本申请属于粉笔技术领域，尤其涉及一种易于在光滑载体表面书写的粉笔及其制备方法。
背景技术：
教育信息化发展迅速，智慧黑板将传统的手写黑板和多媒体设备相结合，在粉笔板书和多媒体应用之间轻松切换，即要求在各种光滑的载体表面均可以像普通黑板一样，用粉笔正常书写，也可以满足触控显示的要求。
目前针对在光滑的载体表面上进行书写这一问题的解决方法，主要是使用水性笔。中国发明专利cn109852147a公开了一种可以在黑板和光滑玻璃上可湿擦湿写的无尘粉笔，原料含硬脂酸、助洗剂、植物油、聚乙二醇、蜡、钛白粉、石膏粉等，为了提高附着力，添加了植物油，实际使用手感较差，易粘手，且使用温度较高时，更为粘腻。中国发明专利cn105885542a公开了一种水溶性无尘粉笔及其制作方法，主要成分为硬化油、硬脂酸酰胺、12-羟基十八酸、巴西棕榈蜡、丙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、氢化蓖麻油等，虽然选用了天然蜡，但乳化性、油溶性提升较小，玻璃表面书写效果一般。中国发明专利cn101831218a公开了一种环保生化无尘粉笔及其制作方法，主要是加入了石蜡和椰子油、甘油等组分，制作流程简单，附着力未明确提升，试剂书写效果没有显著改善。
目前的粉笔材料仍然存在书写附着力较差、稳定性较弱，导致粉笔仍无法较好地在光滑的载体表面书写，不利于广泛应用。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种易于在光滑载体表面书写的粉笔及其制备方法，旨在解决现有技术中的粉笔在光滑的载体表面书写附着力较差、稳定性较弱的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种易于在光滑载体表面书写的粉笔，所述粉笔包括如下重量份数的下列组分：
第二方面，本申请提供一种易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法，包括如下步骤：
依照所述的易于在光滑载体表面书写的粉笔提供各组分；
将所述石蜡与所述氧化蜡进行第一加热处理，得到第一混合物；
将所述表面活性剂、所述萜烯树脂、所述有机溶剂与所述第一混合物进行第二加热处理，得到第二混合物；
将所述钛白粉、所述无机填料与所述第二混合物进行第三加热处理，得到第三混合物；
将所述第三混合物注入模具中进行冷却挤出，得到所述易于在光滑载体表面书写的粉笔。
本申请第一方面提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔，该粉笔在石蜡的基础上，加入氧化蜡和萜烯树脂，三者协同作用，氧化蜡中引入了醇羟基、羰基等极性官能团，能够提高粉笔的油溶性、乳化性和润滑性，进而提高粉笔在光滑载体表面的附着力，且保证具有适中的硬度；萜烯树脂是由天然松节油加工而成，代替了传统的油类物质，提升了使用手感，并且萜烯树脂附着力较好，在粉笔生产中可以更好的将各成分融合，在书写过程中能够提高粉笔的附着力及稳定性能，保证了粉笔在光滑载体表面书写的稳定性更高，不会损坏光滑载体材料的性能；同时，还与表面活性剂、钛白粉、有机溶剂、无机填料进行复配，共同作用，使得到的粉笔附着力强，粘结效果好，稳定性优异，笔触清晰，覆盖性较好，不粘手，手感良好，实现了在光滑载体表面易于书写的作用，有利于广泛使用。
本申请第二方面提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法，该制备方法中根据各组分的不同熔点，设置了三个不同的加热处理程序，使各组分熔融完全、混合均匀；该生产流程简洁，操作方便，不需要使用大型仪器设备即可完成制备，适用于工业生产。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一xx也可以被称为第二xx，类似地，第二xx也可以被称为第一xx。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例第一方面提供一种易于在光滑载体表面书写的粉笔，粉笔包括如下重量份数的下列组分：
本申请第一方面提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔，该粉笔以石蜡、氧化蜡和萜烯树脂作为主要成分，氧化蜡中引入了醇羟基、羰基等极性官能团，能够提高粉笔的油溶性、乳化性和润滑性，进而提高粉笔在光滑载体表面的附着力，且保证具有适中的硬度；以萜烯树脂代替传统的油类物质，提高使用手感和附着力，且能够更好地融合各组分；并与表面活性剂、钛白粉、有机溶剂、无机填料进行复配作用，提高了粉笔的附着力、稳定性和使用手感，达到了在光滑载体表面易于书写的效果，有利于广泛使用。
