本发明涉及文教用品及文具用品领域，具体涉及一种环保型纳米无尘粉笔及其制备方法。
背景技术：
粉笔是日常教学中必不可少的文化用品，其以字体清晰直观、易写易擦、价格低廉等优点而被广泛使用。石膏粉是制造粉笔用得最广泛的一种原料，它本身既是粉笔的白色基料，同时又是粉笔成型的粘结剂。但由于石膏粉笔内含有气孔、密度小(0.8-1.0g/cm3)，用于制备普通粉笔在使用过程中粉尘飞扬很大，严重地危害着广大师生的身体健康，又影响环境卫生。
为改善教学环境和改进粉笔的使用性能，目前国内外已广泛采用无尘粉笔，以解决粉尘污染的问题。目前，国内外粉笔的降尘途径主要有两个方面：(1)增加粉末重量；通过加入油脂类或是聚醇类物质做粘结剂，再加大比重较大的填料等，使粉尘的比重和体积都增大，不易分散。(2)增加粉笔的耐磨度(减少摩擦量)。例如申请号为201510919174.2的专利通过在石膏粉中加入防尘剂、高级脂肪醇硫酸酯类表面活性剂、麦饭石粉、加工助剂等，制备出绿色环保的无尘粉笔；申请号为201310386442.x的专利通过在熟石膏中加入大白粉、聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醇等，制备出书写流利、字迹清晰、硬度适中、粉尘少的环保无尘粉笔。申请号为200910011700.x的专利通过添加伊利石粉、甘油、表面活性剂、精华油、食用油、石蜡、植物性棕榈油等，制备出不产生粉尘、用湿布就能擦净的生化粉笔。事实上，由于粉笔板书是靠粉尘的覆盖而呈字迹，无尘粉笔或多或少还是会出现粉尘，只是粉尘量比普通粉笔大大减少。而且，由于加入油脂等粘结剂，会导致粉笔的机械强度降低。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，至少包括以下组分：
其中，所述助剂由改性淀粉、单甘酯和硅油组成。
作为一种优选的技术方案，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
作为一种优选的技术方案，所述金红石型钛白粉的粒径为50～500nm。
作为一种优选的技术方案，所述改性淀粉、单甘酯、硅油的重量份比为：
改性淀粉20～30％；
单甘酯60～70％；
硅油10～20％。
作为一种优选的技术方案，所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠。
作为一种优选的技术方案，所述单甘酯为油酸甘油酯、亚油酸甘油酯、棕榈酸甘油酯、山嵛酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、月桂酸甘油酯、亚麻酸甘油酯中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述单甘酯为棕榈酸甘油酯。
作为一种优选的技术方案，所述硅油为羟基苯基硅油。
作为一种优选的技术方案，所述羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1～10％。
本发明的第二个方面提供了所述无尘粉笔的制备方法，至少包括以下步骤：
s1将白油、石蜡依次加入搅拌容器中，转速为1500～2500转/分，温度70～100℃下，搅拌1～2小时；
s2将钛白粉、助剂依次加入步骤s1的搅拌容器中，转速为1500～2500转/分，温度80～100℃下，搅拌1.5～2小时；
s3将步骤s2中的混合物注入模具、压制、冷却、切割成成品、包装、即得。
有益效果：本发明的无尘粉笔通过钛白粉、白油、石蜡、助剂等各个组分的相互协同作用，质地细腻柔韧、书写流畅，不易断裂；通过控制各成分的比例，使得粉笔的粉尘量总体浓度大幅下降。而且，该无尘粉笔不含有毒、挥发性物质，耐候性好、寿命长，有助于教学坏境的改善。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，至少包括以下组分：
其中，所述助剂由改性淀粉、单甘酯和硅油组成。
作为一种优选的实施方式，所述无尘粉笔，按重量份计，至少包括以下组分：
钛白粉
钛白粉是一种多晶型无机化合物，主要成分为tio2。tio2是一种多晶化合物，其质点呈规则排列。其化学性质极为稳定，是一种偏酸性的两性氧化物。常温下几乎不与其他元素和化合物反应，对氧、氨、氮、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫都不起作用，不溶于水、脂肪，也不溶于稀酸及无机酸、碱，只溶于氢氟酸。在光作用下，钛白粉可发生连续的氧化还原反应，具有光化学活性。
本申请中的钛白粉可通过硫酸法制备。所述硫酸法是指以硫酸作为生产钛白粉的主要原料，首先要得到硫酸钛溶液，经还原和真空结晶除去溶液中的大部分杂质铁元素；通过将钛液加热到接近沸腾温度，使硫酸钛溶液发生水解，得到偏钛酸沉淀；将偏钛酸沉淀过滤，除去大部分的废酸及有害金属杂质；再经一至二次水洗，除去偏钛酸中绝大部分杂质金属元素；向偏钛酸中加入适当的盐处理剂，并过滤脱除大部分水后，偏钛酸滤饼进入砖窑煅烧，得到二氧化钛初品。将以上初品经过后处理，得到钛白粉产品。
