本发明涉及铅笔制备领域，尤其涉及一种耐摔防断芯铅笔及其制备方法。
背景技术：
铅笔是教学、绘图过程中不可缺少的工具，它具有易擦除、易修改的特点，在小学生学习和人们绘图工作中具有举足轻重的作用。铅笔主要是由铅笔杆和铅笔芯组成的。
目前的铅笔普遍都是采用在木质的外壳里面固定一根铅芯，使用时将外部的木壳削掉后即可使用。由于为使用方便，铅笔的外壳通常都被设计为圆柱形或棱柱形，但是，当铅笔放置在桌面上时容易四处滚动，不易定位，如果掉落在地面上，很容易将内部的铅芯摔断，从而影响正常使用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐摔防断芯铅笔及其制备方法。
本发明提供了一种耐摔防断芯铅笔的制备方法，包括以下步骤：
s1、木质原料经粉碎、消毒，得到木粉；
s2、将55-65重量份、s1中得到的木粉和20-25重量份火山灰、8-13重量份淀粉、1-3重量份碳酸钠、6-10重量份天然乳胶、20-30重量份水混合，捏合，倒入板状模具中，静置固化，得到铅笔板；
s3、将s2中得到的铅笔板刨削成与铅笔芯直径相适应的槽板，用粘结剂将铅笔芯和槽板胶合在一起，得到铅笔。
优选地，木制原料包括锯末、秸秆、稻壳、竹屑、花生壳、葵花籽皮、板栗壳中的至少一种。
优选地，木制原料包括锯末、秸秆、花生壳、板栗壳，所述锯末、秸秆、花生壳、板栗壳的重量比为4-6：5-7：1-2：2-4。
优选地，木粉的粒径为200-300目。
优选地，s1中消毒方法为紫外线消毒，进一步优选消毒时间为20-30分钟。
优选地，s2中捏合时间为10-15分钟。
优选地，s2中静置固化的温度为45-60℃，固化时间3-5小时。
优选地，s2中静置固化的铅笔板在30-45℃环境中放置养护10-15小时后，再刨削成槽板。
优选地，用粘结剂将铅笔芯和槽板胶合在一起后，在夹紧状态下，在60-80℃加热干燥2-4小时，得到铅笔。
优选地，铅笔芯的原料按重量份包括：石墨80-90份、滑石粉5-10份、白云母粉5-10份、碳化硅5-10份、蜂蜡11-13份、15%-25%重量比的乙醇溶液50-55份、50%-60%重量比的乙醇溶液13-17份、无水乙醇5-10份。
优选地，铅笔芯的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将石墨、滑石粉、云母粉、碳化硅混合，研磨至2000-3000目，得到混合粉末；
步骤二、将蜂蜡融化后，加入到65-75℃、15%-25%重量比的乙醇溶液中，混合均匀，得到混合溶液；
步骤三、将步骤二中得到的混合溶液加入到步骤一中得到的混合粉末中，搅拌均匀后，捏合15-30分钟，加入50%-60%重量比的乙醇溶液，捏合15-30分钟，加入无水乙醇，捏合30-50分钟，捏合温度105-135℃，得到铅笔芯混料；
步骤四、将步骤三中得到的铅笔芯混料挤压成型，压芯、切芯后，干燥得到高强度铅笔芯。
优选地，铅笔芯制备方法步骤一中，研磨至2500-2800目。
优选地，铅笔芯制备方法步骤四中，干燥的温度为150-170℃，干燥时间50-70分钟。
优选地，铅笔芯制备方法步骤二中，将蜂蜡融化后，加入到65-75℃、15%-25%重量比的乙醇溶液中，混合均匀，进行超声波处理，得到混合溶液。进一步优选，超声波处理的超声波频率为28-32khz，时间为15-20分钟。
本发明还提供了一种耐摔防断芯铅笔，该耐摔防断芯铅笔由本发明提供的耐摔防断芯铅笔制备方法制备得到。
本发明提供的耐摔防断芯铅笔包括铅笔芯和铅笔杆，其铅笔杆以木粉、火山灰、淀粉、碳酸钠、天然乳胶等为原料制成，结构细密，具有细小、均匀的气孔，可以缓解铅笔掉落地面时的撞击力，保护铅笔芯不被折断。