具体的，粉笔包括重量份数为3～5份的石蜡。石蜡是从石油、页岩油或其他沥青矿物油的馏出物中提取出来的一种烃类混合物，主要成分是固体烷烃，无臭无味，为白色或淡黄色半透明固体，以石蜡作为粉笔的原材料，能够保证粉笔材料无色无味，没有刺激性材料，安全系数较高。
在本申请具体实施例中，石蜡的重量份数选自3份、3.2份、3.5份、3.8份、4.0份、4.2份、4.4份、4.5份、4.8份、5.0份。
具体的，粉笔包括重量份数为22～26份的氧化蜡，氧化蜡是以石蜡或含油蜡为原料在一定催化剂下经纯氧或空气氧化得到的氧化物产品，通过氧化改性引入-oh、-cooh、-c＝o-、-coor等基团，使氧化蜡的性质得到改进。通过协同石蜡和氧化蜡组分，基于氧化蜡引入的醇羟基、羰基等极性官能团，能够提高粉笔的的油溶性、乳化性和润滑性，进而提高粉笔在光滑载体表面的附着力，且保证具有适中的硬度。
可选的，氧化蜡的酸值为75～90mgkoh/g，皂化值为140～160mgkoh/g；通过进一步控制氧化蜡的酸值和皂化值，能够保证氧化蜡与其他组分更好地相熔融，更有利于提高粉笔的油溶性、乳化性和润滑性，进而提高粉笔在光滑载体表面的附着力。
其中，氧化蜡的重量份数为22～26份，控制氧化蜡的添加量，使氧化蜡与石蜡能够协同作用。若氧化蜡的添加量过多，则会导致得到的粉笔在使用过程中不易擦拭，擦拭易存在残留，影响了使用；若氧化蜡的添加量过少，则协同作用效果差，导致粉笔在使用过程附着力弱，不易进行书写。
在本申请具体实施例中，氧化蜡的重量份数自22份、22.5份、23份、23.5份、24份、24.5份、25份、25.5份、26份。
可选的，氧化蜡和石蜡的质量比为(4.5～5)：1。控制氧化蜡与石蜡的质量比，能够保证粉笔的附着力较佳，提高了书写性能。在本申请可选实施例中，氧化蜡和石蜡的质量比为5：1，控制氧化蜡和石蜡的质量比，进而控制得到的粉笔书写附着力最佳。
具体的，粉笔包括重量份数为14～16份的萜烯树脂，萜烯树脂是由天然松节油加工而成，主要是利用松节油的α-蒎烯或β-蒎烯，在弗克氏催化剂作用下，经阳离子聚合而得的从液体到固体的一系列线型聚合物。采用萜烯树脂代替了传统的油类物质，提升了使用手感，并且萜烯树脂附着力较好，在粉笔生产中可以更好的将各成分融合，在书写过程中能够提高粉笔的附着力及稳定性能，保证了粉笔在光滑载体表面书写的稳定性更高，同时不会损坏光滑载体材料的性能。
可选的，萜烯树脂的平均分子量为650～1250，选择该平均分子量的萜烯树脂与氧化蜡混合使用，能够提高粉笔的粘附力、附着力、电绝缘性和稳定性，同时具有耐热、耐光、耐酸、耐碱、耐臭、无毒等优良性能。在本申请可选实施例中，萜烯树脂选自宝林树脂bt-911。
其中，粉笔中萜烯树脂的重量份数为14～16份，控制萜烯树脂的添加量，使萜烯树脂与氧化蜡协同作用，若萜烯树脂的添加量过多，则在制备过程中，易造成粘附力过强，粘附太快，导致使用时手感黏附不利于使用，且萜烯树脂具有一定的颜色，若添加过量还会导致颜色过深，不利于后续成品使用。
在本申请具体实施例中，萜烯树脂的重量份数选自14份、14.2份、14.5份、14.8份、15份、15.2份、15.5份、15.8份、16份。
具体的，粉笔包括重量份数为7～9份的表面活性剂；添加表面活性剂，能够使溶液的表面张力显著下降，有利于各组分的的混合。
可选的，表面活性剂选自硬脂酸、季铵化物、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。在本申请可选实施例中，表面活性剂选自硬脂酸，提供硬脂酸能够增强各组分的乳化效果，提高粉笔的性能。
在本申请具体实施例中，表面活性剂的重量份数为7.0份、7.2份、7.5份、7.8份、8.0份、8.2份、8.5份、8.8份、9.0份。
具体的，粉笔包括重量份数为24～26份的钛白粉，提供钛白粉能够保证粉笔不受其他组分颜色的影响，同时能够提高粉笔的硬度。
可选的，粉笔还包括重量份数为5～8份的色料粉，根据所需要的不同颜色的粉笔添加不同颜色色料粉。可选的，色料粉选自孔雀石绿色料粉、柠檬黄色料粉、铁红色料粉中的至少一种。
具体的，粉笔包括重量份数为10～12份有机溶剂；添加有机溶剂是基于“相似相溶”的原理，提供有机溶剂能够使各组分溶解完全，有利于产品的制备。
可选的，有机溶剂选自醇类溶剂、醚类溶剂、聚醚多元醇溶剂中的至少一种。在本申请可选实施例中，醇类溶剂包括但不限于甲醇、乙醇、丙三醇。醚类溶剂包括但不限于甲醚、乙醚。聚醚多元醇溶剂包括但不限于聚氧化丙烯二醇。
在本申请具体实施例中，有机溶剂的重量份数选自10份、10.2份、10.5份、10.8份、11份、11.2份、11.5份、11.8份、12份。