本申请中的钛白粉也可通过氯化法制备。所述氯化法是以氯气为主要原料的方法。先用盐酸或冶炼除去钛铁矿中的铁元素，得到钛含量很高的钛原料；然后将焦炭和氯气与钛原料发生反应生成四氯化钛；经加热提纯后，在高温下与氧气反应得到金红石型钛白粉初品。以上初品经过后处理，得到金红石型钛白粉产品。
钛白粉具有三种结晶形态，分别是金红石型钛白粉、锐钛型钛白粉和板态型钛白粉。其中，板态型钛白粉是一种非常不稳定的晶型，属于斜方晶系，晶格由8个单位tio2组成。当温度上升至650℃左右，板态型钛白粉将转化为金红石型钛白粉。在200～600℃温度下，采用烷基钛或钛酸钠与氢氧化钾或氢氧化钠为原料，可制得板态型钛白粉。锐钛型钛白粉为四方型晶系，晶格由4个单位tio2组成，衍射角是25.5度，形状近似规则的八面体。金红石型钛白粉为四方型晶系，晶格由2个单位tio2组成，衍射角是27.5度，其晶体细而长，形状呈菱形。
作为一种优选的实施方式，所述钛白粉为金红石型钛白粉。
作为一种优选的实施方式，所述金红石型钛白粉的粒径为50～500nm。
优选地，所述金红石型钛白粉的粒径为200～260nm。
所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司。
白油
白油，又称为石蜡油、矿物油，无色、无味、化学惰性、光安定性能好。白油的基本组成为饱和烃结构，是自石油分馏的高沸馏分(即润滑油馏分)中经脱蜡、碳化、中和、活性白土精制等处理后而成，为液体类烃类的混合物，主要成分为c16～c31的正异构烷烃的混合物，芳香烃、含氮、氧、硫等物质近似于零。白油具有良好的氧化安定性，化学稳定性，光安定性。
在一种优选的实施方式中，所述白油的运动黏度为10～50mm2/s。
优选地，所述白油的运动黏度为12～16mm2/s。
本申请中，白油的运动黏度参考gb/t265-1988的方法测定。测定步骤是在40℃下，一定体积的白油在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管黏度计的时间，黏度计的毛细管常数与流动时间的乘积，即为40℃下白油的运动黏度。
本申请中，所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司。
石蜡
石蜡又称晶形蜡，碳原子数约为18～30的烃类混合物，主要组分为直链烷烃(约为80％～95％)，还有少量带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃(两者合计含量20％以下)。石蜡是从原油蒸馏所得的润滑油馏分经溶剂精制、溶剂脱蜡或经蜡冷冻结晶、压榨脱蜡制得蜡膏，再经脱油，并补充精制制得的片状或针状结晶。
本申请中，所述石蜡包括微晶蜡、液体石蜡、聚乙烯蜡中的至少一种。
所述微晶蜡是一种分子量高、熔点高的矿物质蜡，其具有较高的支链烷烃、环状烷烃。本申请中微晶蜡的韧性较好，对水蒸汽具有较低的渗透性。常温下为无色到白色块状固体，无嗅无味，熔点为60～85℃。
所述液体石蜡是指以煤油或柴油馏分为原料，经分子筛吸附分离或异丙醇-尿素脱蜡，得到的含正构烷烃的石蜡；或者是煤/天然气液化过程中合成的液体石蜡。
所述聚乙烯蜡指分子量为1500-25000的低分子量聚乙烯或部分氧化的低分子量聚乙烯。其呈颗粒状、白色粉末、块状以及乳白色蜡状。具有优良的流动性、电性能、脱模性。
在一种优选的实施方式中，所述石蜡为微晶蜡。
优选地，所述微晶蜡为氧化微晶蜡。
所述氧化微晶蜡的制备方法，包括以下步骤：
(1)加入10g微晶蜡于反应釜中，加热使熔融；
(2)加入50mg催化剂醋酸锰和1.2g助剂硬脂酸，通入流速为70～80ml/min的氧气，在150℃下反应2～10h，即得氧化微晶蜡。
在一种优选的实施方式中，所述氧化微晶蜡的酸值为5～30mgkoh/g。
优选地，所述氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g。
本申请中，所述氧化微晶蜡酸值的测定方法为：
(1)取1.0000g氧化微晶蜡放入250ml的三角烧瓶，加入40ml的二甲苯，加热至熔化；
(2)加入3～5滴1％酚酞溶液，用0.5mol/l的koh-乙醇溶液进行滴定，至被滴定的热溶液出现桃红色为止，如果在滴定时发现蜡沉淀现象，则再加热样品，滴定要尽可能快。并记录下所用的koh-乙醇溶液的毫升数。
其中，酸值的计算式为：酸值＝(vkoh×nkoh-乙醇×56.1)/w(样)。vkoh为消耗的koh-乙醇溶液的体积；nkoh-乙醇为koh-乙醇溶液的浓度；w(样)为微晶蜡的质量。
本申请中，氧化微晶蜡除了起凝固作用，还具有很好的乳化作用，能促进钛白粉在油性体系的分散以及增加粉笔的韧性，特别是氧化微晶蜡的酸值在5～30mgkoh/g时。当酸值较高时，氧化微晶蜡的颜色偏黄，影响粉笔的使用。
在一种实施方式中，所述助剂由改性淀粉、单甘酯和硅油组成。
改性淀粉
淀粉是由葡萄糖缩聚而成的一种多糖类物质的天然高分子化合物，是自然界来源最丰富的一种可再生物质，可降解，不会对环境造成污染。其分子链中存在着大量可反应的羟基，从而为淀粉的改性提供了结构上的基础。改性淀粉是在天然淀粉所具有的固有特性的基础上，为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，利用物理、化学或酶法处理，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性，使其更适合于一定应用的要求。
