蜡笔及制备方法

蜡笔及制备方法
【专利摘要】本发明提供一种环保型、易擦除、其流畅性、硬度、光滑度、着色度、掉渣度和可擦洗性性能均能达到优级别的蜡笔及制备方法;蜡笔，按质量份计，它包括：硬脂酸钠70～120份，石蜡9～20份，聚乙二醇9～20份，丙二醇8～15份，甘油8～15份，颜料3～10份，填充料5～10份，水60～90份;本发明在应用中既保证了水性蜡的可擦拭性能，又使得蜡笔具有良好的流畅性、硬度、着色度和光滑度等性能，能够适应于广泛的市场需求。
【专利说明】
蜡笔及制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及有机材料中的蜡笔及其制备方法，尤其涉及一种蜡笔及制备方法。
【背景技术】
[0002] 蜡笔是由蜡状基材与颜料通过均匀混合、浇铸成型得到的可以用于绘画、书写、标 记等用途的笔状材料，根据蜡状基材的不同可以分为油性蜡笔和水性蜡笔两类，目前市场 上最主要的产品是油性蜡笔，其主要基料包括酮蜡、石蜡、微晶蜡、棕桐蜡、聚乙稀蜡和蜂蜡 等，这种蜡笔虽然制备容易，但当儿童涂画到墙上、衣服上、地板上时不易清洗，易给周围的 环境造成污染;而近几年出现的环保型水性蜡笔具有书写方便、易擦洗不污染环境的特点， 越来越受到市场的欢迎。
[0003] 根据国内外专利检索，在专利CN201210010619.1中利用乳化蜡作为主要基料制备 了可以擦洗的水性蜡，在专利CN95100118.3中是利用了石蜡、脂肪酸和烧碱制备了水性蜡， 而在专利CN200610029052.7中利用硬脂酸、聚乙二醇和高岭土等制备了可擦洗的水性蜡； 纵观现有技术所制备的水性蜡在使用中都存在各自的缺陷，如其流畅性、硬度、光滑度、着 色度、掉渣度和可擦洗性性能不能完全达到优级别，仍需对其进行改进。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种环保型、易擦 除、其流畅性、硬度、光滑度、着色度、掉渣度和可擦洗性性能均能达到优级别的蜡笔及制备 方法。
[0005] 为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：
[0006] 设计一种蜡笔，按质量份计，它包括:硬脂酸钠70~120份，石蜡9~20份，聚乙二醇 9~20份，丙二醇8~15份，甘油8~15份，颜料3~10份，填充料5~10份，水60~90份。
[0007] 优选的，所述聚乙二醇的分子量为2000~4000。
[0008]优选的，所述颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、 湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中 的一种或者几种的组合。
[0009] 优选的，所述填充料为滑石粉、轻钙、重钙、硅酸铝、氢氧化铝或高岭土。
[0010] 优选的，所述硬脂酸钠为100份，石蜡为15份，聚乙二醇为15份，丙二醇为12份，甘 油为12份，颜料为7份，填充料为7份，水为75份。
[0011] 优选的，所述硬脂酸钠为70份，石蜡为9份，聚乙二醇为9份，丙二醇为8份，甘油为8 份，颜料为3份，填充料为5份，水为60份。
[0012]优选的，所述硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘 油为15份，颜料为10份，填充料为10份，水为90份。
[0013] 本设计还提供了一种制备如上所述蜡笔的方法，它包括如下步骤予以实现：
[0014] a.将水加热；
[0015] b.将硬脂酸钠、聚乙二醇、甘油及丙二醇加入步骤a中的热水中搅拌溶解；
[0016] c.将颜料、填充料加入到步骤b溶解后的混合物中；
[0017] d.对步骤c中的混合物进行扎料处理；
[0018] e.将石蜡加入至经步骤d处理后的混合物中，而后进行加热熔融搅拌处理；
[0019] f.成型。
[0020]优选的，所述步骤a中将水加热至70~90°C;所述步骤b中搅拌的时间为30min;所 述步骤e中将步骤d处理后的混合物加热至70-90°C后搅拌45min。
[0021] 优选的，所述步骤d是在三辊机上进行扎料处理，且在该三辊机上进行至少两次扎 料处理;所述步骤f在成型浇铸机中成型。
[0022] 本发明的有益效果在于：
[0023]本发明通过以硬脂酸钠作为水性蜡的主体，结合疏水性石蜡和亲水性聚乙二醇的 优点，利用疏水性石蜡和亲水性聚乙二醇对硬脂酸钠进行改性，而两者的结合应用使得本 蜡笔具有良好的综合性能，在应用中既保证了水性蜡的可擦拭性能，又使得蜡笔具有良好 的流畅性、硬度、着色度和光滑度等性能，能够适应于广泛的市场需求。
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例对本发明进一步说明：
[0025] 实施例1: 一种蜡笔，按质量份计，它包括:硬脂酸钠70~120份，石蜡9~20份，聚乙 二醇9~20份，丙二醇8~15份，甘油8~15份，颜料3~10份，填充料5~10份，水60~90份;优 选的，以上所述的聚乙二醇的分子量为2000~4000;所述石蜡为疏水性石蜡;所述聚乙二醇 亲水性聚乙二醇;而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、 钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大 红中的一种或者几种的组合;所述的填充料为滑石粉、轻钙、重钙、硅酸铝、氢氧化铝或高岭 土。
