CN109679473B - 适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆及其制备方法和应用，其原料包括水性聚氨酯、成膜助剂、色浆、填料和水，填料由碳酸钙、高岭土和蜡粉构成，以质量百分含量计，碳酸钙、高岭土和蜡粉分别占原料的质量百分含量为5‑25%、3‑20%、3‑10%；碳酸钙、高岭土和蜡粉的投料质量比为3‑6∶1.2‑2∶1；制备：将各原料混匀即制成，及其上述色漆在涂装铅笔中的应用、由上述色漆涂装而成的木头铅笔；本发明的色漆在安全环保的前提下兼具色彩均一、表干时间短、硬度高等性能，成膜性好。
Description
技术领域
本发明属于文具用品领域，具体涉及一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆及其制备方法和应用。
背景技术
对于铅笔表面的涂装工艺，有一种抽插式铅笔涂装，其使铅笔在运动过程中穿过涂装铅笔色漆区域，进而使得铅笔色漆涂覆在铅笔的外表面，成膜，赋予铅笔不同的色彩；而此抽插式工艺要求铅笔漆具有优异的表干时间、合适的粘度、成膜性好等性能，如若表干时间太长则会造成成膜太慢，铅笔漆则会不均匀，遮盖力差，色差明显，粘度不够或者太高则难以形成性能优异的表面膜，硬度不高易脱漆，产生划痕等。
然而目前现有技术中针对抽插式铅笔涂装工艺还存在着铅笔漆不环保，例如具有有机溶剂、有害元素等对人体具有直接或潜在的危害的物质，不符合当下对环境保护以及以人为本的理念；同时还存在成膜性不好，色差较为明显，易出现残次品，不利于扩大生产的问题。针对上述问题，中国发明专利CN108559379A公开了一种环保型水性聚氨酯铅笔漆及其制备方法和应用方法，其包括底漆与面漆，底漆以质量份数计，包括底漆树脂60～70份、填料30～40份以及水5～10份；面漆以质量份数计，包括面漆树脂70～80份、颜料10～20份以及交联剂1～3份；底漆树脂与面漆树脂均为固含量为58-61％的水性聚氨酯。然而此专利虽然在一定程度上实现了使用及制备过程环保，但是并未解决针对抽插式涂装工艺所要求的表干快、粘度合适等性能，其并不能实现颜色均一的目的，同时其漆膜硬度也不高，因此，本领域的技术人员亟待寻求一种能够适用于抽插式涂装工艺，且兼具安全环保、色彩均一、硬度好等性能的木头铅笔色漆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种改进的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，其在安全环保的前提下兼具色彩均一、表干时间短、硬度高等性能，成膜性好。
本发明还提供了一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆的制备方法。
本发明还提供了一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆在涂装木头铅笔中的应用。
本发明同时还提供了一种木头铅笔。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：
一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，所述色漆的原料包括水性聚氨酯、成膜助剂、色浆、填料和水，所述填料由碳酸钙、高岭土和蜡粉构成，以质量百分含量计，所述碳酸钙占所述原料的质量百分含量为5-25％，所述高岭土占所述原料的质量百分含量为3-20％，所述蜡粉占所述原料的质量百分含量为3-10％；其中所述碳酸钙、所述高岭土和所述蜡粉的投料质量比为3-6∶1.2-2∶1。
根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述碳酸钙占所述原料的质量百分含量为10-25％，所述高岭土占所述原料的质量百分含量为3-10％，所述蜡粉占所述原料的质量百分含量为3-5％。
根据本发明的一些优选方面，所述碳酸钙为轻质碳酸钙。
根据本发明的一些优选方面，所述水性聚氨酯与所述填料的投料质量比为1.5-2.5∶1。
根据本发明的一些优选方面，所述水性聚氨酯为固含量为45-55％的单组份水性聚氨酯。
根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述水性聚氨酯占所述原料的质量百分含量为35-60％。
根据本发明的一些具体且优选的方面，所述成膜助剂为Coasol、DBE-IB、DPn B醇酯的一种或多种的组合。
根据本发明的一些具体且优选的方面，以质量百分含量计，所述成膜助剂占所述原料的质量百分含量为3-10％。
根据本发明的一些具体且优选的方面，以质量百分含量计，所述原料还包括占所述原料的质量百分含量为1-35％的钛白浆，所述钛白浆为固含量为45-60％的水性钛白浆。
根据本发明的一些具体方面，以质量百分含量计，所述色浆占所述原料的质量百分含量为5-30％。
根据本发明的一些具体方面，以质量百分含量计，所述水占所述原料的质量百分含量为3-10％。
