一种热敏可逆变色彩色铅芯及其铅笔的制作方法

1.本发明涉及文教用具技术领域，具体为一种热敏可逆变色彩色铅芯及其铅笔。


背景技术：

2.热变色材料是在一定温度范围内，其颜色随温度的改变而发生明显变化的功能材料。早在一百多年前，人们就发现了热变色的现象。热变色材料的全面研究和应用，迄今已经有六、七十年的发展历史，在我国也有三十多年的历史。经过几十年的研究和发展，人们已经开发出了无机、有机、液晶、聚合物以及生物大分子等各类具有热变色特性的材料，及适合做油墨用的低温热敏变色颜料。
3.热变色材料，发展初期基本都是不可逆热变色材料，主要用于示温的涂料类，如在炼油装置中用作超温报警涂料、航空工业中用来指示材料的表面温度分布以及仪器上广泛应用的热敏纸上的成色剂等。这些热变色材料多为无机金属类热变色材料，变色温度都较高，其测温上限可超过1200℃。上世纪80年代以来，国外热变色材料的发展趋向于低温及可逆两方面，低温可逆热变色材料出现了一系列新品种，特别是近年来伴随着微胶囊化技术的应用，热变色材料出现了许多新品种，应用面也已从最初的示温作用拓展到纺织品、印刷、涂料、玩具、防伪、厨房用品和娱乐等日常生活的各个方面。
4.在文教行业变色铅笔、圆珠笔油，以及变色指甲油、玩具等产品都已经问世，极大的丰富了人们的生活。可逆有机热变色材料将会越来越多地应用于日常生活的产品，这肯定会成为其应用的主要方向。可逆热变色材料应用面的扩大，其需求量无疑会日益增大，逐渐显示出潜在的经济效益和社会效益。
5.目前彩色铅笔大多是不可擦除的，无法对所绘图案或文字进行修复或去除，也有部分彩色铅笔可以用橡皮擦除，但仍然会留下淡淡的痕迹，同时会产生一定量的废屑，对周边环境做成污染。因此，我们对此提出一种热敏可逆变色彩色铅芯及其铅笔。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
7.本发明一种热敏可逆变色彩色铅芯，热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土90～95份、胶黏剂10～15份、热敏可逆变色色浆40～50份、石蜡10～15份、棕榈蜡6～8份、乳化剂3～4份、硬脂酸20～30份和水15～30份。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述高岭土的莫氏硬度不大于2，且所述高岭土的粒子直径为0.4～0.6um。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述胶粘剂为羟丙基甲基纤维素。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述热敏可逆变色色浆为聚合物微胶囊体系色浆，且该种色浆常温下显示颜色，当铅芯受热至80℃时，颜色完全消失，并80℃恢复到常温时铅芯仍为无色，当温度降低至
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20℃时，其颜色恢复到原来的有色状态。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述乳化剂为emulan ou乳化剂。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述水为去离子水。
13.一种热敏可逆变色彩色铅芯的制备方法，包括以下步骤：
14.步骤一：称取配方量的热敏可逆变色色浆、高岭土加入捏合机中搅拌捏合均匀，然后加入已溶解好的胶黏剂和水，继续捏合30～40分钟；
15.步骤二：称取配方量的石蜡、硬脂酸、棕榈蜡和乳化剂一起加热至80～85℃，熔化完全后加入捏合机中，在45～50℃捏合30分钟；
16.步骤三：冷却出料，使混合物料水份在13～15％，将物料经过三辊机研磨，使混合物料水份在10～12％；
17.步骤四：将物料经挤芯设备挤芯切断为湿芯，放入铅芯筒至烘箱或烘房烘干；
18.步骤五：铅芯烘干至设定水分后，放入
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20℃以下的冰柜保存24小时使其显色，取出放至室温即可得到热敏可逆彩色铅芯。
19.作为本发明的一种优选技术方案，步骤四中，所述挤芯设备为液压机或锤击机，所述液压机的压制压力为40～65mpa，锤击机的锤击次数至少为60次。
