一种耐用低粉尘粉笔及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐用低粉尘粉笔，包括如下重量份的组分：氧化铝300‑600份、二氧化硅300‑800份和水，其中水的重量份数占原料总重量份数的15‑80%。其制备方法包括如下步骤：（1）按比例将各组分称重，将除水以外的各组分混合均匀，经过600‑1200℃高温煅烧；（2）然后进行研磨，使物料颗粒大小达到100‑1000目，或者经过气流粉碎至1000‑5000目；（3）然后加水混合，通过模具压制法或模具注浆法制得成品。所得产品低粉尘，安全环保，不会对人体造成伤害，而且耐用。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及一种粉笔及其制备方法，具体涉及一种耐用低粉尘粉笔及其制备方法。

技术介绍

传统粉笔的成分是硫酸钙的一种白色沉淀物，不容易被分解，颗粒比粉尘大。国内使用的粉笔主要有普通粉笔和无尘粉笔两种，其主要成分均为碳酸钙（石灰石）和硫酸钙（石膏），或含少量的氧化钙。
普通粉笔存在诸多缺点和弊端：（1）粉笔书写没有较明显的粗细变化，不具备传统书法的美感。（2）传统粉笔放置时间过长后容易受潮，在受潮之后极其不易书写，并且易折断对资源造成了极大的浪费。（3）传统粉笔在搬运过程中经常断裂，对人力资源产生了极大的浪费。（4）传统粉笔的密度比较低，在日常的教学中对粉笔的消耗比较大，学校需要储存大量的粉笔，虽然单价便宜但是用量较大又是教学必需品无形之中加大了资金投入。
无尘粉笔属普通粉笔的改进产品，旨在消灭教室粉笔尘污染。它只是在普通粉笔中加入油脂类或聚醇类物质作粘结剂，再加入比重较大的填料，如粘土、泥灰岩、水泥等这样可使粉笔尘的比重和体积都增大，不易飞散，但在实际应用中，它对粉笔尘污染的降低效果并不十分明显，不可避免的对授课教师和前排学生造成了不同程度的呼吸伤害，粉尘对师生的身心健康的危害主要体现在以下几个方面：
对师生呼吸系统的危害1、对肺的危害：粉尘对教师身体的危害，以肺最为常见，在教学过程中，粉笔尘很容易被吸入肺以后，多数被阻留在肺泡内，经过一系列的刺激，化学和免疫的作用便可造成肺部损失，包括呼吸系统炎症和肺通气功能下降，常见的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、尘肺病等。2、对上呼吸道的危害：粉笔粉尘进入肺的途径是通过上呼吸道包括鼻、咽、支气管，在这一过程中，部分粉尘会停留于上呼吸道，对粘膜上皮细胞产生机械刺激和损坏，长期在这种环境下工作，会引起一系列的病变，其中对鼻的影响最常见的是诱发干燥性鼻炎，有时还会引发哮喘，另外还有可能引起鼻咽、支气管等部分的癌变。
对其它器官和组织的危害1、对眼睛的危害：眼睛是人体器官中最精密、最易受损的器官之一，粉笔粉尘的主要成份碳酸钙、氧化钙等是一种水溶性物质，容易溶解于水，并产生碱性物质，如教师在教学过程中，粉笔粉尘落入眼中，刺激泪腺分泌，眼泪水解碳酸钙而产生碱性物质，就会严重刺激眼部粘膜，造成粘膜损伤，形成慢性炎症，还可能诱发近视的产生。2、对皮肤的危害：教师在教学过程中，粉笔粉尘不可避免地会沾在手上，同时漂浮于空气中的颗粒粉尘也会落在教师头发、脸上和脖子上，对皮肤膜有刺激作用，如果暑天遇汗水解，产生碱性物质，对皮肤粘膜的刺激就更大，因为人体皮肤所生存的环境为弱酸性环境，这样在粉尘碱性作用下破坏了皮肤的基本生存环境，粉笔粉尘使皮肤变得干燥、粗糙，并伴有搔痒感觉，使人体不适，严重者会引起粉刺、毛囊炎、脓皮病、皮肤皲裂和大量毛发脱落，影响和干扰了教师正常工作和生活。3、对耳的危害：粉笔粉尘进入外耳道，混在皮脂中，可形成耳垢栓塞，若长期如此，会引起耳部炎症的发生。
诱发其它疾病：目前市面粉笔的成份之中，除含有金属元素、铅锰、钡等含量偏低外，金属镉的含量偏高，镉被人体吸入后，主要储存在肝、肾、骨组织中，对这些组织损害明显，长期接触镉化物引起的主要病变是肺气肿和肾脏损害，病情可呈进行性发展，早期表现无力、清瘦、头晕、失眠多梦、食欲减退及神经衰弱症状，并有鼻出血、慢性咽炎、鼻粘膜萎缩和溃疡等现象。肺气肿缓慢进展，病人有进行性呼吸困难，活动加重，伴有心悸。镉同时也是最易导致癌症的金属元素之一。
对空气质量的影响：粉笔粉尘具有较强的吸附能力，很多有害病菌都能吸附在微细粉尘上而被带入学生肺部，从而促成急性和慢性炎症的发生，从而引起学生群体集体感染呼吸道和其它流行病。学生在听课过程中，室内和细菌总数等卫生指标逐渐恶化，会与微细粉笔粉尘相互作用，加剧粉笔粉尘对师生健康的危害。

