新型砚台的制作方法

本发明涉及砚台
技术领域：
，尤其涉及一种贮墨和加热功能的新型砚台。
背景技术：
：砚台是中国古代传统造物的重要门类之一，文房四宝之冠，是集审美与实用为一体的中国古代艺术设计。砚诞生于用的需要，从以用为宗逐渐演化为赏用结合的艺术品。于一砚之中，我们不仅能品味欣赏到材质纹理的美妙，雕刻创意，艺术处理的精工精巧，同时，砚无疑是中国传统文化的一个传载，积淀和缩影。传统的砚台经过较长时间的使用，墨汁产生的溶蚀作用下，砚台容易出现裂隙，形成细小的孔洞，使砚台强度降低，裂隙使墨汁渗透，导致贮墨性能降低。此外，现有的砚台在天气较冷的情况下，研磨的墨汁会变冷，凝固，影响使用。本发明提供了新型砚台，该砚台不易发生溶蚀现象，强度高，不会导致驻墨性能降低，并且，该新型砚台能够防止墨汁凝固。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种新型砚台，该砚台不易发生溶蚀现象，强度高，不会导致驻墨性能降低，并且，该新型砚台能够防止墨汁凝固。为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型砚台，其包括砚台母体和位于磨墨区的耐蚀层和位于砚台母体侧壁的吸光层。制备所述母体的原料包括方解石、粘土、石英石、二氧化硅改性不饱和聚酯和固化剂。所述母体中各原料的重量百分比分别为方解石3%～8%、粘土35%～40%、石英石35%～45%、二氧化硅改性不饱和聚酯15%～20%和固化剂1%～2%，各原料的质量之和为100%。所述二氧化硅改性聚酯的制备方法包括：第一步，将二氧化硅粉碎，在高温下干燥，过100目筛，每取300g过筛后的二氧化硅粉末，加入表面改性剂硬质酸钠的水溶液200ml(100ml溶液中硬质酸钠的含量为3g)，在室温下高速搅拌30分钟，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤3次，每次乙醇用量为30ml，滤饼干燥，研磨成粉末；第二步，以5g苯二甲酸二甲酯为计量基础，在反应容器中每添加5g对苯二甲酸二甲酯、添加1,2-丙二醇10g、钛酸四正丁酯1g，在反应容器中通入氮气，加热升温，待物料熔融后开始搅拌，控制反应温度在180度，当酸值降到8mgkoh/g时，降低温度，进一步加入30g顺丁烯二酸酐、1,2-丙二醇30g30g(以5g对苯二甲酸二甲酯为基础)，继续进行酯化反应，控制反应温度在200℃左右，搅拌2小时～3小时，降温至90℃，保温搅拌均匀即得。第三步，每取5g第一步制备的粉末加入到第二步制备的产物中充分搅拌，加入促进剂过氧化苯甲酰0.05g混合搅拌均匀，放入真空干燥箱中真空脱泡，常温固化24h后，再升温至90℃固化2h，粉碎成粉末。用于形成所述耐蚀层的所述耐蚀涂料的原料包括醇胺改性环氧树脂、二氧化硅、水、吡咯烷酮、丙烯酸酯和kh-560。所述耐蚀涂料中各原料的重量分别为，相对于100重量份的醇胺改性环氧树脂，所述二氧化硅的用量为40重量份～50重量份，所述吡咯烷酮的重量份为5重量份～8重量份，丙烯酸酯20重量份～30重量份，kh-560为3重量份～5重量份，以固体计，所述水的用量为100重量份～150重量份。