CN108556516A - 一种可清洗蜡笔的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可清洗蜡笔的制备方法，属于文化用品领域。本发明以六甲基二硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷为原料，经硫酸催化形成端乙烯基聚硅氧烷低聚物，再与四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚通过硅氢加成反应，制得分子结构为串珠状骨架，通过氯铂酸催化使骨架上连有水溶性聚氧乙烯醚，得到硅蜡类聚合物，其作为蜡笔的主要基料，代替石蜡作为蜡笔基材。本发明解决了目前蜡笔一般以石蜡作为基础材料，添加颜料和各种助剂混合后形成蜡笔，由于水溶性较差，作为蜡笔使用不易清洗的问题。
Description
技术领域
本发明属于文化用品领域，具体涉及一种可清洗蜡笔的制备方法。
背景技术
蜡笔是将颜料掺在蜡里制成的笔，可有数十种颜色，画画用。蜡笔没有渗透性，是靠附着力固定在画面上，不适宜用过于光滑的纸、板，亦不能通过色彩的反复叠加求得复合色。它是儿童学习色彩画的理想工具，一些画家用它进行写生和色彩记录。
现在蜡笔通常是由石蜡制备的，添加的辅料有白油、硬脂酸、聚乙烯、染料等。石蜡是从石油的含蜡馏分经冷榨或溶剂脱蜡而制得的，是几种高级烷烃的混合物，主要是正二十二烷和正二十八烷，含碳元素约85％，含氢元素约14％。
制备而成的蜡笔虽然有一定绘画效果，但是一般以石蜡作为基础材料，添加颜料和各种助剂混合后形成蜡笔，由于水溶性较差，作为蜡笔使用不易清洗。因此，制备出一种可清洗蜡笔迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前蜡笔一般以石蜡作为基础材料，添加颜料和各种助剂混合后形成蜡笔，由于水溶性较差，作为蜡笔使用不易清洗的问题，提供一种可清洗蜡笔的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种可清洗蜡笔的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）取米糠干燥、粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：3加入无水乙醚，于60~65℃搅拌混合，抽滤，取抽滤液减压蒸馏，得减压蒸馏物，取减压蒸馏物按质量比2：3加入氢氧化钠溶液，升温至75~80℃搅拌混合，再加入减压蒸馏物质量1~2倍的盐酸溶液搅拌混合30~40min，调节pH至7~7.2，离心，取上清液真空脱水，得脱水物；
（2）取质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1：20~50的甘油，，通入氮气保护，于250~255℃搅拌混合，得搅拌混合物，取脱水物按质量比1：1加入搅拌混合物，再加入脱水物质量1~2%的脂肪酶，通入氮气保护，于75~80℃搅拌混合，灭酶，离心，取上清液A，备用；
（3）取六甲基二硅氧烷按质量比5：1加入甲醇，于5~10℃保温，再加入甲醇质量7~10%的硫酸搅拌混合，得混合液，取混合液按质量10：2：1加入乙烯基三甲氧基硅烷、水，于15~25℃搅拌混合，旋转蒸发、减压蒸馏，干燥，得干燥物；
（4）取四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚、干燥物按质量比2：6：1混合，得混合物，取混合物按质量比10：3加入十六醇，升温至75~80℃，再加入混合物质量0.02~0.05%的氯铂酸搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物a；
（5）按质量份数计，取100~200份步骤（2）备用上清液A、50~70份减压蒸馏物a、20~30份轻质碳酸钙、12~15份环糊精、10~20份十聚甘油十硬脂酸酯、2~5份色素、20~30份椰子油、20~25份聚乙二醇3000、70~80份水，升温至80~ 90℃搅拌混合，于蜡笔成型浇铸机中成型，即得可清洗蜡笔。