[0026] 实施例2:与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于:本实施例中，所述的硬脂 酸钠为100份，石蜡为15份，聚乙二醇为15份，丙二醇为12份，甘油为12份，颜料为7份，填充 料为7份，水为75份;所述的聚乙二醇的分子量为3000;而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔 黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白 粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种。
[0027] 实施例2:与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于:本实施例中，所述的硬脂 酸钠为70份，石蜡为9份，聚乙二醇为9份，丙二醇为8份，甘油为8份，颜料为3份，填充料为5 份，水为60份;所述的聚乙二醇的分子量为2000;而所述的颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中 黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性 玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种。
[0028] 实施例3:与实施例1相同之处不再赘述，不同之处在于:本实施例中，所述的硬脂 酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10份，填充 料为10份，水为90份;所述的聚乙二醇的分子量为4000;而所述的颜料为土黄、土红、赭石、 桔黄、中黄、淡黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白 粉、碱性玫瑰精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种。
[0029] 实施例4:与实施例1-3任一相同之处不再赘述，不同之处在于:本实施例中，所述 的硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10 份，填充料为10份，水为90份;所述的聚乙二醇的分子量为4000。
[0030] 实施例5:与实施例1-3任一相同之处不再赘述，不同之处在于:本实施例中，所述 的硬脂酸钠为95份，石蜡为12份，聚乙二醇为12份，丙二醇为13份，甘油为14份，颜料为5份， 填充料为7份，水为82份;所述的聚乙二醇的分子量为3500。
[0031 ] 实施例6:与实施例1-3任一相同之处不再赘述，不同之处在于:本实施例中，所述 的硬脂酸钠为100份，石蜡为12份，聚乙二醇为13份，丙二醇为13份，甘油为15份，湖蓝为5 份，滑石粉为8份，水为82份;所述的聚乙二醇的分子量为3500。
[0032]实施例7:本实施例还提供了一种制备如实施例1-3任一所述蜡笔的方法，它包括 如下步骤予以实现：
[0033] a ·将水加热至 70 Γ、80 Γ 或 90 Γ;
[0034] b.将硬脂酸钠、聚乙二醇、甘油及丙二醇加入步骤a中的热水中搅拌溶解30min;
[0035] c.将颜料、填充料加入到步骤b溶解后的混合物中；
[0036] d.对步骤c中的混合物在三辊机上进行扎料两次处理；
[0037] e.将石蜡加入至经步骤d处理后的混合物中，而后进行加热至70°C、75°C、80°C、
[0038] 85Γ 或 9(TC 后搅拌 45min;
[0039] f.在成型浇铸机中成型。
[0040] 通过实施例7的制备方法制备上述实施例2-至实施例6的石蜡，其对比性能测试结 果如下：
[0041 ] 表1.性能测试结果对比表 [0042]
[0043]注:表1中衡量数字1、2、3、4、5分别代表差、较差、中等、较好、好(优）。
[0044]本发明的蜡笔具有水可擦洗的基本功能，同时，本将其配方中的硬脂酸钠为主要 的水性基料，可为画笔的可擦拭性提供可靠保障，而当这种水溶性的基料占主导组分后，为 了增强基料的可塑性与强度，需要加入成型性能好的第二基料，而该第二基料可以是水溶 性的也可以是非水溶性的，二者(硬脂酸钠、第二基料）的含量与配比对画笔的流畅性、可 擦洗性、色泽度、掉渣情况具有重要的影响;本发明人选择石蜡和聚乙二醇分别作为疏水性 和亲水性的第二基料，在应用中，两者分散于硬脂肪酸钠体系中会对画笔痕迹的可擦拭性 产生不同的影响；本领域技术人员一般的理解会认为两种水溶性的基料结合到一起，其整 体的水溶性会好，可擦洗性能好，而一种非水溶性的蜡作为分散相分散于硬脂肪酸钠的基 体中，形成一种"海岛"结构，并不一定会破坏基体的可擦拭性，同时会对画笔的色泽度、掉 渣情况产生不同的影响；为此发明人做了添加不同比例的石蜡与聚乙二醇的黄色蜡笔样 品，其具体的配方如表2所示。
[0045] 表2蜡笔样品中各组分配比
[0046]
[0047] 根据表2所示，样品1-9为考察石蜡用量对水性蜡笔的影响;样品10-18考察的是水 溶性的聚乙二醇对水性蜡笔性能的影响；样品19-26考察的是石蜡和聚乙二醇两种提供强 度的基料对水性蜡笔性能的影响。
[0048] 加入不同非水溶性石蜡对画笔性能的影响性能测试结果如下：
