本發(fā)明公開(kāi)了一種抗斷型鉛筆外殼材料的制備方法，屬于鉛筆制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉛筆，是一種用來(lái)書(shū)寫以及繪畫(huà)素描專用的筆類，距今已有四百多年的歷史，其中，繪畫(huà)素描的鉛筆分為諸多類型，它分成三個(gè)發(fā)展階段，分別是石墨、木制筆桿、帶帽鉛筆；另外，它的顏色有紅白、黑白、黃黑等條紋。
分為鉛筆帽和鉛筆桿兩部分：鉛筆帽外觀裝飾用料主要為聚酯材料，制作工藝可分為制模、膠印、組裝等工序?qū)⑵渫瓿伞ｃU筆桿外觀裝飾用料主要有硝基纖維鉛筆漆、印花油墨、電化鋁箔、橡皮頭和鋁箍等。制作工藝可分為鉛筆板、鉛芯、鉛筆桿、成品裝飾等工藝過(guò)程。
鉛筆板加工將原木開(kāi)解、截?cái)啵_(kāi)方鋸解成木塊，經(jīng)水熱處理后通過(guò)切板機(jī)切成鉛筆板。板長(zhǎng)184mm，寬73mm，厚4.8～5.2mm。再經(jīng)加熱干燥和高溫變性處理，使鉛筆板達(dá)到軟化易卷削的程度。
鉛筆類型包括有：原木筆桿、磨尖筆桿、帶帽鉛筆、普通筆桿，就是鉛筆生產(chǎn)廠家將鉛筆芯用木桿壓住，這種鉛筆需要消費(fèi)者將筆尖削出后才能使用；另外在普通鉛筆桿的末端有一小塊橡皮，在書(shū)寫錯(cuò)誤時(shí)，可以把筆反過(guò)來(lái)擦除錯(cuò)誤，較方便，由美國(guó)畫(huà)家阿曼發(fā)明。磨尖筆桿，就是一種將鉛筆桿加工出一定長(zhǎng)度筆尖進(jìn)行銷售的鉛筆半產(chǎn)品。帶帽鉛筆，就是由鉛筆桿和鉛筆帽組合而成。鉛筆鉛芯的硬度標(biāo)志，一般用h表示硬質(zhì)鉛筆，b表示軟質(zhì)鉛筆，hb表示軟硬適中的鉛筆，f表示硬度在hb和h之間的鉛筆。排列方式（由軟至硬）9b、8b、7b、6b、5b、4b、3b、2b、b、hb、f、h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h等硬度等級(jí)。h前面的數(shù)字越大，表示它的鉛芯越硬，顏色越淡。b前面的數(shù)字越大，表示鉛芯越軟，顏色越黑。鉛筆桿的分類正是按照筆芯中石墨的份量來(lái)劃分。其中h類鉛筆，筆芯硬度相對(duì)較高，適合用于界面相對(duì)較硬或明確的物體，比如木工劃線，野外繪圖等；hb類鉛筆筆芯硬度適中，適合一般情況下的書(shū)寫，或打輪廓用；b類鉛筆，筆芯相對(duì)較軟，適合繪畫(huà)，也可用于填涂一些機(jī)器可識(shí)別的卡片。比如，我們常使用2b鉛筆來(lái)填涂答題卡。另外，常見(jiàn)的還有彩色鉛筆桿，也就是人們常說(shuō)的彩色鉛筆，主要用于畫(huà)畫(huà)。目前市面上的鉛筆大多都容易斷裂，使用時(shí)間不長(zhǎng)，造成浪費(fèi)。
因此，發(fā)明一種抗斷型鉛筆對(duì)鉛筆外殼材料制備技術(shù)領(lǐng)域具有積極意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前傳統(tǒng)鉛筆外殼材料存在易斷的缺陷，提供了一種抗斷型鉛筆外殼材料的制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：
一種抗斷型鉛筆外殼材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：
（1）稱取1～2kg松木放入粉碎機(jī)中粉碎，粉碎后放入到帶有30～50g琥珀和20～40g河底淤泥的發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵，取出發(fā)酵產(chǎn)物，用去離子水沖洗后，得到發(fā)酵松木粉碎料；