在一种优选的实施方式中，所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠。
本申请中烯基琥珀酸淀粉钠为白色粉末、无毒、无异味。辛烯基琥珀酸淀粉钠是以淀粉与辛烯基琥珀酸酐经酯化，同时可能经过酶处理、糊精化、酸处理、漂白处理而得的。
本申请中，钛白粉具有折射率高、耐候性好及白度高等优点，但是由于钛白粉表面羟基较多，难以分散于油性体系中。本申请人发现，加入辛烯基琥珀酸淀粉钠可以改善钛白粉在油性体系的分散性，从而加大钛白粉的含量。辛烯基琥珀酸淀粉酯具有含量为1：1的极性和非极性基团，一方面辛烯基琥珀酸淀粉酯上的极性基团与tio2形成强的相互作用力；另一方面，辛烯基琥珀酸淀粉酯上的非极性基团与油性体系相互作用，促进了钛白粉在油性体系的分散。
单甘酯
本申请中，术语“单甘酯”为单脂肪酸甘油酯。
本申请中，单脂肪酸甘油酯含有一个亲油的长链烷基和两个亲水的羟基，具有良好的表面活性。
在一种优选的实施方式中，所述单甘酯为油酸甘油酯、亚油酸甘油酯、棕榈酸甘油酯、山嵛酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、月桂酸甘油酯、亚麻酸甘油酯中的至少一种。
本申请人发现，加入辛烯基琥珀酸淀粉钠可提高钛白粉在油性体系的分散性，但是由于其含有较大的环状结构，导致乳化速度慢，乳化效果不理想。而且由于辛烯基琥珀酸淀粉钠分子中的大环状结构调整分子链排列速度慢，导致形成的胶束比较松散，而且粒径较大，稳定性较差。本申请人发现加入单脂肪酸甘油酯后，可以促进辛烯基琥珀酸淀粉钠乳化速度加快，提高乳化剂的稳定性。本申请人认为可能的原因是脂肪酸甘油酯具有较长的分子链结构，链段容易发生内旋转和和改变其构象，其亲水基团和疏水基团分别往无机物和油相体系中的迁移速度较快，因此较快速形成较疏松的界面膜，而单脂肪酸甘油酯移动产生的空穴可以供给辛烯基琥珀酸淀粉钠中环状结构的移动和吸附在无机物上的速度，加快乳化速度。
另外，在紫外线的照射下，钛白粉表面的电子会产生跃迁，使得晶格上的氧原子失去两个电子，形成具有较强氧化作用的新生态氧，能氧化与二氧化钛接触的有机物质，使周围的有机介质性能发生变化，进而导致粉笔韧性变差、易断裂，影响粉笔的使用性能。本申请人意外发现，加入辛烯基琥珀酸淀粉钠和单脂肪酸甘油酯能一定程度上提高粉笔的耐候性。可能的原因是：辛烯基琥珀酸淀粉钠和单脂肪酸甘油酯在钛白粉周围形成包覆作用，阻止钛白粉表面的电子产生跃迁生成新生态氧。
在一种优选的实施方式中，所述单甘酯为棕榈酸甘油酯。
硅油
硅油通常指的是在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品。一般分为甲基硅油和改性硅油两类。最常用的硅油为甲基硅油，其有机基团全部为甲基，甲基硅油具有良好的化学稳定性、绝缘性，疏水性能好。它是由二甲基二氯硅烷加水水解制得初缩聚环体，环体经裂解、精馏制得低环体，然后把环体、封头剂、催化剂放在一起调聚就可得到各种不同聚合度的混合物，经减压蒸馏除去低沸物就可制得硅油。硅油具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，此外还具有低的粘温系数、较高的抗压缩性，有的品种还具有耐辐射的性能。硅油有许多特殊性能，如抗氧化、闪点高、挥发性小、对金属无腐蚀、无毒等。
按化学结构来分有甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、甲基含氢硅油、甲基苯基硅油、甲基氯苯基硅油、甲基乙氧基硅油、甲基三氟丙基硅油、甲基乙烯基硅油、甲基羟基苯基硅油、乙基含氢硅油、羟基含氢硅油、含氰硅油等；按用途来分，则有阻尼硅油、扩散泵硅油、液压油、绝缘油、热传递油、刹车油等。常用作高级润滑油、防震油、绝缘油、消泡剂、脱模剂、擦光剂和真空扩散泵油等。在各种硅油中，以甲基硅油应用得最广泛，是硅油中最重要的品种，其次是甲基苯基硅油。此外，还有乙基硅油、甲基苯基硅油、含腈硅油等。通过硅油的改性可以使得改性后的硅油具有特殊的性质。
在一种优选的实施方式中，所述硅油为羟基苯基硅油。
所述羟基苯基硅油的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护氛围下，将0.04mol二苯基硅二醇、0.08mol吡啶和20gthf混合于250ml单口瓶中并将温度升温至40℃；
(2)将一定量的二甲基二氯硅烷，20.0gthf组成的混合物逐滴加入，滴加完成后继续反应6h。
(3)反应混合物在经过减压、离心以及减压等后处理除去大部分低沸点化合物后，吡啶盐溶剂和副产物，即得羟基苯基硅油。
在一种优选的实施方式中，所述羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1～10％。
优选地，所述羟基苯基硅油中羟基的质量分数为6％。