根据本发明的一些具体方面，所述原料还包括选自消泡剂、增稠剂、pH调节剂、分散剂和流平剂中的一种或多种的组合。
进一步地，所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷的一种或两种；所述增稠剂包括聚氨酯类水性增稠剂；所述pH调节剂包括水性有机硅化合物，包括但不限于BS198；所述分散剂包括聚二甲基硅氧烷或改性聚二甲基硅氧烷的一种或两种；所述流平剂包括聚醚聚酯改性有机硅氧烷或烷基改性有机硅氧烷中的一种或两种。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，将所述水性聚氨酯、色浆和选择性的钛白浆混合分散；在分散的过程中加入碳酸钙、高岭土、蜡粉、成膜助剂、水和剩余原料，分散均匀，制成所述适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆。
本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆在涂装木头铅笔中的应用。
本发明提供的又一技术方案：一种木头铅笔，所述木头铅笔包括铅笔本体和形成在所述铅笔本体外表面的漆膜涂层，所述漆膜涂层由上述所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆制成。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明采用特定的三种填料复配并应用于单组份聚氨酯树脂体系中，同时控制各自的添加量，由此而制成的色漆能够在具备环保型、成膜后硬度高的前提下兼具表干时间短、、粘度适中，进而使得成膜后漆膜色彩均一，遮盖力强，从而使得本发明的色漆尤其适用于抽插式涂装铅笔工艺。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明；应理解，这些实施例是用于说明本发明的基本原理、主要特征和优点，而本发明不受以下实施例的范围限制；实施例中采用的实施条件可以根据具体要求做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。下述中水性钛白浆为固含量为60％的水性钛白浆。下述中，消泡剂为聚二甲基硅氧烷，增稠剂为聚氨酯水性增稠剂，pH调节剂为BS198，分散剂为改性聚二甲基硅氧烷，流平剂为聚醚聚酯改性有机硅氧烷，均通过商购获得。
实施例1
本实施例提供一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，具体为海军蓝色漆，其原料包括单组份水性聚氨酯树脂(固含量为45％)40份、固含量35％的纯蓝色浆5份、钛白浆20份、轻质碳酸钙15份、高岭土5份、水5份、成膜助剂4份、蜡粉3份、其它助剂3份(具体为消泡剂0.5份、增稠剂0.9份、pH调节剂0.3份、分散剂1份和流平剂0.3份)。
制备方法包括如下步骤：在分散机中加入单组份高固含量水性聚氨酯树脂40份、固含量35％的纯蓝色浆5份、钛白浆20份进行高速剪切分散，在搅拌过程中加入轻质碳酸钙15份、高岭土5份、水5份、成膜助剂4份、蜡粉3份、其它助剂3份。继续搅拌0.5小时即可制成。
实施例2
本实施例提供一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，具体为口红色色漆，其原料包括单组份水性聚氨酯树脂(固含量为52％)45份、固含量35％的大红色浆15份、轻质碳酸钙18份、高岭土5份、水6份、成膜助剂6份、蜡粉3份、其它助剂2份(具体为消泡剂0.3份、增稠剂0.5份、pH调节剂0.2份、分散剂0.8份和流平剂0.2份)。
制备方法包括如下步骤：在分散机中加入单组份高固含量水性聚氨酯树脂45份、固含量35％的大红色浆15份进行高速剪切分散，在搅拌过程中加入轻质碳酸钙18份、高岭土5份、水6份、成膜助剂6份、蜡粉3份、其它助剂2份。继续搅拌0.5小时即可制成。
实施例3
本实施例提供一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，具体为黑色色漆，其原料包括单组份水性聚氨酯树脂(固含量为55％)45份、固含量35％的黑色色浆20份、轻质碳酸钙15份、高岭土4份、水5份、成膜助剂6份、蜡粉3份、其它助剂2份(具体为消泡剂0.2份、增稠剂0.5份、pH调节剂0.3份、分散剂0.8份和流平剂0.2份)。
制备方法包括如下步骤：将在分散机中加入单组份高固含量水性聚氨酯树脂45份、固含量35％的黑色色浆20份进行高速剪切分散，在搅拌过程中加入轻质碳酸钙15份、高岭土4份、水5份、成膜助剂6份、蜡粉3份、其它助剂2份。继续搅拌0.5小时即可制成。
实施例4
本实施例提供一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，具体为白色色漆，其原料包括单组份水性聚氨酯树脂(固含量为48％)40份、钛白浆30份、轻质碳酸钙10份、高岭土5份、水5份、成膜助剂4份、蜡粉3份、其它助剂3份(具体为消泡剂0.4份、增稠剂0.8份、pH调节剂0.3份、分散剂1.2份和流平剂0.3份)。
制备方法包括如下步骤：在分散机中加入单组份高固含量水性聚氨酯树脂40份、钛白浆30份进行高速剪切分散，在搅拌过程中加入轻质碳酸钙10份、高岭土5份、水5份、成膜助剂4份、蜡粉3份、其它助剂3份。继续搅拌0.5小时即可制成。
实施例5
本实施例提供一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，具体为黄色色漆，其原料包括单组份水性聚氨酯树脂(固含量为50％)50份、固含量35％的黄色色浆9份、钛白浆10份、轻质碳酸钙12份、高岭土5份、水4份、成膜助剂5份、蜡粉3份、其它助剂2份(具体为消泡剂0.2份、增稠剂0.7份、pH调节剂0.3份、分散剂0.6份和流平剂0.2份)。
制备方法包括如下步骤：在分散机中加入单组份高固含量水性聚氨酯树脂50份、固含量35％的黄色色浆9份、钛白浆10份进行高速剪切分散，在搅拌过程中加入轻质碳酸钙12份、高岭土5份、水4份、成膜助剂5份、蜡粉3份、其它助剂2份。继续搅拌0.5小时即可制成。
对比例1
基本同实施例1，其区别仅在于不加轻质碳酸钙，适应性调整高岭土的含量。
对比例2
基本同实施例1，其区别仅在于不加高岭土，适应性调整轻质碳酸钙的含量。
对比例3
基本同实施例1，其区别仅在于不加蜡粉，适应性调整轻质碳酸钙的含量。
对比例4
基本同实施例1，其区别仅在于将轻质碳酸钙、高岭土和蜡粉的投料质量比调整为1∶1∶1。
性能测试
将上述实施例1-5、对比例1-4所制备的色漆进行如下性能测试，测得结果如下表1所示。
下述各性能的测试标准如下：
油漆粘度(mPa·s)：Brookfield DV3TLV粘度计；
表干时间(s)：温度60℃下测试；
漆膜硬度：百格测试；
色差：色差异；
细度(μm)：刮板细度计。
表1
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，所述色漆的原料包括水性聚氨酯、成膜助剂、色浆、填料和水，其特征在于，所述填料由碳酸钙、高岭土和蜡粉构成，以质量百分含量计，所述碳酸钙占所述原料的质量百分含量为5-25%，所述高岭土占所述原料的质量百分含量为3-20%，所述蜡粉占所述原料的质量百分含量为3-10%；其中所述碳酸钙、所述高岭土和所述蜡粉的投料质量比为3-6∶1.2-2∶1，所述碳酸钙为轻质碳酸钙，所述水性聚氨酯与所述填料的投料质量比为1.5-2.5∶1。
2.根据权利要求1所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，其特征在于，以质量百分含量计，所述碳酸钙占所述原料的质量百分含量为10-25%，所述高岭土占所述原料的质量百分含量为3-10%，所述蜡粉占所述原料的质量百分含量为3-5%。
3.根据权利要求1所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，其特征在于，所述水性聚氨酯为固含量为45-55%的单组份水性聚氨酯；和/或，以质量百分含量计，所述水性聚氨酯占所述原料的质量百分含量为35-60%。
4.根据权利要求1所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，其特征在于，所述成膜助剂为选自Coasol、DBE-IB、DPn B醇酯的一种或多种的组合；和/或，以质量百分含量计，所述原料还包括占所述原料的质量百分含量为1-35%的钛白浆，所述钛白浆为固含量为45-60%的水性钛白浆。
5.根据权利要求1所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆，其特征在于，以质量百分含量计，所述色浆占所述原料的质量百分含量为5-30%；和/或，以质量百分含量计，所述水占所述原料的质量百分含量为3-10%；和/或，所述原料还包括选自消泡剂、增稠剂、pH调节剂、分散剂和流平剂中的一种或多种的组合。
6.一种权利要求1-5中任一项权利要求所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：按配方称取各原料，将所述水性聚氨酯、色浆和选择性的钛白浆混合分散；在分散的过程中加入碳酸钙、高岭土、蜡粉、成膜助剂、水和剩余原料，分散均匀，制成所述适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆。
7.一种权利要求1-5中任一项权利要求所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆在涂装木头铅笔中的应用。
8.一种木头铅笔，所述木头铅笔包括铅笔本体和形成在所述铅笔本体外表面的漆膜涂层，其特征在于，所述漆膜涂层由权利要求1-5中任一项权利要求所述的适用于木头铅笔的环保水性铅笔色漆制成。
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