本发明将高目数的木粉、火山灰、淀粉和碳酸钠、天然乳胶、水等原料混合，捏合均匀，静置固化，在固化时，碳酸钠分解产生细密均匀气泡，使得铅笔杆形成均匀细密的气孔，可以缓解铅笔掉落地面时的撞击力，为控制气泡产生的速度和大小，优选固化的温度为45-60℃；火山灰可以增加铅笔杆的硬度，能够承受人手握力和碰撞、挤压力；本发明以天然乳胶为粘结剂，添加淀粉增加天然乳胶的粘稠度，而且天然乳胶在固化后的结构具有减震的功能。
本发明以木粉代替了木材，所述木粉为锯末、秸秆、稻壳、竹屑、花生壳、葵花籽皮、板栗壳中的一种或多种混合物，是农业或木材加工业的废弃物，利用木粉生产铅笔，减少了木材的消耗，为这些废弃物的处理提供了一条新的出路，丰富了铅笔杆材料的多样化。
本发明还优选了铅笔芯及其制备方法，该铅笔芯强度高，书写流畅，不易折断。该铅笔芯原料中添加了碳化硅、白云母粉，增加铅笔芯的硬度；滑石粉具有很好的分散性，滑腻度大，使得书写流畅；蜂蜡是粘结剂，可以将上述原料紧密的粘结在一起，优选采用超声波处理蜂蜡，提高粘黏性。该铅笔芯的制备方法中，将石墨、滑石粉、云母粉、碳化硅研磨成2000-3000目的超细粉，以热乙醇溶液为溶剂，溶解熔融状态的蜂蜡，并在捏合阶段反复添加不同浓度的乙醇，反复捏合，使得铅笔芯料结合的更加紧密，分子间作用力增加，使得铅笔芯致密、均匀，铅笔芯强度增加。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种耐摔防断芯铅笔的制备方法，包括以下步骤：
s1、木质原料经粉碎至220目，紫外线消毒28分钟，得到木粉；所述木制原料包括锯末、小麦秸秆、花生壳、板栗壳，所述锯末、小麦秸秆、花生壳、板栗壳的重量比为5.2：5.3：1.8：2.7；
s2、将60重量份、s1中得到的木粉和23重量份火山灰、9重量份淀粉、2.8重量份碳酸钠、7重量份天然乳胶、26重量份水混合，捏合14分钟，倒入板状模具中，在50℃温度下静置固化3.4小时，脱模得到铅笔板；
s3、将s2中得到的铅笔板在40℃环境中放置养护11小时，刨削成与铅笔芯直径相适应的槽板，用粘结剂将铅笔芯和槽板胶合在一起，在夹紧状态下，在63℃加热干燥3小时，得到铅笔。
所述铅笔芯的原料按重量份包括：石墨87份、滑石粉7份、白云母粉8份、碳化硅6份、蜂蜡13份、22%重量比的乙醇溶液53份、53%重量比的乙醇溶液16份、无水乙醇7份。
铅笔芯的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将石墨、滑石粉、云母粉、碳化硅混合，研磨至2700目，得到混合粉末；
步骤二、将蜂蜡融化后，加入到73℃、22%重量比的乙醇溶液中，混合均匀，进行超声波处理，超声波处理的超声波频率为30khz，时间为18分钟，得到混合溶液；
步骤三、将步骤二中得到的混合溶液加入到步骤一中得到的混合粉末中，搅拌均匀后，捏合20分钟，加入53%重量比的乙醇溶液，捏合22分钟，加入无水乙醇，捏合33分钟，捏合温度115℃，得到铅笔芯混料；
步骤四、将步骤三中得到的铅笔芯混料挤压成型，压芯、切芯后，在152℃干燥64分钟，得到铅笔芯。
实施例2
一种耐摔防断芯铅笔的制备方法，包括以下步骤：
s1、木质原料经粉碎至240目，紫外线消毒23分钟，得到木粉；所述木制原料包括锯末、玉米秸秆、花生壳、板栗壳，所述锯末、玉米秸秆、花生壳、板栗壳的重量比为5.7：6.2：1.4：2.3；
s2、将64重量份、s1中得到的木粉和22重量份火山灰、10重量份淀粉、1.3重量份碳酸钠、8重量份天然乳胶、22重量份水混合，捏合11分钟，倒入板状模具中，在60℃温度下静置固化5小时，脱模得到铅笔板；
s3、将s2中得到的铅笔板在35℃环境中放置养护13小时，刨削成与铅笔芯直径相适应的槽板，用粘结剂将铅笔芯和槽板胶合在一起，在夹紧状态下，在68℃加热干燥2.5小时，得到铅笔。
所述铅笔芯的原料按重量份包括：石墨85份、滑石粉9份、白云母粉6份、碳化硅8份、蜂蜡11份、20%重量比的乙醇溶液52份、56%重量比的乙醇溶液14份、无水乙醇5份。
