本发明属于材料领域，具体涉及一种铅笔笔芯及其制备方法。
背景技术：
自1565年英国开始以石墨为笔芯手工制出最原始的木杆铅笔至今，铅笔仍是广泛使用的书写和绘画的工具。常见的铅笔并不含铅，而是采用石墨与黏土按照一定比例混合制成，这种铅笔不慎掉落后笔芯容易炸铅，影响铅笔的再次使用，石墨笔芯在书写中不流畅有顿涩感且容易产生碎屑，弄脏纸面及手指，影响人体健康。为了改进笔芯易断易产生碎屑、书写不流畅、易脏手的等弊端，急需研制一种可以替代传统石墨笔芯的新型笔芯，可以解决上述弊端的同时，降低生产难度及生产成本。
技术实现要素：
本发明的目的是改善现有笔芯存在的容易断裂问题，提供一种高强度的铅笔笔芯及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种铅笔笔芯，它包括下述重量份的各原料：
引发剂1.7-2、聚山梨酯0.8-1、苯乙烯80-90、乙撑双硬脂酸酰胺10-18、硬脂酸4-7、硬脂酸钙4-6、硬脂酸锌5-8、滑石粉100-110、色粉30-40、pe蜡20-30、甲基丙烯酸甲酯10-14、环氧丙醇3-5、催化剂0.01-0.02、二乙烯三胺2-4。
所述催化剂为甲醇钠。
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种。
一种铅笔笔芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硬脂酸钙、硬脂酸锌、滑石粉混合，送入到烧结炉中，在230-240℃下保温1-2小时，冷却至常温，得活化石粉；
(2)取上述活化石粉，加入到其重量17-20倍的甲苯中，加入聚山梨酯，超声5-9分钟，得石粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述石粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度90-100℃，搅拌反应1-2小时，加入催化剂，调节反应釜温度为150-160℃，保温搅拌2-3小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性石粉；
(4)取引发剂，加入到其重量40-50倍的去离子水中，搅拌均匀；
(5)取二乙烯三胺、苯乙烯混合，加入到混合料重量15-20倍的去离子水中，在90-95℃下保温搅拌10-20分钟，搅拌至常温，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度65-70℃，加入引发剂水溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，得聚合物乳液；
(6)取环氧改性石粉，加入到上述聚合物乳液中，搅拌均匀，加入乙撑双硬脂酸酰胺，升高温度为160-170℃，保温搅拌1-2小时，抽滤，将滤饼水洗，干燥1-2小时，得石粉改性聚合物；
(7)取上述石粉改性聚合物，与硬脂酸、色粉、pe蜡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，造粒，得芯母粒；
(8)将上述芯母粒转入挤芯设备，挤出，即得所述铅笔笔芯。
步骤(6)中所述的干燥为真空干燥，干燥温度为70-80℃。
本发明的优点：
本发明首先将石粉活化，分散到甲苯溶液中，以此为溶剂，以甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇为原料，在催化剂作用下进行酯交换反应，得到环氧改性石粉，之后采用二乙烯三胺处理苯乙烯单体，然后在引发剂作用下聚合，得到胺改性的聚合物，最后再与环氧改性石粉共混，在高温下促进环氧交联，从而实现了石粉在聚苯乙烯间的分散相容性，提高了成品笔芯材料的稳定性，本发明的笔芯材料具有很好的贮存稳定性和力学性能，品质好，不易折断，本发明的铅笔笔芯润滑性好，使用安全环保性高。
具体实施方式
实施例1
一种铅笔笔芯，它包括下述重量份的各原料：
过硫酸钠1.7、聚山梨酯0.8、苯乙烯80、乙撑双硬脂酸酰胺10、硬脂酸4、硬脂酸钙4、硬脂酸锌5、滑石粉100、色粉30、pe蜡20-、甲基丙烯酸甲酯10、环氧丙醇3、催化剂0.01、二乙烯三胺2。
所述催化剂为甲醇钠。
一种铅笔笔芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硬脂酸钙、硬脂酸锌、滑石粉混合，送入到烧结炉中，在230℃下保温1小时，冷却至常温，得活化石粉；
(2)取上述活化石粉，加入到其重量17倍的甲苯中，加入聚山梨酯，超声5分钟，得石粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述石粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度90℃，搅拌反应1小时，加入催化剂，调节反应釜温度为150℃，保温搅拌2小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性石粉；
(4)取过硫酸钠，加入到其重量40倍的去离子水中，搅拌均匀；
(5)取二乙烯三胺、苯乙烯混合，加入到混合料重量15倍的去离子水中，在90℃下保温搅拌10分钟，搅拌至常温，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度65℃，加入过硫酸钠水溶液，保温搅拌3小时，出料冷却，得聚合物乳液；
(6)取环氧改性石粉，加入到上述聚合物乳液中，搅拌均匀，加入乙撑双硬脂酸酰胺，升高温度为160℃，保温搅拌1小时，抽滤，将滤饼水洗，真空70℃下干燥1小时，得石粉改性聚合物；
(7)取上述石粉改性聚合物，与硬脂酸、色粉、pe蜡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，造粒，得芯母粒；
(8)将上述芯母粒转入挤芯设备，挤出，即得所述铅笔笔芯。
实施例2
一种铅笔笔芯，它包括下述重量份的各原料：
过硫酸钾2、聚山梨酯1、苯乙烯90、乙撑双硬脂酸酰胺18、硬脂酸7、硬脂酸钙6、硬脂酸锌8、滑石粉110、色粉40、pe蜡30、甲基丙烯酸甲酯14、环氧丙醇5、催化剂0.02、二乙烯三胺4。
所述催化剂为甲醇钠。
一种铅笔笔芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)取硬脂酸钙、硬脂酸锌、滑石粉混合，送入到烧结炉中，在240℃下保温2小时，冷却至常温，得活化石粉；
(2)取上述活化石粉，加入到其重量20倍的甲苯中，加入聚山梨酯，超声9分钟，得石粉分散液；
(3)取甲基丙烯酸甲酯、环氧丙醇混合，加入到上述石粉分散液中，搅拌均匀，送入到不锈钢反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度100℃，搅拌反应2小时，加入催化剂，调节反应釜温度为160℃，保温搅拌3小时，出料，旋蒸除去甲苯，得环氧改性石粉；
(4)取过硫酸钾，加入到其重量50倍的去离子水中，搅拌均匀；
(5)取二乙烯三胺、苯乙烯混合，加入到混合料重量20倍的去离子水中，在95℃下保温搅拌20分钟，搅拌至常温，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度70℃，加入过硫酸钾水溶液，保温搅拌5小时，出料冷却，得聚合物乳液；
(6)取环氧改性石粉，加入到上述聚合物乳液中，搅拌均匀，加入乙撑双硬脂酸酰胺，升高温度为170℃，保温搅拌2小时，抽滤，将滤饼水洗，真空80℃下干燥2小时，得石粉改性聚合物；
(7)取上述石粉改性聚合物，与硬脂酸、色粉、pe蜡混合，搅拌均匀，送入到挤出机中，熔融挤出，造粒，得芯母粒；
(8)将上述芯母粒转入挤芯设备，挤出，即得所述铅笔笔芯。