20.一种热敏可逆变色彩色铅笔，包括木质笔杆和一种热敏可逆变色彩色铅芯，且所述一种热敏可逆变色彩色铅芯放置在所述木质笔杆中。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.该种热敏可逆变色彩色铅芯及其铅笔，通过热敏变色色浆制得的铅芯，具有书写顺滑、易着色、不易折断的特性，通过摩擦或其他加热方式可将笔迹颜色轻松擦除，且具有零下返色的可逆性能，轻松纠正和修改书写过程中的错误，不留迹、无碎屑。
附图说明
23.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
24.图1是本发明一种热敏可逆变色彩色铅芯的制备方法流程图；
25.图2是本发明一种热敏可逆变色彩色铅芯的制备工艺流程图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例：如图1
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2所示，本发明一种热敏可逆变色彩色铅芯，热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土90～95份、胶黏剂10～15份、热敏可逆变色色浆40～50份、石蜡10～15份、棕榈蜡6～8份、乳化剂3～4份、硬脂酸20～30份和水15～30份。
28.其中，高岭土的莫氏硬度不大于2，且所述高岭土的粒子直径为0.4～0.6um。
29.其中，胶粘剂为羟丙基甲基纤维素。
30.其中，热敏可逆变色色浆为聚合物微胶囊体系色浆，且该种色浆常温下显示颜色，当铅芯受热至80℃时，颜色完全消失，并80℃恢复到常温时铅芯仍为无色，当温度降低至
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20℃时，其颜色恢复到原来的有色状态。
31.其中，乳化剂为emulan ou乳化剂。
32.其中，水为去离子水。
33.一种热敏可逆变色彩色铅芯的制备方法，包括以下步骤：
34.步骤一：称取配方量的热敏可逆变色色浆、高岭土加入捏合机中搅拌捏合均匀，然后加入已溶解好的胶黏剂和水，继续捏合30～40分钟；
35.步骤二：称取配方量的石蜡、硬脂酸、棕榈蜡和乳化剂一起加热至80～85℃，熔化完全后加入捏合机中，在45～50℃捏合30分钟；
36.步骤三：冷却出料，使混合物料水份在13～15％，将物料经过三辊机研磨，使混合物料水份在10～12％；
37.步骤四：将物料经挤芯设备挤芯切断为湿芯，放入铅芯筒至烘箱或烘房烘干；
38.步骤五：铅芯烘干至设定水分后，放入
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20℃以下的冰柜保存24小时使其显色，取出放至室温即可得到热敏可逆彩色铅芯。
39.其中，步骤四中，所述挤芯设备为液压机或锤击机，所述液压机的压制压力为40～65mpa，锤击机的锤击次数至少为60次。
40.一种热敏可逆变色彩色铅笔，包括木质笔杆和一种热敏可逆变色彩色铅芯，且所述一种热敏可逆变色彩色铅芯放置在所述木质笔杆中。
41.实施例1
42.热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土90份、胶黏剂10份、热敏可逆变色色浆40份、石蜡10份、棕榈蜡6份、乳化剂3份、硬脂酸20份和水15份。
43.制备方法：
44.步骤一：称取配方量的热敏可逆变色色浆、高岭土加入捏合机中搅拌捏合均匀，然后加入已溶解好的胶黏剂和水，继续捏合30分钟；
45.步骤二：称取配方量的石蜡、硬脂酸、棕榈蜡和乳化剂一起加热至80℃，熔化完全后加入捏合机中，在45℃捏合30分钟；
46.步骤三：冷却出料，使混合物料水份在13％，将物料经过三辊机研磨，使混合物料水份在10％；
47.步骤四：将物料经挤芯设备挤芯切断为湿芯，放入铅芯筒至烘箱或烘房烘干；
48.步骤五：铅芯烘干至设定水分后，放入
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20℃以下的冰柜保存24小时使其显色，取出放至室温即可得到热敏可逆彩色铅芯。
49.实施例2
50.热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土93份、胶黏剂113份、热敏可逆变色色浆45份、石蜡13份、棕榈蜡7份、乳化剂3.5份、硬脂酸25份和水23份。