本申请中，羟基苯基硅油中羟基质量分数的测定方法为：称取1g羟基苯基硅油于250ml碘量瓶中，加入10.0ml甲苯溶解，用移液管移取25.0ml0.5mol/l2，4-甲苯二异氰酸酯甲苯溶液和1ml1％催化剂n，n-二甲基环己胺甲苯溶液于其中，盖紧摇匀，放置10min。再加入25.0ml1.00mol/l二乙基胺甲苯溶液，盖紧摇匀，放置10min后，加20ml异丙醇和1～2滴溴甲酚绿指示剂溶液，用0.50mol/l盐酸标准溶液滴定至蓝色突变为黄色为止。同时做空白试验。羟基的质量分数按下式计算：
m(-oh)＝[c×(v1-v0)×17.01]×100/[m×1000]；
其中，m为羟基苯基硅油的质量(g)；
c为盐酸标准溶液的浓度(mol/l)；
v1为样品消耗盐酸标准溶液的体积(ml)；
v0为空白样品消耗盐酸标准溶液的体积(ml)。
作为一种优选的技术方案，所述改性淀粉、单甘酯、硅油的重量份比为：
改性淀粉20～30％；
单甘酯60～70％；
硅油10～20％。
优选地，所述改性淀粉、单甘酯、硅油的重量份比为：
改性淀粉25％；
单甘酯65％；
硅油10％。
本申请人意外发现，加入羟基苯基硅油后，粉笔的耐候性得到进一步提高，韧性增强，而且防潮，粉尘生成量大幅下降。推测可能的原因是加入羟基苯基硅油后，羟基苯基硅油与改性淀粉、单甘酯以及石蜡中的活性位点相互作用，在钛白粉周围形成网络结构，羟基苯基硅油中的苯环嵌入网络结构中，形成了致密紧致的保护作用，十分有效的阻止了钛白粉上新生态氧的生成；而且形成的致密网络结构可以限制小分子的迁移，使无尘粉笔保持初始的状态；另外，最外层的非极性基团阻碍了水分子的进入，使粉笔即使在潮湿的环境下，也能书写流畅，字迹清晰，不折断。特别是在改性淀粉、单甘酯、硅油的重量份比为：改性淀粉20～30％；单甘酯60～70％；硅油10～15％时，效果最佳。可能的原因是：无论三者中的一种组分过多或过少，会破坏网络结构的致密性及形态，导致效果变差。
本发明的第二个方面提供了所述无尘粉笔的制备方法，至少包括以下步骤：
s1将白油、石蜡依次加入搅拌容器中，转速为1500～2500转/分，温度70～100℃下，搅拌1～2小时；
s2将钛白粉、助剂依次加入步骤s1的搅拌容器中，转速为1500～2500转/分，温度80～100℃下，搅拌1.5～2小时；
s3将步骤s2中的混合物注入模具、压制、冷却、切割成成品、包装、即得。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例和对比例中，所述氧化微晶蜡和所述羟基苯基硅油的制备方法如下。
所述氧化微晶蜡的制备方法，包括以下步骤：
(1)加入10g微晶蜡于反应釜中，加热使熔融；
(2)加入50mg催化剂醋酸锰和1.2g助剂硬脂酸，通入流速为70～80ml/min的氧气，在150℃下反应2～10h，即得氧化微晶蜡。
所述羟基苯基硅油的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护氛围下，将0.04mol二苯基硅二醇、0.08mol吡啶和20gthf混合于250ml单口瓶中并将温度升温至40℃；
(2)将一定量的二甲基二氯硅烷，20.0gthf组成的混合物逐滴加入，滴加完成后继续反应6h。
(3)反应混合物在经过减压、离心以及减压等后处理除去大部分低沸点化合物后，吡啶盐溶剂和副产物，即得羟基苯基硅油。
实施例1
实施例1提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉的粒径为200～260nm，所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司；
所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司；
所述石蜡为氧化微晶蜡，氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g；
所述助剂由4份改性淀粉、14份单甘酯和2份硅油组成；
所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠；
所述单甘酯为棕榈酸甘油酯；
所述硅油为羟基苯基硅油，羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1％。
实施例1提供了一种无尘粉笔的制备方法，包括以下步骤：
s1将白油、石蜡依次加入搅拌容器中，转速为2000转/分，温度80℃下，搅拌1小时。
s2将钛白粉、助剂依次加入步骤s1的搅拌容器中，转速为2000转/分，温度90℃下，搅拌1.5小时。
s3将步骤s2中的混合物注入模具、压制、冷却、切割成成品、包装、即得。
实施例2
实施例2提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉的粒径为200～260nm，所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司；
所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司；
所述石蜡为氧化微晶石蜡，氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g；
