本发明涉及美术绘画工具技术领域，尤其涉及一种非滑石粉环保蜡笔及其制备方法。
背景技术：
传统的蜡笔是将颜料掺在石蜡、硬脂酸、滑石粉等混合物中，经过熔解、搅拌、冷却、成型等工艺加工制成的产品，可有多种颜色，做美术绘画工具用。受传统配方限制，采用含有滑石粉成分的蜡笔，由于滑石粉中可能混有石棉成分，对使用者具有一定的安全隐患；并且这种传统蜡笔仅能在纸张表面绘画，用于玻璃、瓷砖、白板等材质表面时，绘画效果不均匀，无法获得良好的效果，从一定程度上造成使用的局限；而蜡笔的使用者多为儿童，在瓷片等硬质表面使用传统蜡笔涂写的文字、画案很难擦除，甚至衣物表面上的蜡笔污渍也很难清理，对家庭主妇造成了极大的困扰。
技术实现要素：
本发明针对现有技术不足，提供一种非滑石粉环保蜡笔及其制备方法，通过该方法，获得的蜡笔可用于多种材质表面书写、绘画，并且能够轻松去除痕迹，且安全无毒。
为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以解决：一种非滑石粉环保蜡笔，包括如下质量分数配比原料：10～50%调和蜡、1～35%水溶性添加剂、10～50％韧塑性改进剂、5～60%填料、0.1～10%的颜料。
上述方案中，优选的，所述原料包括质量分数为不大于20%的耐热剂，优选的，耐热剂质量分数为2～15%。
上述方案中，优选的，所述的调和蜡为减四线含油蜡膏经过脱油和精制所得，或者以蜡总重量计的50-90％的石油蜡、1-60％微晶蜡或0-50%的地蜡中的至少一种与1-60％直链烷烃与1-60％环烷烃中的至少一种调和而成，优选的，直链烷烃或环烷烃为白油、凡士林、环烷基油、c10至c35的直链烷烃中的一种或一种以上的混合物。
上述方案中，所述的水溶性调节剂为脂肪醇衍生物中的一种或二种以上的混合物，脂肪酸衍生物中的一种或二种以上的衍生物以及脂肪醇衍生物与脂肪酸衍生物的混合物，优选的，水溶性调节剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯。
上述方案中，所述的韧塑性改进剂为植物油、植物叶片及动物油加氢精制，提纯得到的脂肪酸、脂肪酯、脂肪醇、植物蜡或者以上的混合物，优选的，所述的韧塑性改进剂为十六酸、硬脂酸，棕榈酸，硬化油，蓖麻蜡，巴西棕榈蜡中的至少一种。
上述方案中，所述的填料为无机混合物，优选的，所述无机混合物为含有质量分数配比为50-75%的二氧化硅以及质量分数配比为25-70%氧化钙的混合物或等质量分数的硅灰石粉，氧化铝、二氧化硅、氧化镁的混合物，95%以上含量的碳酸钙、云母粉、高岭土、硅微粉、白炭黑中的至少一种，优选的，所述填料为硅灰石粉、碳酸钙或高岭土。
上述方案中，所述耐热剂为聚乙烯，优选的，所述耐热剂为低压高密度聚乙烯、高压低密度聚乙烯、线性聚乙烯或茂金属聚乙烯，更进一步为高压低密度聚乙烯，融指为2以上。
基于上述所涉及的一种非滑石粉环保蜡笔,其制备方法包括以下步骤：步骤1，将调和蜡、水溶性添加剂按照规定比例放入容器内加热，直至两者熔化，然后加入颜料搅拌，混合均匀直至无沉淀，控制搅拌时间为0.5～5h，搅拌速度为80～1500r/min，加热温度为60～120℃；步骤2，将步骤1中混合均匀的熔融物通过三辊研磨机研磨，获得均匀的固态混合物；步骤3，将研磨后的混合物投入至加热锅中加热熔化，充分熔化均匀后，加入一定比例成分的填料，期间控制加热锅加热温度为60-120摄氏度；步骤4，将混合锅温度保持在75～120℃的状态下，搅拌步骤3中加入的填料，然后依次加入比例成分的韧塑性改进剂；步骤5，将混合锅温度保持在为90～120℃的状态下，混合料搅拌均匀，然后将混合料倒入蜡笔模具中，使其冷却成型即可获得成品，控制冷却温度为20～27℃；冷却时间为3～10min。