51.制备方法同实施例1。
52.实施例3
53.热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土95份、胶黏剂15份、热敏可逆变色色浆50份、石蜡15份、棕榈蜡8份、乳化剂4份、硬脂酸30份和水30份。
54.制备方法同实施例1。
55.实施例4
56.热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土90份、胶黏剂10份、热敏可逆变色色浆40份、石蜡10份、棕榈蜡6份、乳化剂3份、硬脂酸20份和水15份。
57.制备方法：步骤一：称取配方量的热敏可逆变色色浆、高岭土加入捏合机中搅拌捏合均匀，然后加入已溶解好的胶黏剂和水，继续捏合35分钟；
58.步骤二：称取配方量的石蜡、硬脂酸、棕榈蜡和乳化剂一起加热至82℃，熔化完全后加入捏合机中，在46℃捏合30分钟；
59.步骤三：冷却出料，使混合物料水份在14％，将物料经过三辊机研磨，使混合物料水份在11％；
60.步骤四：将物料经挤芯设备挤芯切断为湿芯，放入铅芯筒至烘箱或烘房烘干；
61.步骤五：铅芯烘干至设定水分后，放入
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20℃以下的冰柜保存24小时使其显色，取出放至室温即可得到热敏可逆彩色铅芯。
62.实施例5
63.热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土90份、胶黏剂10份、热敏可逆变色色浆40份、石蜡10份、棕榈蜡6份、乳化剂3份、硬脂酸20份和水15份。
64.制备方法：步骤一：称取配方量的热敏可逆变色色浆、高岭土加入捏合机中搅拌捏合均匀，然后加入已溶解好的胶黏剂和水，继续捏合35分钟；
65.步骤二：称取配方量的石蜡、硬脂酸、棕榈蜡和乳化剂一起加热至84℃，熔化完全后加入捏合机中，在48℃捏合30分钟；
66.步骤三：冷却出料，使混合物料水份在14％，将物料经过三辊机研磨，使混合物料水份在12％；
67.步骤四：将物料经挤芯设备挤芯切断为湿芯，放入铅芯筒至烘箱或烘房烘干；
68.步骤五：铅芯烘干至设定水分后，放入
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20℃以下的冰柜保存24小时使其显色，取出放至室温即可得到热敏可逆彩色铅芯。
69.实施例6
70.热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：热敏可逆变色彩色铅芯的配料以重量份计包括如下组分：高岭土90份、胶黏剂10份、热敏可逆变色色浆40份、石蜡10份、棕榈蜡6份、乳化剂3份、硬脂酸20份和水15份。
71.制备方法：步骤一：称取配方量的热敏可逆变色色浆、高岭土加入捏合机中搅拌捏合均匀，然后加入已溶解好的胶黏剂和水，继续捏合40分钟；
72.步骤二：称取配方量的石蜡、硬脂酸、棕榈蜡和乳化剂一起加热至85℃，熔化完全后加入捏合机中，在50℃捏合30分钟；
73.步骤三：冷却出料，使混合物料水份在15％，将物料经过三辊机研磨，使混合物料水份在12％；
74.步骤四：将物料经挤芯设备挤芯切断为湿芯，放入铅芯筒至烘箱或烘房烘干；
75.步骤五：铅芯烘干至设定水分后，放入
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20℃以下的冰柜保存24小时使其显色，取出放至室温即可得到热敏可逆彩色铅芯。
76.对比例：市售普通彩色铅笔。
77.实施例1
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6中制得的铅芯具有书写顺滑、易着色、不易折断的特性，通过摩擦或其他加热方式可将笔迹颜色轻松擦除，且具有零下返色的可逆性能，轻松纠正和修改书写过程中的错误，不留迹、无碎屑；
78.对比例中，市售普通彩色铅笔书写的痕迹色彩暗淡，平滑性较差，同时在采用普通橡皮擦擦除时，会产生一定的废屑；
79.综合所述，该种热敏可逆变色彩色铅芯及其铅笔，通过热敏变色色浆制得的铅芯，具有书写顺滑、易着色、不易折断的特性，通过摩擦或其他加热方式可将笔迹颜色轻松擦除，且具有零下返色的可逆性能，轻松纠正和修改书写过程中的错误，不留迹、无碎屑。
80.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。