物(外购RT-2017N)，其数均分子量为1500-1800，软化点温度85-95℃。聚酯共混改性乙烯-醋酸乙烯共聚物成分为聚酯树脂15份、乙烯-醋酸乙烯共混物85份，抗氧剂1份，通过反应釜共混制备。其中聚酯树脂为对苯二甲酸二甲酯、聚四甲撑二醇醚和l，4丁二醇，通过酯交换反应制得聚醚型聚酯共聚物。乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯含量为28％，其MI为150。聚酯共混改性乙烯-醋酸乙烯共聚物拥有乙烯-醋酸乙烯共聚物优异的加工性能、耐低温性能，又具有聚酯共聚物较好粘接强度、耐热、耐干湿洗性。
进一步地，所述增粘树脂为石油树脂(C5、C9)、环氧树脂(E-20；E-30)中的一种。
进一步地，所述分散剂为聚乙烯蜡(CH-100B)、乙烯基双硬脂酰胺(EB-FF)中的至少一种。
进一步地，所述笔芯封蜡的软化点为85-95℃，加工温度范围为110-150℃，其加工粘度为1100-5000Pa·s。
而现用的笔芯封蜡大都采用改性聚酯或改性聚酰胺类的热熔胶，其软化点温度约110-150℃，加工温度150-200℃。本发明体系加工温度更低，最终成品热可擦除笔芯消色长度也能明显缩短。
另一方面，本发明提供上述新型笔芯封蜡的制备方法，包括：
步骤(a)：将改性乙烯-醋酸乙烯共聚物加入反应釜，加热并搅拌至全部熔融；
步骤(b)：加入增粘树脂和抗氧剂，继续搅拌，得到混合物；
步骤(c)：加入色粉、分散剂，继续搅拌，进行反应；
步骤(d)：将物料放出，得到产品。
进一步地，
所述步骤(a)的加热温度为135-145℃，搅拌速率在500-1000r/min之间；
所述步骤(b)的搅拌速率在500-1000r/min之间，搅拌时间20-25min；
所述步骤(c)的搅拌速率在500-1000r/min之间，反应时间10-15min。
同时，本发明可根据使用要求适用不同的生产设备，如加热反应釜、点蜡机、涂布设备、热熔挤出设备等。
本发明封蜡的加工温度可降至130℃，采用其封装的热可擦除笔芯消色长度可降低至10mm以内，提升了产品的质量和使用体验。其同时具有低熔点、低黏度、粘接性能优等优点，安全、环保，可根据实际使用需要生产，更广泛地应用于多种产品。
附图说明
图1是现有技术封蜡加工温度与粘度曲线。
图2是本发明实施例1-3、对比例1、2的加工温度与粘度曲线。
图3是本发明封蜡封装笔芯后的效果图。其中，1-笔头，2-封蜡。
具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。
本发明开发了一种新型笔芯封蜡，其包括，按重量计，85-95份的改性乙烯-醋酸乙烯共聚物，5-15份的增粘树脂，1-2份的分散剂，0.1-0.3份的抗氧剂，0.1-1份的色粉。
其中，改性乙烯醋酸乙烯共聚物为聚酯共混改性乙烯-醋酸乙烯共聚物，其数均分子量为1500-1800，软化点温度85-95℃。
增粘树脂为石油树脂、环氧树脂中的一种。
分散剂为聚乙烯蜡、乙烯基双硬脂酰胺中的至少一种。
本发明笔芯封蜡制备时，首先将改性乙烯-醋酸乙烯共聚物加入反应釜，加热至135-145℃，在500-1000r/min速率下搅拌至全部熔融；随后加入增粘树脂和抗氧剂，继续搅拌20-25min；之后，加入色粉、分散剂，继续搅拌，反应10-15min，放出物料，得到产物。
现有技术的笔芯封蜡(主体为聚酰胺热熔胶8022)的加工温度在165℃以上，笔芯点蜡后，笔芯初写会有很长的消色长度。经降低加工温度测试，将封蜡的加工温度降至130℃时，其消色长度可降低至10mm内的可接受程度，但此时封蜡粘度增高，出现点蜡不均匀现象。
图1展示了通过热熔黏度计测定现有技术封蜡的加工温度与粘度数据，170℃时，封蜡的加工粘度约1900pcs。参考这一数据，一种加工温度130℃，加工粘度约1900pcs的蜡就可以同时满足生产及品质要求。本发明实施例也最终满足了这一需求。
以下通过实施例对本发明作进一步地详细说明。
表1热可擦笔芯封蜡材料组成(按重量份计)
按上述配方将实施例1-3、对比例1、对比例2的组分分别称重放好待取用。现将实施例1中的改性乙烯-醋酸乙烯共聚物(RT-2017N)加入反应釜，加热温度设定140℃，在800r/min速率下搅拌至全部熔融，随后加入增粘树脂(C5)和抗氧剂(168)，继续搅拌20min；之后，加入分散剂(EB-FF)、色粉(颜料红)，继续搅拌反应15min，放出物料，得到产物。实施例2和实施例3加工工艺参考实施例1。对比例1的加热温度设定135℃，搅拌时间分别为15min和15min，加料顺序与实施例1一致。对比例2的加热温度设定145℃，搅拌时间分别为25min和15min，加料顺序与实施例1一致。
对上述产物分别进行加工温度与粘度数据测试，如图2所示，实施例1在130℃时，其加工黏度为1700pcs；实施例2在130℃时，其加工黏度为1910pcs；实施例3在130℃时，其加工黏度为2050pcs；三个配方均满足配方设计目标。
进行实际笔芯封装时，将封蜡加入加热蜡罐中至2/3处，设定加工温度135℃(因蜡罐温度与实际温度有±5℃偏差)，待封蜡熔融后，将笔芯依次通过蜡罐点蜡口，封蜡会粘接在笔头表面，完成笔芯封蜡工序，实际效果见图3。通过实验测试，笔芯封蜡长度1-2mm，封蜡剥离力在4-8N，笔芯初写消色长度降至20-30mm，降至现用笔芯封蜡消色长度的1/2。
本领域技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求所限定。