上述方案中，优选的，所述步骤4中还加入比例成分的耐热剂，用于夏秋两季高温情况下，可防止蜡笔变软变形，满足商品的运输条件要求。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：采用本发明配方制得的蜡笔，去除了传统配方中的滑石粉成分，安全无毒，强度适中，不会对使用者造成污染，并且符合出口标准，另外，通过在蜡笔原有成分中增加添加剂，使得蜡笔既可以在纸张表面绘画，也可以在白板、瓷砖表面描绘，标记，不仅可以用于儿童绘画使用，也可以在办公、教学、演算使用，有利于扩大蜡笔的适用范围，并且硬质表面的蜡笔痕迹可以用抹布浸湿后无痕去除，衣物表面的蜡笔痕迹在水中洗涤，也可以完全去除，使用蜡笔更加后顾无忧，有利于市场的广泛推广。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1、一种非滑石粉环保蜡笔，包括如下质量分数配比原料：采用23％的石油蜡、10％的微晶蜡、3％环烷基油和5%的c15直链烷烃混合获得调和蜡、以9%脂肪醇聚氧乙烯醚为水溶性添加剂、25％的十八酸作为韧塑性改进剂、19.5%的硅灰石粉为填料、5.5%的色粉为颜料。
上述涉及蜡笔的制备方法包括以下步骤：步骤1，将23％的石油蜡、10％的微晶蜡、3％环烷基油和5%的c15直链烷烃混合获得的调和蜡。再加入9%脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-5放入容器内加热，直至熔化均匀，然后加入5.5%的颜料搅拌，混合均匀直至无沉淀，控制搅拌时间为0.5h，搅拌速度为80r/min，加热温度为85℃；步骤2，将步骤1中混合均匀的熔融物通过三辊研磨机研磨，获得均匀的固态混合物；步骤3，将研磨后的混合物投入至加热锅中加热熔化，充分熔化后，加入一定比例成分的填料，控制加热锅加热温度为90℃；步骤4，将混合锅温度保持在90℃的状态下，搅拌步骤3中加入19.5%的硅灰石粉，搅拌时间为0.5h，然后加入25％的十八酸；步骤5，将混合锅温度保持在90℃的状态下，搅拌均匀，将混合料倒入蜡笔模具中，使其冷却成型即可获得成品，控制冷却温度为20℃；冷却时间为3min。
采用上述方案获得的蜡笔，描绘爽滑，上色均匀，环保无毒，符合出口条件，可满足商品在春季和冬季的运输条件。
实施例2、一种非滑石粉环保蜡笔，包括如下质量分数配比原料：采用20％的石油蜡、3％的微晶蜡以及8％凡士林混合获得调和蜡、15%脂肪醇聚氧乙烯醚o-25为水溶性添加剂、28％的硬化油为韧塑性改进剂、18%的高岭土为填料、5.5%的色粉为颜料，并以2.5％的聚乙烯ldpe2426h为耐热剂。
上述涉及蜡笔的制备方法包括以下步骤：步骤1，将20％的石油蜡、3％的微晶蜡以及8％凡士林混合获得的调和蜡。再加入15%脂肪醇聚氧乙烯醚o-25放入容器内加热，直至熔化均匀，然后加入5.5%的颜料搅拌，混合均匀直至无沉淀，控制搅拌时间为0.5h，搅拌速度为80r/min，加热温度为80℃；步骤2，将步骤1中混合均匀的熔融物通过三辊研磨机研磨，获得均匀的固态混合物；步骤3，将研磨后的混合物投入至加热锅中加热熔化，充分熔化后，搅拌0.5h后，加入18%的高岭土，控制加热锅加热温度为90℃；步骤4，将混合锅温度保持在90℃的条件下，搅拌步骤3中加入的18%的高岭土，搅拌时间为0.5h，然后依次加入28％的硬化油以及2.5％的聚乙烯ldpe2426h；步骤5，将步骤4中的混合物保持在110℃的条件下，搅拌0.5小时，直至混合均匀，然后将混合料倒入蜡笔模具中，使其冷却成型即可获得成品，控制冷却温度为27℃；冷却时间为10min。
采用上述方案获得的蜡笔，描绘爽滑，上色均匀，环保无毒，符合出口条件，常用于夏秋两季使用，能够满足商品在夏秋高温环境下的运输条件。