具体的，粉笔包括重量份数为8～10份的无机填料；添加无机填料，一方面可以提高粉笔的硬度，另一方面可以改善粉笔的颜色。
可选的，无机填料选自碳酸钙、硫酸钡、硫酸钙、硫酸镁、二氧化钛、硫酸铝、碳酸镁、氧化钙、氧化镁中的至少一种。在本申请可选实施例中，无机填料选自碳酸钙。
进一步可选的，无机填料的粒径为5000～6000目。控制无机填料的粒径为5000～6000目，使填料较细腻，与其他组分的混合更加均匀。
在本申请具体实施例中，无机填料的重量份数选自8份、8.2份、8.5份、8.8份、9.0份、9.2份、9.5份、9.8份、10份。
可选的，光滑载体包括但不限于玻璃、平板等光滑基材。相较于其他使用石蜡、天然蜡、传统油类物质的粉笔，本申请提升了粉笔在光滑载体表面的书写性能，又不影响光滑载体材料的光学性能，引入的有效成分并未使制备过程变得复杂，达到了在光滑载体材料表面易于书写的效果。
本申请实施例第二方面提供一种易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法，包括如下步骤：
s01.依照易于在光滑载体表面书写的粉笔提供各组分；
s02.将石蜡与氧化蜡进行第一加热处理，得到第一混合物；
s03.将表面活性剂、萜烯树脂、有机溶剂与第一混合物进行第二加热处理，得到第二混合物；
s04.将钛白粉、无机填料与第二混合物进行第三加热处理，得到第三混合物；
s05.将第三混合物注入模具中进行冷却挤出，得到易于在光滑载体表面书写的粉笔。
本申请第二方面提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法，该制备方法中根据各组分的不同熔点，设置了三个不同的加热处理程序，使各组分熔融完全、混合均匀；该生产流程简洁，操作方便，不需要使用大型仪器设备即可完成制备，适用于工业生产。
在步骤s01中，依照易于在光滑载体表面书写的粉笔提供各组分，各组分的选择及添加量已于上文进行论述，为了节约篇幅，此处不再进行赘述。
在步骤s02中，将石蜡与氧化蜡进行第一加热处理，得到第一混合物。可选的，第一加热处理的加热处理温度为80～100℃，加热处理的时间为20～30分钟，在第一加热处理的条件下进行热处理，能保证组分达到熔融状态。
在步骤s03中，将表面活性剂、萜烯树脂、有机溶剂与第一混合物进行第二加热处理，得到第二混合物。可选的，第二加热处理的加热处理温度为110～130℃，加热处理的时间为60～80分钟，提高反应温度，使各组分在有机溶剂中进行充分分散、熔解，使各组分熔解完全。
在本申请可选实施例中，控制第二加热处理的加热处理温度为110～130℃，边搅拌第一混合物，边加入表面活性剂、萜烯树脂、有机溶剂进行加热处理60～80分钟。
在步骤s04中，将钛白粉、无机填料与第二混合物进行第三加热处理，得到第三混合物。可选的，第三加热处理的加热处理温度为80～100℃，加热处理的时间为40～60分钟。进行第三加热处理，能够使材料分散混合均匀，有利于后续挤压成型。
在本申请可选实施例中，控制第三加热处理的加热处理温度为80～100℃，边搅拌第二混合物，边加入钛白粉和无机填料进行加热处理40～60分钟。
在步骤s05中，将第三混合物注入模具中进行冷却挤出，得到易于在光滑载体表面书写的粉笔。可选的，模具的形状选自柱状钢材模具。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔及其制备方法
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔
粉笔包括如下重量份数的下列组分：
其中，表面活性剂选自硬脂酸；有机溶剂选自乙醚，无机填料选择粒径大小为5000目的碳酸钙。
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法
包括如下步骤：
依照实施例1提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔提供各组分；
将石蜡与氧化蜡加入反应釜中，于90℃进行第一加热处理25分钟，得到热熔状态的第一混合物；
搅拌第一混合物升温至120℃，反应1小时，边搅拌第一混合物，边加入表面活性剂、萜烯树脂、有机溶剂，得到第二混合物；
将钛白粉、无机填料与第二混合物于90℃进行第三加热处理40分钟，得到第三混合物；
将第三混合物注入柱状钢模中进行冷却挤出，得到易于在光滑载体表面书写的粉笔。
实施例2
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔及其制备方法