所述醇胺改性环氧树脂的制备方法为在反应容器中加入溶剂无水乙醇和双酚a型环氧树脂，在60℃下搅拌预热50分钟，溶剂无水乙醇与双酚a型环氧树脂的摩尔比为4:1，随后缓慢加入二甘醇胺，二甘醇胺和双酚a型环氧树脂的摩尔比为0.3:1，升温至85℃反应3小时，随后降温至60℃加入冰醋酸中中和成盐，双酚a型环氧树脂与冰醋酸的摩尔比为1:0.3～0.4，反应40分钟，加入去离子水，得到醇胺改性环氧树脂，双酚a型环氧树脂与去离子水的比例为1mol树脂对应10ml去离子水。用于形成所述吸光层的吸光涂料的原料包括磺酸根改性碳纳米管、重氮萘醌化合物、酚醛清漆树脂和乳酸乙酯溶剂。所述吸光涂料中各原料的重量份分别为磺酸根改性碳纳米管5重量份～10重量份、重氮萘醌化合物8重量份～12重量份、酚醛清漆树脂50重量份～60重量份和乳酸乙酯溶剂30重量份～40重量份。所述重氮萘醌化合物的制备方法为以5g重氮萘醌磺酰氯重量计，将重氮萘醌磺酰氯5g与三羟基二苯甲酮2g放入反应容器中，加入50ml丙酮搅拌溶解，随后加入5ml水，缓慢滴加与三羟基二苯甲酮等摩尔量的三乙胺，三乙胺溶解在丙酮溶液中滴加，滴加完毕后至反应完成，将反应溶液搅拌下倒入300ml蒸馏水中，加入氯化铵固体并溶解，促使反应产物析出，过滤，水洗三遍，干燥至恒中，得到固体。所述磺酸根改性碳纳米管的制备方法包括：第一步，将碳纳米管浸泡在浓硫酸中，超声分散，在90℃下回流处理1h，抽滤并用去离子水洗至中性，冻干；第二步，将第一步的产物溶解在水中，滴加到氨基苯磺酸重氮盐溶液中，碳纳米管和氨基苯磺酸重氮盐的质量比为1:2，在水浴中反应5小时，随后在常温下继续反应3小时，反应后抽滤，并用去离子水冲洗，冻干得到产物。本发明还提供了上述砚台的制备方法，其包括：第一步，将各原料加入搅拌机中搅拌均匀，填充入模具，均匀压实，在30℃～40℃固化3小时，得到母体；第二步，雕刻，将母体根据需要雕刻成各种需要的样式；第三步，打磨，对雕刻后的母体进行墨制，使其平整、光滑，去掉不应有的刀痕；第四步，涂料，在母体的磨墨区涂覆耐蚀涂料形成耐蚀层，在侧壁涂覆吸光涂料形成吸光层。本发明的有益效果:本发明提供的砚台不易发生溶蚀现象，强度高，不会导致驻墨性能降低，并且，该新型砚台能够防止墨汁凝固。附图说明图1醇胺改性环氧树脂的红外谱图；图2二氧化硅改性聚酯的红外谱图；图3磺酸根改性碳纳米管的红外谱图。具体实施方式本发明提供了一种新型砚台，其包括砚台母体和位于磨墨区的耐蚀层和位于砚台母体侧壁的吸光层。制备所述母体的原料包括方解石、粘土、石英石、二氧化硅改性不饱和聚酯和固化剂。进一步优选，所述母体仅由上述原料制备而成。所述母体中各原料的重量百分比分别为方解石3%～8%、粘土35%～40%、石英石35%～45%、二氧化硅改性不饱和聚酯15%～20%和固化剂1%～2%，各原料的质量之和为100%。所述母体中各原料的重量进一步优选分别为方解石6%、粘土35%、石英石40%、二氧化硅改性不饱和聚酯18%和固化剂1%。所述固化剂为过氧化甲乙酮。二氧化硅改性聚酯的加入可以在保持砚台硬度的同时增强其韧性，减少由于溶蚀现象产生的裂缝导致的砚台硬度降低，减少砚台破碎的可能性。