[0049]表3石蜡对蜡笔性能影响
[0050]
[0051] 综上可知，水性蜡笔的基料为水分散性的硬脂酸钠，质地较软，单独使用硬度不够 并且掉渣严重，为了提高蜡笔的可塑性、硬度和强度，加入有一定强度的第二基料是必须 的；从实验结果可以看出，随着石蜡含量的增加，蜡笔的流畅性、硬度、光滑度、着色度和掉 渣性能都得到明显的改善，但当石蜡用量增加到18g时，其可擦洗性能下降，失去了水性蜡 笔的意义，综合衡量蜡笔的性能，发现样品6号保持了蜡笔最优良的性能。
[0052]发明人为了克服油性石蜡带来的蜡笔可擦洗性能下降的影响，选用有一定强度 的、可塑性能强的水性聚乙二醇作用第二基料，测试其对蜡笔性能的影响;其测试结果如表 4所示。
[0053] 表4聚乙二醇对蜡笔性能影响
[0054]
[0055] 从实验结果可以看出，当第二基料由石蜡更换为聚乙二醇后，其流畅性和光滑度 出现了最佳值，即15和16号样品，而当含有很少量聚乙二醇时，10-13号样品，硬脂肪酸钠 占主体，质地软，制备的蜡笔的流畅性、硬度差，书写时容易掉渣，当加入适量聚乙二醇时上 述性能可以得到改善，但当加入的聚乙二醇含量过高时，分子量为3000的聚乙二醇本身的 流畅性较差，着色度差的性质表现出来，使得蜡笔的应用性能下降，同时，测试结果也显示， 无论聚乙二醇含量如何，蜡笔都保持很好的可擦洗性能，但着色度没有石蜡基的好，综合衡 量蜡笔的性能，发现样品16号保持了蜡笔最优良的性能。
[0056] 综上两者对比可知，聚乙二醇的加入可以保证蜡笔的可擦洗性能，但影响了蜡笔 的流畅性、光滑度和着色度，而石蜡的加入可以弥补这些缺陷，两者作为第二基料的性能测 试结果如表5所不；
[0057]表5石蜡和聚乙二醇的混合物对蜡笔性能影响
[0058]
[0059]从实验结果可以看出，样品23到26号都保持了良好的综合性能，即聚乙二醇与石 蜡性能互补，有效的改善了水性蜡笔的各项性能，并且两者的适用比例宽泛，对配方的要求 不是非常严格，便于生产。
[0060]本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人 员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本 发明的精神，都在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种蜡笔，其特征在于：按质量份计，它包括:硬脂酸钠70~120份，石蜡9~20份，聚 乙二醇9~20份，丙二醇8~15份，甘油8~15份，颜料3~10份，填充料5~10份，水60~90份。2. 如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于:所述聚乙二醇的分子量为2000~4000;所述 石蜡为疏水性石蜡;所述聚乙二醇亲水性聚乙二醇。3. 如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于:所述硬脂酸钠为100份，石蜡为15份，聚乙二 醇为15份，丙二醇为12份，甘油为12份，颜料为7份，填充料为7份，水为75份。4. 如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于:所述硬脂酸钠为70份，石蜡为9份，聚乙二醇 为9份，丙二醇为8份，甘油为8份，颜料为3份，填充料为5份，水为60份。5. 如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于:所述硬脂酸钠为120份，石蜡为20份，聚乙二 醇为20份，丙二醇为15份，甘油为15份，颜料为10份，填充料为10份，水为90份。6. 如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于:所述颜料为土黄、土红、赭石、桔黄、中黄、淡 黄、橄榄绿、粉绿、群青、钴蓝、湖蓝、深红、青莲、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰 精、铁黄、酞青绿、橡胶大红中的一种或者几种的组合。7. 如权利要求1所述的蜡笔，其特征在于:所述填充料为滑石粉、轻钙、重钙、硅酸铝、氢 氧化铝或高岭土。8. -种制备如权利要求1-7任一所述蜡笔的方法，其特征在于:它包括如下步骤予以实 现： a. 将水加热； b. 将硬脂酸钠、聚乙二醇、甘油及丙二醇加入步骤a中的热水中搅拌溶解； c. 将颜料、填充料加入到步骤b溶解后的混合物中； d. 对步骤c中的混合物进行扎料处理； e. 将石蜡加入至经步骤d处理后的混合物中，而后进行加热熔融搅拌处理； f. 成型。9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于:所述步骤a中将水加热至70~90 °C;所述步 骤b中搅拌的时间为30min;所述步骤e中将步骤d处理后的混合物加热至70-90 °C后搅拌 45min〇10. 如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤d是在三辊机上进行扎料处理，且 在该三辊机上进行至少两次扎料处理;所述步骤f在成型浇铸机中成型。
【文档编号】C09D13/00GK105907182SQ201610323233
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】桂建华, 杨军, 徐麟
【申请人】南昌蓝珀笔业画材有限公司