所述步骤（5）中的色素为姜黄素、胭脂红、赭石、诱惑红、日落黄、橄榄绿、叶绿素、炭黑、亮蓝、深红、靛蓝、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、酞青绿中的一种或者几种的组合。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以米糠为原料，其主要成分是脂肪酸甘油脂，利用酸碱法提取其中的植物油脂，其成分中以油酸、亚油酸这两种不饱和长碳链脂肪酸为主，加入甘油经氢氧化钠作为催化剂，催化甘油脱水，与植物油脂一起经脂肪酶酶解，发生酯化反应，形成长碳链脂肪酸酯类物质，碳链较长的聚合的酯类物质一方面对细菌、霉菌、酵母菌等有很强的抗菌作用，可以防止蜡笔长期暴露在空气中吸水导致表面变质发霉，保证蜡笔的安全性能，另一方面长碳链脂肪酸聚合的酯类物质亲水亲油平衡值大，形成水包油型乳状物，不仅可以使水溶液与蜡笔油脂均匀分散，防止水油分离，随着甘油聚合度的增加，亲水性能增强，使蜡笔更易于水溶清洗，而其中产物中含有的脂肪酰基，使得与蜡质基料混合时乳化稳定，形成均匀的蜡笔成型前的乳化基料，使蜡笔主要成分分散均匀；
（2）本发明以六甲基二硅氧烷、乙烯基三甲氧基硅烷为原料，经硫酸催化形成端乙烯基聚硅氧烷低聚物，再与四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚通过硅氢加成反应，制得分子结构为串珠状骨架，通过氯铂酸催化使骨架上连有水溶性聚氧乙烯醚，得到硅蜡类聚合物，其作为蜡笔的主要基料，代替石蜡作为蜡笔基材，普通石蜡质地比较硬、粘度化、延展性差且难以乳化，蜡笔过硬，韧性太强，则蜡笔在纸张上难以舒展，导致着色度较差，其产物中引入了聚氧乙烯醚链所赋予蜡笔的良好水溶性、铺展性、乳化稳定性，同时聚甲基硅氧烷链段拥有的低表面能、柔软性和润滑性的特性，增强了蜡笔的书写性能，降低了蜡质基料的硬度和韧性，更易于铺展书写，着色度得到提高，同时提高了水溶性能，易溶于水被清洗。
具体实施方式
一种可清洗蜡笔的制备方法，包括如下步骤：
脂肪酶：Lipozyme 435脂肪酶，购于诺维信公司。
色素：为姜黄素、胭脂红、赭石、诱惑红、日落黄、橄榄绿、叶绿素、炭黑、亮蓝、深红、靛蓝、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、酞青绿中的一种或者几种的组合。
（1）取米糠干燥、粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：3加入无水乙醚，于60~65℃搅拌混合5~6h，抽滤，取抽滤液减压蒸馏，得减压蒸馏物，取减压蒸馏物按质量比2：3加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液，升温至75~80℃搅拌混合2~3h，再加入减压蒸馏物质量1~2倍的质量分数为36%的盐酸溶液搅拌混合30~40min，调节pH至7~7.2，离心，取上清液真空脱水，得脱水物；
（2）取质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1：20~50的甘油，通入氮气保护，于250~255℃搅拌混合3~4h，得搅拌混合物，取脱水物按质量比1：1加入搅拌混合物，再加入脱水物质量1~2%的脂肪酶，通入氮气保护，于75~80℃搅拌混合5~6h，灭酶，离心，取上清液A，备用；
（3）取六甲基二硅氧烷按质量比5：1加入甲醇，于5~10℃保温，再加入甲醇质量7~10%的浓度为0.1mol/L的硫酸，搅拌20~30min，得混合液，取混合液按质量10：2：1加入乙烯基三甲氧基硅烷、水，于15~25℃搅拌混合2~3h，旋转蒸发、减压蒸馏，干燥，得干燥物；
（4）取四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚、干燥物按质量比2：6：1混合，得混合物，取混合物按质量比10：3加入十六醇，升温至75~80℃，再加入混合物质量0.02~0.05%的氯铂酸，搅拌混合3~4h，减压蒸馏，得减压蒸馏物a；
（5）按质量份数计，取100~200份步骤（2）备用上清液A、50~70份减压蒸馏物a、20~30份轻质碳酸钙、12~15份环糊精、10~20份十聚甘油十硬脂酸酯、2~5份色素、20~30份椰子油、20~25份聚乙二醇3000、70~80份水，升温至80~ 90℃搅拌混合2~3h，于蜡笔成型浇铸机中成型，即得可清洗蜡笔。
实施例1
一种可清洗蜡笔的制备方法，包括如下步骤：
脂肪酶：Lipozyme 435脂肪酶，购于诺维信公司。
色素为姜黄素。
