[发明专利]一种用于塑料铅笔石墨笔芯的改性塑料颗粒

说明书

本发明公开了一种用于塑料铅笔石墨笔芯的改性塑料颗粒，制备方法如下：1）将聚合物塑料颗粒进行微发泡处理，得到微发泡聚合物塑料颗粒；2）将纤维素水溶液加入到制备的氧化铝溶胶中，搅拌均匀后获得复合溶胶溶液；3）将氨水滴加到复合溶胶溶液中，混合搅拌后将微发泡聚合物塑料颗粒加入到复合溶胶溶液中进行真空浸渍处理，获得复合凝胶/微发泡聚合物复合塑料颗粒；4）将获得的复合塑料颗粒进行溶剂置换和冷冻干燥即可。本发明制备的改性塑料颗粒，可以广泛应用于塑料铅笔的石墨笔芯配方中，可以有效的解决铅笔笔芯易折断和掉渣的问题，而且还可以提高铅笔的书写舒适度，具有很好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种用于塑料铅笔石墨笔芯的改性塑料颗粒。

背景技术

铅笔是人们常用的一种文化学习用品，主要应用与写字和绘画等方面，其主要结构是由条状笔芯嵌固在笔杆中构成。一般铅笔的笔杆常见的是采用木质，制作时，通常需要将原木做成圆形、正六边形或正八边形等形状的笔杆，其制造需要经过很多的切割工序，生产过程相当繁琐，制造成本高，而且需消耗大量的优质木材，严重破坏了生态环境。另外为了生产出不同颜色的笔杆，木质铅笔需使用油漆对其外表面进行喷刷，不可避免的会产生有毒有害物质的污染问题，而且对与人体密切接触的笔杆来说，无疑是一大弊端。随着人们越来越意识到环保的重要性，为了保护森林资源和生态环境，积极开发出一种塑料铅笔用以替代木质铅笔。

现有的塑料铅笔芯，大多采用PP、PE、PS等聚合物塑料与石墨、添加剂等材料捏合制备得到的，虽然符合环保理念，但是在性能上相比较木质铅笔要大打折扣，例如公布号为CN108864827A公开了一种塑料铅笔笔芯的配方及制备方法，配方中采用的是常规的PP、PE聚合物塑料，虽然可以在一定程度上改善塑料铅笔硬度过高、刚性不足的问题，提高了塑料铅笔芯的韧性，但是由于采用的是常规的聚合物塑料，因此对塑料铅笔芯易折断、易掉渣以及书写舒适度不佳的问题并没有得到更好的解决。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种用于塑料铅笔石墨笔芯的改性塑料颗粒，该改性塑料颗粒可以更好的改善塑料铅笔芯易折断、易掉渣的现象，并且可以提高塑料铅笔的书写舒适度。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于塑料铅笔石墨笔芯的改性塑料颗粒，具体制备方法如下：

1）将聚合物塑料颗粒放置在超临界流体二氧化碳反应釜中进行渗透、溶胀处理，待聚合物塑料颗粒达到饱和后，辅助超声波技术，对反应釜中的聚合物塑料颗粒进行超声波处理，待处理结束后，释放反应釜中的超临界流体二氧化碳，将聚合物塑料颗粒取出，置于热水浴中进行发泡处理，即可获得微发泡聚合物塑料颗粒；本申请利用超临界流体二氧化碳在聚合物塑料颗粒中扩散速率快、溶解度高的特点，制得泡孔尺寸较小、孔密度较高、孔径分布均匀的微发泡材料，同时利用超声波振动具有较高的能量和强烈的空化效应，有利于形成更多的成核位点，从而可以显著的加强泡孔的成核以及微发泡聚合物的膨胀，从而可以提高聚合物塑料颗粒中的泡孔密度；

2）将无水乙醇和去离子水混合溶液放入水浴锅中，加热至55-65℃，加入仲丁醇铝，在转速为500-800r/min下搅拌至溶液呈无色透明状态，冷却至室温后加入无水乙醇和硝酸的混合液，搅拌均匀后加入丙酮和苯胺，继续搅拌10-15min，获得氧化铝溶胶，然后将纤维素水溶液加入到氧化铝溶胶中，混合搅拌均匀后获得复合溶胶溶液；本申请中利用仲丁醇铝作为铝源制得氧化铝溶胶，添加的硝酸可以加快丙酮和苯胺反应的进行；添加的丙酮和苯胺通过反应可以实现水缓慢的原位释放，从而可以减缓仲丁醇铝的水解和缩合，从而有助于提高氧化铝凝胶微观结构的均匀性，同时还可以减缓复合溶胶溶液的凝胶速度，避免后续真空浸渍处理中，复合溶胶溶胶因凝胶过快造成复合溶胶填充效果不理想；将纤维素水溶液加入到氧化铝溶胶中搅拌均匀，利用氧化铝与纤维素表面的羟基发生键合作用，使得氧化铝可以依附于纤维素表面，从而获得纤维素/氧化铝复合溶胶，通过在氧化铝表面引入纤维素，可以增强后续形成的复合气凝胶的力学性能，从而可以提高改性塑料颗粒的力学强度；