[发明专利]一种彩色铅笔芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种彩色铅笔芯及其制备方法，属于铅芯的制造领域。包括如下步骤：将端基异氰酸酯基的聚氨酯预聚体与硬脂酸锌、硫酸钡、硫酸镁晶须、碳酸钙、滑石粉和颜料共混后，经混合反应得到反应体系；将聚乙烯醇溶解于水中制得聚乙烯醇胶体，向所得反应体系中加入所得聚乙烯醇胶体继续混合反应，得到面团状的共混物；将所得共混物按照铅芯的生产工艺进行加工处理，制得彩色树脂铅笔芯；其中，以端基异氰酸酯基的聚氨酯预聚体和聚乙烯醇作为粘接剂。采用上述方法制得的彩色铅笔芯利用粘接剂能够与填料发生化学反应，增加了粘接效果优异，且对显色剂的干扰小，所述彩色铅笔芯具有更高的挠曲强度与书写流畅度。

技术领域

本发明属于铅芯的制造领域，具体涉及一种彩色铅笔芯及其制备方法。

背景技术

彩色铅芯是一种广泛应用于日常生活和学习中的文具用品。随着消费者需求的不断发展，市场对自动铅笔使用的极细铅笔芯的需求量也越来越大。铅笔芯的直径越小挠曲强度越差，对使用的流畅度产生影响。与传统黑色铅芯不同，彩色铅芯主要以色粉为着色剂，用粘接剂将色粉与填充剂粘接起来，经混合、研磨、挤出成型等工艺制备而成。其粘接剂决定了产品的力学性能，为了不影响书写的流畅度与色泽的鲜艳度，这就要粘接剂要在足够小的添加量下提供最大的增强作用，同时还需要粘接剂透明度高，不干扰色粉的显色效果。

目前常用的粘接剂主要有酚醛树脂、环氧树脂和聚氯乙烯等树脂材料。在公开号CN110387166A的发明专利中提出采用聚苯乙烯作为粘接剂加入到彩色铅笔芯中，增强了产品的挠曲强度。也有专利提出以聚氨酯树脂作为粘接剂提高了产品的力学性能。然而这些方法仅仅是简单的将树脂与粉料混合在一起，虽然对铅笔芯的力学性能有增强作用，但由于无机填充剂与树脂间没有发生化学反应，相容性差且分散不均匀，往往需要较大的树脂添加量而影响产品是用时的流畅度。而且使用单一的树脂往往只能通过改变树脂添加量来改变铅笔芯的性能，无法适应千变万化的市场需求。

目前我国对彩色细铅芯的生产性能仍达不到市场需求，因此选择合适的粘接剂，同时也是寻求一种新型的性能可调的彩色铅芯的制备方法对我国当前的铅笔芯市场发展具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决彩色铅笔芯机械性能不佳性能不可调的问题，本发明提供了一种彩色铅笔芯及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种彩色铅笔芯的制备方法，包括如下步骤：

a、以质量份数计，将端基异氰酸酯基的聚氨酯预聚体与4～8质量份硬脂酸锌、20～25质量份硫酸钡、15～20质量份硫酸镁晶须、20～30质量份碳酸钙、5～12质量份滑石粉和5～10质量份颜料共混后，经混合反应得到反应体系；

b、将聚乙烯醇溶解于水中制得聚乙烯醇胶体，向步骤a所得反应体系中加入所得聚乙烯醇胶体继续混合反应，得到面团状的共混物；

c、将步骤b所得共混物依次经辊练、打棒、挤芯、烘芯、浸油处理，制得彩色铅笔芯；

其中，以端基异氰酸酯基的聚氨酯预聚体和聚乙烯醇作为粘接剂。

优选地，步骤a中混合反应的温度为70℃～80℃，时间为0.5～4h。

优选地，步骤b中继续混合反应的时间为0.5～2h。

优选地，端基异氰酸酯基的聚氨酯预聚体采用如下操作制备：1)以质量份数计，将8～12份异氰酸酯与10～15份多元醇混合均匀后得到单体混合物，向所得单体混合物中加入0.03～0.05份催化剂混合均匀后进行缩聚反应，得到混合体系；2)向步骤1)所得混合体系中加入0.5～2份多羟基交联剂继续反应，制得端基异氰酸酯基的聚氨酯预聚体。

进一步优选地，步骤1)中缩聚反应温度为70℃～80℃，反应时间为2～4h。

进一步优选地，步骤2)中继续反应时间为2～4h。