（1）取米糠干燥、粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：3加入无水乙醚，于60℃搅拌混合5h，抽滤，取抽滤液减压蒸馏，得减压蒸馏物，取减压蒸馏物按质量比2：3加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液，升温至75℃搅拌混合2h，再加入减压蒸馏物质量1倍的质量分数为36%的盐酸溶液搅拌混合30min，调节pH至7，离心，取上清液真空脱水，得脱水物；
（2）取质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1：20的甘油，通入氮气保护，于250℃搅拌混合3h，得搅拌混合物，取脱水物按质量比1：1加入搅拌混合物，再加入脱水物质量1%的脂肪酶，通入氮气保护，于75℃搅拌混合5h，灭酶，离心，取上清液A，备用；
（3）取六甲基二硅氧烷按质量比5：1加入甲醇，于5℃保温，再加入甲醇质量7%的浓度为0.1mol/L的硫酸，搅拌20min，得混合液，取混合液按质量10：2：1加入乙烯基三甲氧基硅烷、水，于15℃搅拌混合2h，旋转蒸发、减压蒸馏，干燥，得干燥物；
（4）取四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚、干燥物按质量比2：6：1混合，得混合物，取混合物按质量比10：3加入十六醇，升温至75℃，再加入混合物质量0.02%的氯铂酸，搅拌混合3h，减压蒸馏，得减压蒸馏物a；
（5）按质量份数计，取100份步骤（2）备用上清液A、50份减压蒸馏物a、20份轻质碳酸钙、12份环糊精、10份十聚甘油十硬脂酸酯、2份色素、20份椰子油、20份聚乙二醇3000、70份水，升温至80℃搅拌混合2h，于蜡笔成型浇铸机中成型，即得可清洗蜡笔。
实施例2
一种可清洗蜡笔的制备方法，包括如下步骤：
脂肪酶：Lipozyme 435脂肪酶，购于诺维信公司。
色素为胭脂红。
（1）取米糠干燥、粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：3加入无水乙醚，于65℃搅拌混合6h，抽滤，取抽滤液减压蒸馏，得减压蒸馏物，取减压蒸馏物按质量比2：3加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液，升温至80℃搅拌混合3h，再加入减压蒸馏物质量2倍的质量分数为36%的盐酸溶液搅拌混合40min，调节pH至7.2，离心，取上清液真空脱水，得脱水物；
（2）取质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1：50的甘油，通入氮气保护，于255℃搅拌混合4h，得搅拌混合物，取脱水物按质量比1：1加入搅拌混合物，再加入脱水物质量2%的脂肪酶，通入氮气保护，于80℃搅拌混合6h，灭酶，离心，取上清液A，备用；
（3）取六甲基二硅氧烷按质量比5：1加入甲醇，于10℃保温，再加入甲醇质量10%的浓度为0.1mol/L的硫酸，搅拌30min，得混合液，取混合液按质量10：2：1加入乙烯基三甲氧基硅烷、水，于25℃搅拌混合3h，旋转蒸发、减压蒸馏，干燥，得干燥物；
（4）取四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚、干燥物按质量比2：6：1混合，得混合物，取混合物按质量比10：3加入十六醇，升温至80℃，再加入混合物质量0.05%的氯铂酸，搅拌混合4h，减压蒸馏，得减压蒸馏物a；
（5）按质量份数计，取200份步骤（2）备用上清液A、70份减压蒸馏物a、30份轻质碳酸钙、15份环糊精、20份十聚甘油十硬脂酸酯、5份色素、30份椰子油、25份聚乙二醇3000、80份水，升温至90℃搅拌混合3h，于蜡笔成型浇铸机中成型，即得可清洗蜡笔。
实施例3
一种可清洗蜡笔的制备方法，包括如下步骤：
脂肪酶：Lipozyme 435脂肪酶，购于诺维信公司。
色素为橄榄绿。
（1）取米糠干燥、粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：3加入无水乙醚，于63℃搅拌混合5h，抽滤，取抽滤液减压蒸馏，得减压蒸馏物，取减压蒸馏物按质量比2：3加入质量分数为20%的氢氧化钠溶液，升温至77℃搅拌混合2h，再加入减压蒸馏物质量1倍的质量分数为36%的盐酸溶液搅拌混合35min，调节pH至7，离心，取上清液真空脱水，得脱水物；