技术实现思路

针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是：提供一种低粉尘，安全环保，不会对人体造成伤害，而且耐用的粉笔。
为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
一种耐用低粉尘粉笔，包括如下重量份的组分：氧化铝300-600份、二氧化硅300-800份和水，其中水的重量份数占原料总重量份数的15-80%。
优选地，还包括如下组分：氧化钾、氧化钠和二氧化钛，各组分的重量份数为：氧化钾10-20份、氧化钠10-20份、二氧化钛10-20份、氧化铝300-600份、二氧化硅300-800份和水，其中水的重量份数占原料总重量份数的15-80%。
一种上述耐用低尘粉笔的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按比例将各组分称重，将除水以外的各组分混合均匀，经过600-1200℃高温煅烧；（2）然后进行研磨，使物料颗粒大小达到100-1000目，或者经过气流粉碎至1000-5000目；（3）然后加水混合，通过模具压制法或模具注浆法制得成品。
优选地，所述模具压制法包括如下步骤：（1）将调制好的原料放入模具中压制，待坯体与模具分离后脱模，进行修补；（2）自然晾干，使得粉笔的含水率低于12wt%；（3）再复查，打磨光滑即得成品。
优选地，模具压制法步骤（2）和步骤（3）之间还包括入窑烧制成型步骤，晾干后的粉笔在装窑前进行复查和补水，烧制温度为600-1000℃。
优选地，所述模具注浆法包括如下步骤：（1）将调制好的原料注入模具中，待坯体与模具分离后脱模，进行修补；（2）自然晾干，使得粉笔的含水率低于12wt%；（3）再复查，打磨光滑即得成品。
优选地，模具注浆法步骤（2）和步骤（3）之间还包括入窑烧制成型步骤，晾干后的粉笔在装窑前进行复查和补水，烧制温度为600-1000℃。
优选地，步骤（1）中的煅烧温度为1000℃。
优选地，烧制成型步骤的烧制温度为900℃。
本领域技术人员可根据原料中水的用量选择模具压制法或模具注浆法进行成型，例如，原料中水的重量份数占原料总重量份数的15-45%时可选用模具压制法成型；原料中水的重量份数占原料总重量份数的45-80%时可选用模具注浆法成型。最后将粉笔分装入盒、罐或杯中即可。
所用模具可以为石膏模具，通过使用不同的模具可以制作成不同形状的粉笔，例如：圆柱体、六棱柱、长方体等常规粉笔形状。
本专利技术具有的优点和积极效果是：
1、主要成分经过高温烧制后在使用过程中便于运输，粉尘颗粒较大，在实际教学测验中飘洒范围比传统粉笔小，在实际擦除笔痕测验中效果明显。
2、无化学、工业原料添加，安全无毒，即使在粉尘不小心迷眼的情况下也不会对眼睛产生化学反应，日常使用产生的粉尘颗粒较大，大多经鼻孔吸气时多数被鼻毛、鼻、咽、喉部阻挡不会吸入到下呼吸道，又加上这些天然元素本身对人体无毒，因此从根本上大大降低了书写粉尘对人的呼吸到的伤害。
3、在搬运过程中不易断裂，节省人力物力。
4、密度相较于传统粉笔而言较高，在日常的高消耗教学中使用周期长，利用率高，虽然单价比传统粉笔贵一倍，但是使用时间超出4倍以上。
5、即使在大批量储存中有轻微受潮也不影响正常使用，增加了粉笔的兼容性和恶劣环境适应性。
6、废弃粉笔头和粉笔灰可直接浸水浸泡后自然分解，在大自然中可以自然分解，对环境没有副作用，不会造成环境污染。例如，废弃粉笔头扔在花盆里浇水浸泡后可以栽种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐用低粉尘粉笔，其特征在于，包括如下重量份的组分：氧化铝300‑600份、二氧化硅300‑800份和水，其中水的重量份数占原料总重量份数的15‑80%。

【技术特征摘要】
1.一种耐用低粉尘粉笔，其特征在于，包括如下重量份的组分：氧化铝300-600份、二氧化硅300-800份和水，其中水的重量份数占原料总重量份数的15-80%。
2.根据权利要求1所述的耐用低粉尘粉笔，其特征在于，还包括如下组分：氧化钾、氧化钠和二氧化钛，各组分的重量份数为：氧化钾10-20份、氧化钠10-20份、二氧化钛10-20份、氧化铝300-600份、二氧化硅300-800份和水，其中水的重量份数占原料总重量份数的15-80%。
3.一种权利要求1或权利要求2所述的耐用低尘粉笔的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按比例将各组分称重，将除水以外的各组分混合均匀，经过600-1200℃高温煅烧；（2）然后进行研磨，使物料颗粒大小达到100-1000目，或者经过气流粉碎至1000-5000目；（3）然后加水混合，通过模具压制法或模具注浆法制得成品。
4.根据权利要求3所述的耐用低尘粉笔的制备方法，其特征在于，所述模具压制法包括如下步骤：（1）将调制好的原料放入模具中压制，待坯体与模具分离后脱模，进行修补；...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭雨微，范素青，王国华，刘彬，
申请(专利权)人：郭雨微，范素青，王国华，刘彬，
类型：发明
国别省市：河北;13