所述助剂由11份改性淀粉、38.5份单甘酯和5.5份硅油组成；
所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠；
所述单甘酯为棕榈酸甘油酯；
所述硅油为羟基苯基硅油，羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1％。
实施例2提供了一种无尘粉笔的制备方法，包括以下步骤：
s1将白油、石蜡依次加入搅拌容器中，转速为2000转/分，温度80℃下，搅拌2小时。
s2将钛白粉、助剂依次加入步骤s1的搅拌容器中，转速为2000转/分，温度90℃下，搅拌2小时。
s3将步骤s2中的混合物注入模具、压制、冷却、切割成成品、包装、即得。
实施例3
实施例3提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉的粒径为200～260nm，所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司；
所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司；
所述石蜡为氧化微晶石蜡，氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g；
所述助剂由8份改性淀粉、28份单甘酯和4份硅油组成；
所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠；
所述单甘酯为棕榈酸甘油酯；
所述硅油为羟基苯基硅油，羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1％。
实施例3提供了一种无尘粉笔的制备方法，包括以下步骤：
s1将白油、石蜡依次加入搅拌容器中，转速为2000转/分，温度80℃下，搅拌1小时。
s2将钛白粉、助剂依次加入步骤s1的搅拌容器中，转速为2000转/分，温度90℃下，搅拌1.5小时。
s3将步骤s2中的混合物注入模具、压制、冷却、切割成成品、包装、即得。
实施例4
实施例4提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉的粒径为200～260nm，所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司；
所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司；
所述石蜡为氧化微晶石蜡，氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g；
所述助剂由12份改性淀粉、24份单甘酯和4份硅油组成；
所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠；
所述单甘酯为棕榈酸甘油酯；
所述硅油为羟基苯基硅油，羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1％。
实施例4提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
实施例5
实施例5提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉的粒径为200～260nm，所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司；
所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司；
所述石蜡为氧化微晶石蜡，氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g；
所述助剂由8份改性淀粉、24份单甘酯和8份硅油组成；
所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠；
所述单甘酯为棕榈酸甘油酯；
所述硅油为羟基苯基硅油，羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1％。
实施例5提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
实施例6
实施例6提供了一种环保型纳米无尘粉笔，按重量份计，包括以下组分：
其中，所述钛白粉为金红石型钛白粉，钛白粉的粒径为200～260nm，所述钛白粉(型号：br638)购买于河北博锋化工有限公司；
所述白油(型号：15#)购买于无锡市新苏油脂有限公司；
所述石蜡为氧化微晶石蜡，氧化微晶蜡的酸值为10mgkoh/g；
所述助剂由10份改性淀粉、26份单甘酯和4份硅油组成；
所述改性淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉钠；
所述单甘酯为棕榈酸甘油酯；
所述硅油为羟基苯基硅油，羟基苯基硅油中羟基的质量分数为1％。