（2）稱取0.8～1.0kg螢石研磨粉碎，得到螢石粉末，將螢石粉末放入窯爐中熔融，熔制得到熔融液，排除氣泡后，運(yùn)送到多孔漏板中拉絲，即為自制玻璃纖維，將自制玻璃纖維和松香混合并研磨，得到自制改性玻璃纖維；
（3）稱取10～20g硅藻土研磨粉碎后，即為硅藻土粉末，將硅藻土粉末和鋁酸酯asa混合攪拌，得到混合物，繼續(xù)向混合物中加入混合物質(zhì)量6%的花生油和混合物質(zhì)量0.4%的酸奶，裝入發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵產(chǎn)物，即為改性硅藻土粉末；
（4）按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取發(fā)酵松木粉碎料、自制改性玻璃纖維、改性硅藻土粉末、聚氨酯橡膠、鋁粉、明膠和去離子水混合置于攪拌機(jī)中攪拌，再添加硅灰、河沙，繼續(xù)混合攪拌，自然冷卻出料，即可制得抗斷型鉛筆外殼材料。
步驟（1）所述的粉碎時(shí)間為1～2h，發(fā)酵溫度為30～40℃，發(fā)酵時(shí)間為7～9天，沖洗時(shí)間為3～5min。
步驟（2）所述的研磨時(shí)間為45～60min，熔融溫度為1200～1500℃，熔融時(shí)間為45～60min，拉絲轉(zhuǎn)速為2400～3200r/min，自制玻璃纖維和松香的質(zhì)量比為5：1，研磨時(shí)間為10～16min。
步驟（3）所述的粉碎時(shí)間為5～8min，硅藻土粉末和鋁酸酯asa的質(zhì)量比為5：1，攪拌時(shí)間為6～10min，發(fā)酵溫度為30～40℃，發(fā)酵時(shí)間為6～8天。
步驟（4）所述的按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取20～30份發(fā)酵松木粉碎料、10～16份自制改性玻璃纖維、6～8份改性硅藻土粉末、4～6份聚氨酯橡膠、3～5份鋁粉、4～6份明膠和10～12份去離子水、1～3份硅灰、2～4份河沙，攪拌溫度為45～60℃，攪拌時(shí)間為35～60min，繼續(xù)攪拌溫度為75～85℃，繼續(xù)攪拌時(shí)間為1～2h。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
本發(fā)明首先將自制玻璃纖維和松香混合而成自制改性玻璃纖維，其中松香具有粘性，從而使改性后玻璃纖維的粘度提高，加入到發(fā)酵松木粉碎料中，玻璃纖維之間就會(huì)有交錯(cuò)的松木顆粒鏈連接，相當(dāng)于在松木粉碎料交聯(lián)作用下，在受到彎曲、拉伸、壓縮等載荷作用時(shí)，松木粉碎料在玻璃纖維之間傳遞應(yīng)力，使玻璃纖維與松木粉碎料共同承載，將其作為填料對(duì)鉛筆外殼材料進(jìn)行改性，從而提高鉛筆外殼材料的抗斷性，接著加入改性硅藻土，其中硅藻土粉末含有豐富的二氧化硅，使用鋁酸酯偶聯(lián)劑對(duì)硅藻土粉末改性，將其和植物油以及酸奶微生物共混發(fā)酵，利用微生物將植物油分解產(chǎn)生親油性酯基，并在微生物的自交聯(lián)作用下使得酯基接枝到部分松木粉碎料表面，增強(qiáng)了硅藻土粉末與松木粉碎料的相容性，以及二氧化硅有一定的硬度，再次提高鉛筆外殼材料的抗斷性，繼續(xù)添加聚氨酯橡膠、鋁粉、明膠以及河沙等，促進(jìn)對(duì)松木粉碎料有效的填充補(bǔ)強(qiáng)，由于明膠具有一定的粘性，用其促進(jìn)聚氨酯橡膠、鋁粉和河沙與松木粉碎料有很好的粘結(jié)性能，以及聚氨酯橡膠具有耐摔斷性能、鋁粉和河沙有一定的硬度，進(jìn)一步提高鉛筆外殼材料的抗斷性，具有極佳的使用前景。