所述二氧化硅改性聚酯的制备方法包括：第一步，将二氧化硅粉碎，在高温下干燥，过100目筛，每取300g过筛后的二氧化硅粉末，加入表面改性剂硬质酸钠的水溶液200ml(100ml溶液中硬质酸钠的含量为3g)，在室温下高速搅拌30分钟，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤3次，每次乙醇用量为30ml，滤饼干燥，研磨成粉末；第二步，以5g苯二甲酸二甲酯为计量基础，在反应容器中每添加5g对苯二甲酸二甲酯、添加1,2-丙二醇10g、钛酸四正丁酯1g，在反应容器中通入氮气，加热升温，待物料熔融后开始搅拌，控制反应温度在180度，当酸值降到8mgkoh/g时，降低温度，进一步加入30g顺丁烯二酸酐、1,2-丙二醇30g30g(以5g对苯二甲酸二甲酯为基础)，继续进行酯化反应，控制反应温度在200℃左右，搅拌2小时～3小时，降温至90℃，保温搅拌均匀即得。第三步，每取5g第一步制备的粉末加入到第二步制备的产物中充分搅拌，加入促进剂过氧化苯甲酰0.05g混合搅拌均匀，放入真空干燥箱中真空脱泡，常温固化24h后，再升温至90℃固化2h，粉碎成粉末。本发明还提供了上述砚台的制备方法，其包括：第一步，将各原料加入搅拌机中搅拌均匀，填充入模具，均匀压实，在30℃～40℃固化3小时，得到母体；第二步，雕刻，将母体根据需要雕刻成各种需要的样式；第三步，打磨，对雕刻后的母体进行墨制，使其平整、光滑，去掉不应有的刀痕；第四步，涂料，在母体的磨墨区涂覆耐蚀涂料形成耐蚀层，在侧壁涂覆吸光涂料形成吸光层。所述耐蚀层是在砚台母体的基础上在磨墨区涂覆一层耐蚀涂料而成，耐蚀层的存在使墨汁与母体不轻易接触，从而防止溶蚀产生的裂缝导致的砚台硬度降低。所述耐蚀涂料的原料包括醇胺改性环氧树脂、二氧化硅、水、吡咯烷酮、丙烯酸酯和kh-560。进一步，所述耐蚀涂料仅由上述原料制备而成。所述耐蚀涂料中各原料的重量分别为，相对于100重量份的醇胺改性环氧树脂，所述二氧化硅的用量为40重量份～50重量份，所述吡咯烷酮的重量份为5重量份～8重量份，丙烯酸酯20重量份～30重量份，kh-560为3重量份～5重量份，以固体计，所述水的用量为100重量份～150重量份。进一步优选，所述耐蚀涂料中各原料的重量分别为，相对于100重量份的醇胺改性环氧树脂，所述二氧化硅的用量为50重量份，所述吡咯烷酮的重量份为6重量份，丙烯酸酯25重量份，kh-560为4重量份，以固体计，所述水的用量为120重量份。所述醇胺改性环氧树脂的制备方法为在反应容器中加入溶剂无水乙醇和双酚a型环氧树脂，在60℃下搅拌预热50分钟，溶剂无水乙醇与双酚a型环氧树脂的摩尔比为4:1，随后缓慢加入二甘醇胺，二甘醇胺和双酚a型环氧树脂的摩尔比为0.3:1，升温至85℃反应3小时，随后降温至60℃加入冰醋酸中中和成盐，双酚a型环氧树脂与冰醋酸的摩尔比为1:0.3～0.4，反应40分钟，加入去离子水，得到醇胺改性环氧树脂，双酚a型环氧树脂与去离子水的比例为1mol树脂对应10ml去离子水。所述双酚a型环氧树脂为环氧树脂e51。本发明还提供了上述耐蚀涂料的制备方法，具体为将上述各原料按重量份混合在一起，加热到30℃～40℃，搅拌2～3小时，降至室温，获得涂料。所述吸光层是在砚台母体的基础上在侧壁涂覆一层吸光涂料而成，所述吸光层通过将光能转化成热能，可以使砚台整体温度较高，保证墨汁不易凝结成固体，方便使用。所述吸光涂料的原料包括磺酸根改性碳纳米管、重氮萘醌化合物、酚醛清漆树脂和乳酸乙酯溶剂。