实施例6提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
实施例7
实施例7提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例6，不同点在于，所述羟基苯基硅油中羟基的质量分数为10％。
实施例7提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
实施例8
实施例8提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例6，不同点在于，所述羟基苯基硅油中羟基的质量分数为6％。
实施例8提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例1
对比例1提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述钛白粉为锐钛型钛白粉。
对比例1提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例2
对比例2提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述石蜡为未经过氧化的微晶蜡。
对比例2提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例3
对比例3提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述助剂由26份单甘酯和14份硅油组成。
对比例3提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例4
对比例4提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述助剂由28份改性淀粉和12份硅油组成。
对比例4提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例5
对比例5提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述硅油为甲基硅油。
对比例5提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例6
对比例6提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述硅油为羟基氨基硅油。
所述羟基氨基硅油的制备方法，包括以下步骤：
(1)在氮气保护氛围下，将0.04mol3-氨丙基三羟基硅烷、0.08mol吡啶和20gthf混合于250ml单口瓶中并将温度升温至40℃；
(2)将0.03mol二甲基二氯硅烷，20.0gthf组成的混合物逐滴加入，滴加完成后继续反应6h。
(3)反应混合物在经过减压、离心以及减压等后处理除去大部分低沸点化合物后，吡啶盐溶剂和副产物，即得羟基氨基硅油。
对比例6提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例7
对比例7提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述羟基苯基硅油中羟基的含量为0.2％。
对比例7提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
对比例8
对比例8提供了一种环保型纳米无尘粉笔，具体组分及重量份同实施例8，不同点在于，所述羟基苯基硅油中羟基的含量为20％。
对比例8提供了一种无尘粉笔的制备方法，具体步骤同实施例3。
性能测试
对实施例1-8及对比例1-8所述的无尘粉笔进行性能测试。
抗折性测试：在距离两端1cm处的位置固定，然后在粉笔长度中点位置用不具有伸缩性的线绳悬空吊挂塑料袋，然后向袋子中添加长度为30mm钉子，直至粉笔折断，然后对添加的钉子进行计数。一共测试10根粉笔，然后求平均数。单位：根。
吸湿性测试：在相对湿度为50％的容器中将粉笔放置20天的时间，然后测量放置前后重量增加的百分比。一共测试10根粉笔，然后求平均数。单位：％。
吸湿后抗折性测试：在相对湿度为50％的容器中将粉笔放置20天的时间，然后按照上述抗折性测试的方法测试吸湿后粉笔的抗折性。单位：根。
粉尘生成量测量：在与2.5mm长度的黑板底部横向距离约2cm并且与黑板底部齐高的位置设置5cm宽、3cm深的纸槽，将黑板划分为4cmx4cm的方格，然后书写古诗《静夜思》五遍，字体大小尽量满格，测试由同一个人完成，并且每测试完一根粉笔休息10分钟，收集纸槽中的粉尘并称重。一共测试10根粉笔，然后求平均数。单位：mg。
表1.实施例1-8及对比例1-8所述的无尘粉笔性能测试结果
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，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更改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。