具體實(shí)施方式
稱取1～2kg松木放入粉碎機(jī)中粉碎1～2h，粉碎后放入到帶有30～50g琥珀和20～40g河底淤泥的發(fā)酵罐中，在30～40℃下密封發(fā)酵7～9天，取出發(fā)酵產(chǎn)物，用去離子水沖洗3～5min后，得到發(fā)酵松木粉碎料，稱取0.8～1.0kg螢石研磨粉碎45～60min，得到螢石粉末，將螢石粉末放入1200～1500℃的窯爐中熔融45～60min，熔制得到熔融液，排除氣泡后，運(yùn)送到多孔漏板中，在轉(zhuǎn)速為2400～3200r/min下拉絲，即為自制玻璃纖維，按質(zhì)量比為5：1將自制玻璃纖維和松香混合并研磨10～16min，得到自制改性玻璃纖維，稱取10～20g硅藻土研磨粉碎5～8min后，即為硅藻土粉末，按質(zhì)量比為5：1將硅藻土粉末和鋁酸酯asa混合攪拌6～10min，得到混合物，繼續(xù)向混合物中加入混合物質(zhì)量6%的花生油和混合物質(zhì)量0.4%的酸奶，裝入發(fā)酵罐中，在溫度為30～40℃條件下密封發(fā)酵6～8天，發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵產(chǎn)物，即為改性硅藻土粉末，按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取20～30份發(fā)酵松木粉碎料、10～16份自制改性玻璃纖維、6～8份改性硅藻土粉末、4～6份聚氨酯橡膠、3～5份鋁粉、4～6份明膠和10～12份去離子水混合置于攪拌機(jī)中，在45～60℃下攪拌35～60min，再添加1～3份硅灰、2～4份河沙，在75～85℃下繼續(xù)混合攪拌1～2h，自然冷卻出料，即可制得抗斷型鉛筆外殼材料。
實(shí)例1
稱取1kg松木放入粉碎機(jī)中粉碎1h，粉碎后放入到帶有30g琥珀和20g河底淤泥的發(fā)酵罐中，在30℃下密封發(fā)酵7天，取出發(fā)酵產(chǎn)物，用去離子水沖洗3min后，得到發(fā)酵松木粉碎料，稱取0.8kg螢石研磨粉碎45min，得到螢石粉末，將螢石粉末放入1200℃的窯爐中熔融45min，熔制得到熔融液，排除氣泡后，運(yùn)送到多孔漏板中，在轉(zhuǎn)速為2400r/min下拉絲，即為自制玻璃纖維，按質(zhì)量比為5：1將自制玻璃纖維和松香混合并研磨10min，得到自制改性玻璃纖維，稱取10g硅藻土研磨粉碎5min后，即為硅藻土粉末，按質(zhì)量比為5：1將硅藻土粉末和鋁酸酯asa混合攪拌6min，得到混合物，繼續(xù)向混合物中加入混合物質(zhì)量6%的花生油和混合物質(zhì)量0.4%的酸奶，裝入發(fā)酵罐中，在溫度為30℃條件下密封發(fā)酵6天，發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵產(chǎn)物，即為改性硅藻土粉末，按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取20份發(fā)酵松木粉碎料、10份自制改性玻璃纖維、6份改性硅藻土粉末、4份聚氨酯橡膠、3份鋁粉、4份明膠和10份去離子水混合置于攪拌機(jī)中，在45℃下攪拌35min，再添加1份硅灰、2份河沙，在75℃下繼續(xù)混合攪拌1h，自然冷卻出料，即可制得抗斷型鉛筆外殼材料。
實(shí)例2