进一步优选，所述吸光涂料仅由上述原料制备而成。所述吸光涂料中各原料的重量份分别为磺酸根改性碳纳米管5重量份～10重量份、重氮萘醌化合物8重量份～12重量份、酚醛清漆树脂50重量份～60重量份和乳酸乙酯溶剂30重量份～40重量份。进一步优选，所述吸光涂料中各原料的重量份分别为磺酸根改性碳纳米管8重量份、重氮萘醌化合物10重量份、酚醛清漆树脂55重量份和乳酸乙酯溶剂35重量份。所述重氮萘醌化合物的制备方法为以5g重氮萘醌磺酰氯重量计，将重氮萘醌磺酰氯5g与三羟基二苯甲酮2g放入反应容器中，加入50ml丙酮搅拌溶解，随后加入5ml水，缓慢滴加与三羟基二苯甲酮等摩尔量的三乙胺，三乙胺溶解在丙酮溶液中滴加，滴加完毕后至反应完成，将反应溶液搅拌下倒入300ml蒸馏水中，加入氯化铵固体并溶解，促使反应产物析出，过滤，水洗三遍，干燥至恒中，得到固体。所述磺酸根改性碳纳米管的制备方法包括：第一步，将碳纳米管浸泡在浓硫酸中，超声分散，在90℃下回流处理1h，抽滤并用去离子水洗至中性，冻干；第二步，将第一步的产物溶解在水中，滴加到氨基苯磺酸重氮盐溶液中，碳纳米管和氨基苯磺酸重氮盐的质量比为1:2，在水浴中反应5小时，随后在常温下继续反应3小时，反应后抽滤，并用去离子水冲洗，冻干得到产物。所述浓硫酸为市售产品，浓度为98%。本发明还提供了上述吸光涂料的制备方法，具体为将上述各原料按重量份混合在一起，加热到45℃～60℃，搅拌1～2小时，降至室温，获得涂料。以下采用实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。实施例1醇胺改性环氧树脂在反应容器中加入溶剂无水乙醇和双酚a型环氧树脂e51，两者的摩尔比为4:1，在60℃下搅拌预热50分钟，随后缓慢加入二甘醇胺，二甘醇胺和双酚a型环氧树脂e51的摩尔比为0.3:1，升温至85℃反应3小时，随后降温至60℃加入冰醋酸中中和成盐，双酚a型环氧树脂e51与冰醋酸的摩尔比为1:0.3，反应40分钟，加入去离子水，得到醇胺改性环氧树脂，双酚a型环氧树脂与去离子水的比例为1mol树脂对应10ml去离子水，得到醇胺改性环氧树脂。产物的红外谱图见图1，a为改性前的环氧树脂谱图，b为改性后的环氧树脂谱图。实施例2二氧化硅改性聚酯将二氧化硅粉碎，在高温下干燥，过100目筛，每取300g过筛后的二氧化硅粉末，加入表面改性剂硬质酸钠的水溶液200ml(100ml溶液中硬质酸钠的含量为3g)，在室温下高速搅拌30分钟，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤3次，每次乙醇用量为30ml，滤饼干燥，研磨成粉末，以5g苯二甲酸二甲酯为计量基础，在反应容器中每添加5g对苯二甲酸二甲酯、添加1,2-丙二醇10g、钛酸四正丁酯1g，在反应容器中通入氮气，加热升温，待物料熔融后开始搅拌，控制反应温度在180度，当酸值降到8mgkoh/g时，降低温度，进一步加入30g顺丁烯二酸酐、1,2-丙二醇30g30g(以5g对苯二甲酸二甲酯为基础)，继续进行酯化反应，控制反应温度在200℃左右，搅拌2小时～3小时，降温至90℃，保温搅拌均匀即得，每取5g第一步制备的粉末加入到第二步制备的产物中充分搅拌，加入促进剂过氧化苯甲酰0.05g混合搅拌均匀，放入真空干燥箱中真空脱泡，常温固化24h后，再升温至90℃固化2h，粉碎成粉末，获得二氧化硅改性聚酯。