实施例3、一种非滑石粉环保蜡笔，包括如下质量分数配比原料：采用19％的石油蜡、9％的地蜡以及7％凡士林和3％的白油加热混合获得调和蜡、以2%的脂肪醇聚氧乙烯醚o-9、2%的脂肪醇聚氧乙烯醚o-20以及1.5%硬脂酸钠调和作为水溶性添加剂，以7％的蓖麻蜡、3%的棕榈酸以及19%的十八酸调和作为韧塑性改进剂、19%的碳酸钙为填料、6%的颜料，并以2.5％的聚乙烯为耐热剂。
上述涉及蜡笔的制备方法包括以下步骤：步骤1，将19％的石油蜡、9％的地蜡以及7％凡士林和3％的白油加热混合获得的调和蜡。再加入2%的脂肪醇聚氧乙烯醚o-9、2%的脂肪醇聚氧乙烯醚o-20以及1.5%硬脂酸钠调和后放入容器内加热，搅拌均匀，然后加入6%的颜料搅拌，混合均匀直至无沉淀，控制搅拌时间为0.5h，搅拌速度为80r/min，加热温度为85℃；步骤2，将步骤1中混合均匀的熔融物通过三辊研磨机研磨，获得均匀的固态混合物；步骤3，将研磨后的混合物投入至加热锅中加热熔化，充分熔化后，搅拌0.5h后，加入19%的碳酸钙，控制加热锅加热温度为90℃；步骤4，将混合锅温度保持在90℃的条件下，搅拌步骤3中加入的19%的碳酸钙，搅拌时间为0.5h，然后依次加入以7％的蓖麻蜡、3%的棕榈酸以及19%的十八酸调和后的韧塑性改进剂以及2.5％的聚乙烯的耐热剂；步骤5，将步骤4所得的混合物温度保持在110℃的条件下，搅拌0.5小时，然后将混合料倒入蜡笔模具中，使其冷却成型即可获得成品，控制冷却温度为25℃；冷却时间为8min。
采用上述方案获得的蜡笔，描绘爽滑，上色均匀，环保无毒，符合出口条件，常用于夏秋两季使用，能够满足商品在夏秋高温环境下的运输条件。
另外，上述实施例的配方中，水溶性调节剂还可以为脂肪醇衍生物中的一种或二种以上的混合物，脂肪酸衍生物中的一种或二种以上的衍生物以及脂肪醇衍生物以及脂肪酸衍生物的混合物；其中脂肪醇衍生物为脂肪醇聚氧乙烯衍生物，更进一步为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇的碳链长度为c12至c25；合适的为c12至c20；脂肪醇聚氧乙烯醚中脂肪醇的碳链进一步为12时，水溶性调节剂可选择aeo-3;aeo-7;aeo-9;当脂肪醇碳链长度为15至20时，可选择平平加o-9，平平加o-10,平平加o-15，平平加o-20，平平加0-25，平平加o-30，脂肪醇碳链一般为饱和的或不饱和的c12~20的烃基，可以是直链烃基，也可以是带支链的烃基，脂肪醇聚氧乙烯醚占水溶性调节剂的比例为30-100%重量,更优比例为45-100%重量；脂肪酸衍生物为脂肪酸聚氧乙烯衍生物，或者脂肪酸金属盐，更进一步是脂肪酸聚氧乙烯酯，脂肪酸金属盐更进一步为月桂酸纳，棕榈酸纳，十七酸纳，硬脂酸钠；脂肪酸的碳链长度为c10至c22；合适的为c12至c18；脂肪酸聚氧乙烯酯中可选的商品成分有sg-12，sg-20,sg-40;也可以选择lae-9,lae-24;也可以选择a-110，a-115，脂肪酸金属盐中，脂肪碳链选择饱和的脂肪碳链产品作为蜡笔中的水溶性调节剂的成分，金属盐中只选择纳盐。更进一步为月桂酸纳，棕榈酸钠，十七酸纳，硬脂酸钠，更进一步为棕榈酸钠，十七酸纳，硬脂酸钠，其占水溶性调节剂的比例为0-100%重量，更优比例为0-75%重量，脂肪酸和脂肪醇的上述所列各成分既可以单独使用，也可以根据需要混合使用；所述的韧塑性改进剂为植物油、动物油加氢精制提纯得到的脂肪酸、脂肪酯、脂肪醇、植物蜡或者以上的混合物，碳链长度以c15至c47为佳，并且该碳链不限直链，支链或者环状结构，这些成分既可以单独使用，也可以根据需要混合使用，一般优选为十六酸、硬脂酸，棕榈酸，硬化油，蓖麻蜡，巴西棕榈蜡以上一种或者一种以上的混合物。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。