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔
粉笔包括如下重量份数的下列组分：
其中，表面活性剂选自硬脂酸；有机溶剂选自乙醚，无机填料选择粒径大小为5000目的碳酸钙。
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法
包括如下步骤：
依照实施例2提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔提供各组分；
将石蜡与氧化蜡加入反应釜中，于100℃进行第一加热处理25分钟，得到热熔状态的第一混合物；
搅拌第一混合物升温至120℃，反应1小时，边搅拌第一混合物，边加入表面活性剂、萜烯树脂、有机溶剂，得到第二混合物；
将钛白粉、无机填料与第二混合物于100℃进行第三加热处理45分钟，得到第三混合物；
将第三混合物注入柱状钢模中进行冷却挤出，得到易于在光滑载体表面书写的粉笔。
实施例3
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔及其制备方法
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔
粉笔包括如下重量份数的下列组分：
其中，表面活性剂选自硬脂酸；有机溶剂选自聚氧化丙烯二醇，无机填料选择粒径大小为6000目的碳酸钙。
一种易于在光滑载体表面书写的粉笔的制备方法
包括如下步骤：
依照实施例3提供的易于在光滑载体表面书写的粉笔提供各组分；
将石蜡与氧化蜡加入反应釜中，于80℃进行第一加热处理30分钟，得到热熔状态的第一混合物；
搅拌第一混合物升温至110℃，反应80分钟，边搅拌第一混合物，边加入表面活性剂、萜烯树脂、有机溶剂，得到第二混合物；
将钛白粉、无机填料与第二混合物于80℃进行第三加热处理60分钟，得到第三混合物；
将第三混合物注入柱状钢模中进行冷却挤出，得到易于在光滑载体表面书写的粉笔。
对比例1
以市售的普通粉笔作为对比例1的样品。
对比例2
以市售的添加石蜡的石蜡粉笔作为对比例2的样品。
性能测试：
将实施例1～3得到的粉笔与对比例1～2提供的粉笔样品进行直观书写体验、手感、附着力和硬度测试。
其中，附着力测试的方法如下：将实施例1～3得到的粉笔与对比例1～2提供的粉笔样品各在20个同等大小方格内，书写相同大小的字，用同材质抹布擦拭，擦拭至字迹不清楚时，记录次数n1～n20；最终将记录的次数进行相加取平均值，分别比较平均值。
硬度测试的方法如下：将实施例1～3得到的粉笔与对比例1～2提供的粉笔样品一端夹在抽屉夹缝中，夹在夹缝中长度保持一致，另一端吊上小篮子，向篮子中加入同规格铁钉，记录粉笔折断时铁钉个数。重复5次，取平均值。
结果分析：
将实施例1～3得到的粉笔与对比例1～2提供的粉笔样品进行附着力测试和硬度测试，结果如表1所示，实施例1～3制备得到的粉笔的直观书写体验和手感均良好，对比例1提供的市售的普通粉笔，在书写过程中出现打滑，且使用过程中手上会沾有粉尘，对比例2提供的市售的添加石蜡的石蜡粉笔直观书写体验一般，且部分书写处有笔迹较粗、较钝处，直接接触手感较粘，表面需含包装纸。
对于附着力性能的测试，实施例1得到的粉笔产品附着力为27，实施例2得到的粉笔产品附着力为20，实施例3得到的粉笔产品附着力为25，对比例1提供的普通粉笔附着力为15，对比例2提供的石蜡粉笔附着力为19；可以看出，本申请制备的实施例1～3的粉笔产品附着力较好，且，实施例1提供的产品附着力最佳，其中，附着力最佳的原因是实施例1提供的产品氧化蜡和石蜡具有最佳的质量比为5:1，因此，实施例1提供的产品附着力最佳。
对于硬度性能的测试，实施例1得到的粉笔产品硬度为35，实施例2得到的粉笔产品硬度为28，实施例3得到的粉笔产品硬度为30，对比例1提供的普通粉笔硬度为26，对比例2提供的石蜡粉笔硬度为29；可以看出，实施例1～3得到的粉笔产品硬度均较好，其中实施例1得到的产品硬度最佳，由于无机填料的添加份数较多，因此得到的产品硬度较高。
综上，本申请得到的粉笔硬度适中，附着力较好；加入萜烯树脂代替传统油类物质，使用手感得到提升，并且萜烯树脂附着力较好，在粉笔生产中，可以更好的将各成分融合，在书写过程中，提高附着力，又不影响光滑载体的性能；生产流程简洁，适于工业生产。相较于其他使用石蜡、天然蜡、传统油类物质的粉笔，本申请提升了粉笔在光滑载体表面的书写性能，又不影响光滑载体的性能，引入的有效成分并未使制备过程变得复杂，达到了在光滑载体表面易于书写的效果。
表1
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。