铅笔芯的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将石墨、滑石粉、云母粉、碳化硅混合，研磨至2600目，得到混合粉末；
步骤二、将蜂蜡融化后，加入到71℃、20%重量比的乙醇溶液中，混合均匀，进行超声波处理，超声波处理的超声波频率为29khz，时间为17分钟，得到混合溶液；
步骤三、将步骤二中得到的混合溶液加入到步骤一中得到的混合粉末中，搅拌均匀后，捏合23分钟，加入56%重量比的乙醇溶液，捏合25分钟，加入无水乙醇，捏合36分钟，捏合温度130℃，得到铅笔芯混料；
步骤四、将步骤三中得到的铅笔芯混料挤压成型，压芯、切芯后，在164℃干燥53分钟，得到铅笔芯。
实施例3
一种耐摔防断芯铅笔的制备方法，包括以下步骤：
s1、木质原料经粉碎至280目，紫外线消毒26分钟，得到木粉；所述木制原料包括锯末、水稻秸秆、花生壳、板栗壳，所述锯末、水稻秸秆、花生壳、板栗壳的重量比为4.3：5.8：1.2：3.7；
s2、将57重量份、s1中得到的木粉和24重量份火山灰、11重量份淀粉、1.7重量份碳酸钠、10重量份天然乳胶、24重量份水混合，捏合12分钟，倒入板状模具中，在55℃温度下静置固化4.5小时，脱模得到铅笔板；
s3、将s2中得到的铅笔板在45℃环境中放置养护12小时，刨削成与铅笔芯直径相适应的槽板，用粘结剂将铅笔芯和槽板胶合在一起，在夹紧状态下，在65℃加热干燥4小时，得到铅笔。
所述铅笔芯的原料按重量份包括：石墨83份、滑石粉6份、白云母粉7份、碳化硅9份、蜂蜡12份、16%重量比的乙醇溶液54份、58%重量比的乙醇溶液15份、无水乙醇9份。
铅笔芯的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将石墨、滑石粉、云母粉、碳化硅混合，研磨至2100目，得到混合粉末；
步骤二、将蜂蜡融化后，加入到75℃、18%重量比的乙醇溶液中，混合均匀，得到混合溶液；
步骤三、将步骤二中得到的混合溶液加入到步骤一中得到的混合粉末中，搅拌均匀后，捏合16分钟，加入55%重量比的乙醇溶液，捏合18分钟，加入无水乙醇，捏合40分钟，捏合温度125℃，得到铅笔芯混料；
步骤四、将步骤三中得到的铅笔芯混料挤压成型，压芯、切芯后，在157℃干燥67分钟，得到高强度铅笔芯。
实施例4
一种耐摔防断芯铅笔的制备方法，包括以下步骤：
s1、木质原料经粉碎至260目，紫外线消毒21分钟，得到木粉；所述木制原料包括锯末、小麦秸秆、花生壳、板栗壳，所述锯末、小麦秸秆、花生壳、板栗壳的重量比为4.8：6.7：1.6：3.4；
s2、将62重量份、s1中得到的木粉和21重量份火山灰、12重量份淀粉、2.2重量份碳酸钠、9重量份天然乳胶、28重量份水混合，捏合13分钟，倒入板状模具中，在45℃温度下静置固化3.9小时，脱模得到铅笔板；
s3、将s2中得到的铅笔板在30℃环境中放置养护14小时，刨削成与铅笔芯直径相适应的槽板，用粘结剂将铅笔芯和槽板胶合在一起，在夹紧状态下，在67℃加热干燥3.5小时，得到铅笔。
所述铅笔芯从莱州市光源铅笔芯有限公司购置的直径为2mm的铅笔芯。
实施例5
按照实施例1中的方法制备耐摔防断芯铅笔，不同的是，木粉为锯末。
实施例6
按照实施例1中的方法制备耐摔防断芯铅笔，不同的是，木粉为水稻秸秆。
实施例7
按照实施例1中的方法制备耐摔防断芯铅笔，不同的是，木粉为稻壳。
实施例8
按照实施例1中的方法制备耐摔防断芯铅笔，不同的是，木粉为锯末、竹屑、花生壳、葵花籽皮的混合物，锯末、竹屑、花生壳、葵花籽皮的重量比为1.5:2:1.3:1。
实施例9
按照实施例1中的方法制备耐摔防断芯铅笔，不同的是，木粉为玉米秸秆、竹屑、花生壳的混合物，玉米秸秆、竹屑、花生壳的重量比为3:3:2。
实施例中粘结剂为顺安2806#铅笔胶，火山灰、淀粉粒径均为200目。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。