稱取1kg松木放入粉碎機(jī)中粉碎1.5h，粉碎后放入到帶有40g琥珀和30g河底淤泥的發(fā)酵罐中，在35℃下密封發(fā)酵8天，取出發(fā)酵產(chǎn)物，用去離子水沖洗4min后，得到發(fā)酵松木粉碎料，稱取0.9kg螢石研磨粉碎50min，得到螢石粉末，將螢石粉末放入1300℃的窯爐中熔融50min，熔制得到熔融液，排除氣泡后，運(yùn)送到多孔漏板中，在轉(zhuǎn)速為2800r/min下拉絲，即為自制玻璃纖維，按質(zhì)量比為5：1將自制玻璃纖維和松香混合并研磨14min，得到自制改性玻璃纖維，稱取15g硅藻土研磨粉碎6min后，即為硅藻土粉末，按質(zhì)量比為5：1將硅藻土粉末和鋁酸酯asa混合攪拌8min，得到混合物，繼續(xù)向混合物中加入混合物質(zhì)量6%的花生油和混合物質(zhì)量0.4%的酸奶，裝入發(fā)酵罐中，在溫度為35℃條件下密封發(fā)酵7天，發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵產(chǎn)物，即為改性硅藻土粉末，按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取25份發(fā)酵松木粉碎料、12份自制改性玻璃纖維、7份改性硅藻土粉末、5份聚氨酯橡膠、4份鋁粉、5份明膠和11份去離子水混合置于攪拌機(jī)中，在50℃下攪拌45min，再添加2份硅灰、3份河沙，在80℃下繼續(xù)混合攪拌1.5h，自然冷卻出料，即可制得抗斷型鉛筆外殼材料。
實(shí)例3
稱取2kg松木放入粉碎機(jī)中粉碎2h，粉碎后放入到帶有50g琥珀和40g河底淤泥的發(fā)酵罐中，在40℃下密封發(fā)酵9天，取出發(fā)酵產(chǎn)物，用去離子水沖洗5min后，得到發(fā)酵松木粉碎料，稱取1.0kg螢石研磨粉碎60min，得到螢石粉末，將螢石粉末放入1500℃的窯爐中熔融60min，熔制得到熔融液，排除氣泡后，運(yùn)送到多孔漏板中，在轉(zhuǎn)速為3200r/min下拉絲，即為自制玻璃纖維，按質(zhì)量比為5：1將自制玻璃纖維和松香混合并研磨16min，得到自制改性玻璃纖維，稱取20g硅藻土研磨粉碎8min后，即為硅藻土粉末，按質(zhì)量比為5：1將硅藻土粉末和鋁酸酯asa混合攪拌10min，得到混合物，繼續(xù)向混合物中加入混合物質(zhì)量6%的花生油和混合物質(zhì)量0.4%的酸奶，裝入發(fā)酵罐中，在溫度為40℃條件下密封發(fā)酵8天，發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵產(chǎn)物，即為改性硅藻土粉末，按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取30份發(fā)酵松木粉碎料、16份自制改性玻璃纖維、8份改性硅藻土粉末、6份聚氨酯橡膠、5份鋁粉、6份明膠和12份去離子水混合置于攪拌機(jī)中，在60℃下攪拌60min，再添加3份硅灰、4份河沙，在85℃下繼續(xù)混合攪拌2h，自然冷卻出料，即可制得抗斷型鉛筆外殼材料。
對(duì)比例
以南京某公司生產(chǎn)的抗斷型鉛筆外殼材料作為對(duì)比例
對(duì)本發(fā)明制得的抗斷型鉛筆外殼材料和對(duì)比例中的抗斷型鉛筆外殼材料進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下所示：
1、測(cè)試方法：
鉛筆外殼的抗斷性檢測(cè)方法：用2b鉛筆筆芯折斷測(cè)試儀對(duì)實(shí)例1～3和對(duì)比例中的鉛筆外殼進(jìn)行檢測(cè)，接測(cè)結(jié)果如下：
實(shí)例1：鉛筆有輕微裂紋；
實(shí)例2：鉛筆無(wú)明顯裂紋；
實(shí)例3：鉛筆無(wú)裂紋；
對(duì)比例：鉛筆有明顯裂痕。
根據(jù)表1數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明制得的抗斷型鉛筆外殼材料抗斷性能好，具有廣闊的應(yīng)用前景。