（2）取质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1：35的甘油，通入氮气保护，于253℃搅拌混合3h，得搅拌混合物，取脱水物按质量比1：1加入搅拌混合物，再加入脱水物质量1%的脂肪酶，通入氮气保护，于77℃搅拌混合5h，灭酶，离心，取上清液A，备用；
（3）取六甲基二硅氧烷按质量比5：1加入甲醇，于7℃保温，再加入甲醇质量8%的浓度为0.1mol/L的硫酸，搅拌25min，得混合液，取混合液按质量10：2：1加入乙烯基三甲氧基硅烷、水，于20℃搅拌混合2h，旋转蒸发、减压蒸馏，干燥，得干燥物；
（4）取四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚、干燥物按质量比2：6：1混合，得混合物，取混合物按质量比10：3加入十六醇，升温至77℃，再加入混合物质量0.03%的氯铂酸，搅拌混合3h，减压蒸馏，得减压蒸馏物a；
（5）按质量份数计，取150份步骤（2）备用上清液A、60份减压蒸馏物a、25份轻质碳酸钙、13份环糊精、15份十聚甘油十硬脂酸酯、3份色素、25份椰子油、23份聚乙二醇3000、75份水，升温至85℃搅拌混合2h，于蜡笔成型浇铸机中成型，即得可清洗蜡笔。
对比例：上海市某公司生产的蜡笔。
通过实施例的制备方法制备出可清洗蜡笔，与对比例的蜡笔进行性能测试，结果如表1。
表1：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
| 流畅性 | 5 | 5 | 5 | 4~5 |
| 着色度 | 5 | 5 | 5 | 4~5 |
| 硬度度 | 5 | 5 | 5 | 3~4 |
| 可擦洗性 | 5 | 5 | 5 | 3~4 |
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）。
综合上述，本发明的蜡笔其性能均优于市售产品，尤其是可擦洗性能，能较方便的进行清洗擦除，值得大力推广。
Claims (2)
1.一种可清洗蜡笔的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
取米糠干燥、粉碎过100目筛，收集过筛颗粒按质量比1：3加入无水乙醚，于60~65℃搅拌混合，抽滤，取抽滤液减压蒸馏，得减压蒸馏物，取减压蒸馏物按质量比2：3加入氢氧化钠溶液，升温至75~80℃搅拌混合，再加入减压蒸馏物质量1~2倍的盐酸溶液搅拌混合30~40min，调节pH至7~7.2，离心，取上清液真空脱水，得脱水物；
取质量分数为20%的氢氧化钠溶液按质量比1：20~50的甘油，，通入氮气保护，于250~255℃搅拌混合，得搅拌混合物，取脱水物按质量比1：1加入搅拌混合物，再加入脱水物质量1~2%的脂肪酶，通入氮气保护，于75~80℃搅拌混合，灭酶，离心，取上清液A，备用；
取六甲基二硅氧烷按质量比5：1加入甲醇，于5~10℃保温，再加入甲醇质量7~10%的硫酸搅拌混合，得混合液，取混合液按质量10：2：1加入乙烯基三甲氧基硅烷、水，于15~25℃搅拌混合，旋转蒸发、减压蒸馏，干燥，得干燥物；
取四甲基四氢环四硅氧烷、烯丙基聚氧乙烯甲氧基醚、干燥物按质量比2：6：1混合，得混合物，取混合物按质量比10：3加入十六醇，升温至75~80℃，再加入混合物质量0.02~0.05%的氯铂酸搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物a；
按质量份数计，取100~200份步骤（2）备用上清液A、50~70份减压蒸馏物a、20~30份轻质碳酸钙、12~15份环糊精、10~20份十聚甘油十硬脂酸酯、2~5份色素、20~30份椰子油、20~25份聚乙二醇3000、70~80份水，升温至80~ 90℃搅拌混合，于蜡笔成型浇铸机中成型，即得可清洗蜡笔。
2.根据权利要求1所述的可清洗蜡笔的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中的色素为姜黄素、胭脂红、赭石、诱惑红、日落黄、橄榄绿、叶绿素、炭黑、亮蓝、深红、靛蓝、紫罗兰、柠檬黄、玫瑰红、钛白粉、碱性玫瑰精、酞青绿中的一种或者几种的组合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180921 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |