[發明專利]一種用于塑料鉛筆石墨筆芯的改性塑料顆粒

在審

• 申請號: 201910973741.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110746687A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 張育瑋;張楓;楊勇
• 申請（專利權）人: 安徽得億文教用品有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L1/02;C08K3/22;C08J9/12;C08J9/16;C08J9/22;C09D13/00
• 代理公司: 34129 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 付濤

本發明公開了一種用于塑料鉛筆石墨筆芯的改性塑料顆粒，制備方法如下：1）將聚合物塑料顆粒進行微發泡處理，得到微發泡聚合物塑料顆粒；2）將纖維素水溶液加入到制備的氧化鋁溶膠中，攪拌均勻后獲得復合溶膠溶液；3）將氨水滴加到復合溶膠溶液中，混合攪拌后將微發泡聚合物塑料顆粒加入到復合溶膠溶液中進行真空浸漬處理，獲得復合凝膠/微發泡聚合物復合塑料顆粒；4）將獲得的復合塑料顆粒進行溶劑置換和冷凍干燥即可。本發明制備的改性塑料顆粒，可以廣泛應用于塑料鉛筆的石墨筆芯配方中，可以有效的解決鉛筆筆芯易折斷和掉渣的問題，而且還可以提高鉛筆的書寫舒適度，具有很好的市場應用前景。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種用于塑料鉛筆石墨筆芯的改性塑料顆粒。

背景技術

鉛筆是人們常用的一種文化學習用品，主要應用與寫字和繪畫等方面，其主要結構是由條狀筆芯嵌固在筆桿中構成。一般鉛筆的筆桿常見的是采用木質，制作時，通常需要將原木做成圓形、正六邊形或正八邊形等形狀的筆桿，其制造需要經過很多的切割工序，生產過程相當繁瑣，制造成本高，而且需消耗大量的優質木材，嚴重破壞了生態環境。另外為了生產出不同顏色的筆桿，木質鉛筆需使用油漆對其外表面進行噴刷，不可避免的會產生有毒有害物質的污染問題，而且對與人體密切接觸的筆桿來說，無疑是一大弊端。隨著人們越來越意識到環保的重要性，為了保護森林資源和生態環境，積極開發出一種塑料鉛筆用以替代木質鉛筆。

現有的塑料鉛筆芯，大多采用PP、PE、PS等聚合物塑料與石墨、添加劑等材料捏合制備得到的，雖然符合環保理念，但是在性能上相比較木質鉛筆要大打折扣，例如公布號為CN108864827A公開了一種塑料鉛筆筆芯的配方及制備方法，配方中采用的是常規的PP、PE聚合物塑料，雖然可以在一定程度上改善塑料鉛筆硬度過高、剛性不足的問題，提高了塑料鉛筆芯的韌性，但是由于采用的是常規的聚合物塑料，因此對塑料鉛筆芯易折斷、易掉渣以及書寫舒適度不佳的問題并沒有得到更好的解決。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種用于塑料鉛筆石墨筆芯的改性塑料顆粒，該改性塑料顆粒可以更好的改善塑料鉛筆芯易折斷、易掉渣的現象，并且可以提高塑料鉛筆的書寫舒適度。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于塑料鉛筆石墨筆芯的改性塑料顆粒，具體制備方法如下：

1）將聚合物塑料顆粒放置在超臨界流體二氧化碳反應釜中進行滲透、溶脹處理，待聚合物塑料顆粒達到飽和后，輔助超聲波技術，對反應釜中的聚合物塑料顆粒進行超聲波處理，待處理結束后，釋放反應釜中的超臨界流體二氧化碳，將聚合物塑料顆粒取出，置于熱水浴中進行發泡處理，即可獲得微發泡聚合物塑料顆粒；本申請利用超臨界流體二氧化碳在聚合物塑料顆粒中擴散速率快、溶解度高的特點，制得泡孔尺寸較小、孔密度較高、孔徑分布均勻的微發泡材料，同時利用超聲波振動具有較高的能量和強烈的空化效應，有利于形成更多的成核位點，從而可以顯著的加強泡孔的成核以及微發泡聚合物的膨脹，從而可以提高聚合物塑料顆粒中的泡孔密度；

2）將無水乙醇和去離子水混合溶液放入水浴鍋中，加熱至55-65℃，加入仲丁醇鋁，在轉速為500-800r/min下攪拌至溶液呈無色透明狀態，冷卻至室溫后加入無水乙醇和硝酸的混合液，攪拌均勻后加入丙酮和苯胺，繼續攪拌10-15min，獲得氧化鋁溶膠，然后將纖維素水溶液加入到氧化鋁溶膠中，混合攪拌均勻后獲得復合溶膠溶液；本申請中利用仲丁醇鋁作為鋁源制得氧化鋁溶膠，添加的硝酸可以加快丙酮和苯胺反應的進行；添加的丙酮和苯胺通過反應可以實現水緩慢的原位釋放，從而可以減緩仲丁醇鋁的水解和縮合，從而有助于提高氧化鋁凝膠微觀結構的均勻性，同時還可以減緩復合溶膠溶液的凝膠速度，避免后續真空浸漬處理中，復合溶膠溶膠因凝膠過快造成復合溶膠填充效果不理想；將纖維素水溶液加入到氧化鋁溶膠中攪拌均勻，利用氧化鋁與纖維素表面的羥基發生鍵合作用，使得氧化鋁可以依附于纖維素表面，從而獲得纖維素/氧化鋁復合溶膠，通過在氧化鋁表面引入纖維素，可以增強后續形成的復合氣凝膠的力學性能，從而可以提高改性塑料顆粒的力學強度；