产物的红外谱图见图2，a为二氧化硅改性谱图，b为聚酯红外谱图，c为产物谱图。实施例3重氮萘醌化合物以5g重氮萘醌磺酰氯重量计，将重氮萘醌磺酰氯5g与三羟基二苯甲酮2g放入反应容器中，加入50ml丙酮搅拌溶解，随后加入5ml水，缓慢滴加与三羟基二苯甲酮等摩尔量的三乙胺，三乙胺溶解在丙酮溶液中滴加，滴加完毕后至反应完成，将反应溶液搅拌下倒入300ml蒸馏水中，加入氯化铵固体并溶解，促使反应产物析出，过滤，水洗三遍，干燥至恒中，得到固体。从红外谱图看，重氮萘醌化合物到在3430cm-1处有中等强度的宽峰，说明产物中有羟基，2149cm-1处的吸收说明产物中可能含有氰基或者碳碳三键，但反应物中不含cc三键而且该反应也不能生成cc三键，因此产物中含有氰基，在1602cm-1处有尖锐的吸收说明产物中有苯环，重氮萘醌磺酸酯3433cm-1的-oh特征吸收峰减弱，说明已经有部分三羟基二苯甲酮与重氮萘醌磺酰氯发生酯化反应。实施例4磺酸根改性碳纳米管将碳纳米管浸泡在市售浓度为98%的浓硫酸中，超声分散，在90℃下回流处理1h，抽滤并用去离子水洗至中性，冻干，将产物溶解在水中，滴加到氨基苯磺酸重氮盐溶液中，碳纳米管和氨基苯磺酸重氮盐的质量比为1:2，在水浴中反应5小时，随后在常温下继续反应3小时，反应后抽滤，并用去离子水冲洗，冻干得到产物。磺酸根改性碳纳米管的红外谱图见图3，a为碳纳米管的红外谱图，b为磺酸化的碳纳米管谱图。实施例5耐蚀涂料将1kg的醇胺改性环氧树脂，0.5kg二氧化硅，60g吡咯烷酮，0.25kg丙烯酸酯，40gkh-560，水1.2kg混合在一起，加热到30℃，搅拌2.5小时，降至室温，获得涂料。实施例6吸光涂料将实施例4制备的磺酸根改性碳纳米管80g、实施例3制备的重氮萘醌化合物100g、酚醛清漆树脂5.5kg和乳酸乙酯溶剂3.5kg混合在一起，加热到50℃，搅拌2小时，降至室温，获得涂料。实施例7砚台的制备将方解石60g、粘土350g、石英石400、二氧化硅改性不饱和聚酯180g和固化剂过氧化甲乙酮10g加入搅拌机中搅拌均匀，填充入模具，均匀压实，在40℃固化3小时，得到母体，将母体根据需要雕刻成各种需要的样式，对雕刻后的母体进行墨制，使其平整、光滑，去掉不应有的刀痕，在母体的磨墨区涂覆实施例5制备的耐蚀涂料形成耐蚀层，在侧壁涂覆实施例6制备的吸光涂料形成吸光层，从而制备砚台。实施例8砚台的耐蚀性能选取实施例7制备的砚台、方解石制备的砚台、大理石制备的砚台进行比较。分别在4℃、20℃左右对砚石贮墨时长进行模拟实验，结果见表1。表1砚石贮墨时长模拟实验本发明砚台方解石砚台大理石砚台4℃43.0h5.8h7.3h20℃60.0h8.6h11.5h结果显示，墨水在本发明实施例7制备的砚台样品小孔中保留的时间较长，贮墨时长为43.0～60.0h，在方解石砚台和大理石砚台中保留时间明显较短，贮墨时长为5.8～11.5h。此处可以看出，溶蚀程度越低，在显微镜下矿物排列紧密，致密度高，水渗透作用差，贮墨性能好。所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。当前第1页12