本技术涉及书写绘画工具的，更具体地说，它涉及一种柔韧耐磨水彩笔笔头及其制备方法。
背景技术：
1、水彩笔是一种常用的绘画工具，其可以在纸上创造出丰富的色彩效果，因此通常用于儿童水彩画绘画教学。水彩笔一般由笔壳、水彩墨水及笔头组成，笔壳内设有空腔，空腔内填充有海绵，水彩墨水吸附于海绵内。笔壳的一端设有封堵，笔头卡紧配合于笔壳的另一端。
2、目前，水彩笔的笔头材质主要分为动物毛和人工纤维毛两类，其中，人工纤维毛类型的画笔较硬，吸水及上色能力差，但是笔锋坚硬，适合勾画作品细节，但是随着水彩笔使用时间的增加，笔头的托磨时间过久，水彩笔笔头很容易出现磨损甚至掉毛的情况，从而影响水彩笔的正常使用。
技术实现思路
1、第一方面，本技术提供一种柔韧耐磨水彩笔笔头，采用如下的技术方案：
2、一种柔韧耐磨水彩笔笔头，由碳纤维集束及耐磨浸渍液组成，所述柔韧耐磨水彩笔笔头内形成有渗水槽孔；
3、所述耐磨浸渍液包括以下重量百分比的原料：pa101090-110份、自润滑添加剂20-30份及1-3份烷基偶联剂；所述碳纤维集束表面附着有石墨粉末。
4、碳纤维是一种低密度、高比强度、高模量的轻质材料，相对于动物毛及其他常规人工纤维来说，碳纤维具有更为优良的强度及刚度，因此，当碳纤维作为水彩笔笔头的主要纤维成分时，水彩笔笔头可以有效降低因为纤维破损而出现的磨损状况。
5、pa1010是一种聚酰胺类高性能工程塑料，其具有良好的力学性能、化学稳定性能及耐磨性能，因此，当pa1010作为水彩笔笔头的纤维连接材料时，在自润滑添加剂的配合下，耐磨浸渍液本身的耐磨性能也可以有效降低水彩笔笔头出现磨损的可能性。
6、而且由于pa1010具有酰胺基团，因此pa1010也具有一定的吸水性，但是相对于pa66来说，pa1010的吸水性能相对更低，但是尺寸稳定性也相对更高，从而有效降低水彩笔笔头因为吸水过量而产生的尺寸变化，进而降低水彩笔笔头出现变形而磨损的可能性。
7、然而，由于pa1010与碳纤维之间没有化学键存在，因此，pa1010与碳纤维之间的界面效果较差，而当碳纤维集束表面附着有石墨粉末时，石墨粉末可以促使pa1010形成扇形的横晶，而随着扇形横晶沿着碳纤维轴方向的堆叠，碳纤维与pa1010之间的界面粘接效果将逐渐提高，从而有效降低碳纤维与pa1010出现脱离的可能性，间接提高水彩笔笔头的耐磨性能。
8、优选的，所述自润滑添加剂为聚四氟乙烯粉末及乙撑双硬脂酸酰胺的混合物。
9、优选的，所述聚四氟乙烯粉末及乙撑双硬脂酸酰胺的质量比为(8-10)：(4-6)。
10、聚四氟乙烯粉末是所有聚合物中摩擦系数最低的，其抗剪切强度较低，受剪切力使聚合物链脱开，从而提供自润滑效果。乙撑双硬脂酸酰胺两极键高度均衡，其固有的结构发挥独特的相容性，而且其除了具有很好的外部润滑之外，还具有极好的内部润滑，因此当乙撑双硬脂酸酰胺与聚四氟乙烯粉末协同使用时，存在协同促进效果，特别是当聚四氟乙烯粉末及乙撑双硬脂酸酰胺的质量比为(8-10)：(4-6)时，制备得到的水彩笔笔头将具有更为优良的耐磨性能。
11、优选的，所述碳纤维集束经过电化学处理，且所述碳纤维集束的表面附着有上浆剂，所述石墨粉末分散于所述上浆剂内，所述上浆剂为环氧上浆剂及聚氨酯上浆剂中的一种。
12、优选的，所述上浆剂为聚氨酯上浆剂，所述聚氨酯上浆剂中含有含氟二元醇。
13、优选的，所述聚氨酯上浆剂包括以下重量份的原料：芳香族聚酯二元醇90-110份、石墨10-20份、异氰酸酯20-30份、含氟二元醇6-10份、扩链剂6-10份及催化剂0.04-0.08份。
14、虽然石墨粉末可以诱导pa1010形成扇形横晶，进而提升碳纤维与pa1010之间的粘接效果，但是提升性能仍有不足，而当碳纤维与pa1010之间存在环氧基体或聚氨酯基体时，且碳纤维表面通过电化学处理后，环氧基体或聚氨酯基体均可以对碳纤维及pa1010提高粘接效果，从而进一步降低碳纤维与pa1010出现脱离的可能性。
15、但是，相对于聚氨酯上浆剂来说，环氧上浆剂在温度超过120℃时便会发生自交联，而pa1010的加工温度高于200℃，因此环氧上浆剂与pa1010之间的界面效果相对较差，因此选用聚氨酯上浆剂相对更优。
16、而聚氨酯上浆剂中，由于存在含氟二元醇，因此，氟基团可以引入至聚氨酯连上，从而在保持聚氨酯本身优良的特性之外，还可以具备更为优良的相容性和稳定性，间接提高水彩笔笔头的耐磨性能。
17、优选的，所述聚氨酯上浆剂还包括6-10份马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
18、虽然石墨粉末的添加可以有效改善碳纤维与pa1010之间的粘接效果，但是同时石墨粉末也会导致水彩笔笔头的韧性变差，而马来酸酐接枝三元乙丙橡胶可以对水彩笔笔头的韧性进行补偿。
19、优选的，所述聚氨酯上浆剂的制备方法为：将异氰酸酯、芳香族聚酯二元醇、含氟二元醇、扩链剂及催化剂进行搅拌混合，随后通过双螺杆挤出机反应挤出，水下切粒除水干燥，最后加热熔融得到聚氨酯上浆剂；
20、所述异氰酸酯、石墨及马来酸酐接枝三元乙丙橡胶进入混合头的温度为100℃，芳香族聚酯二元醇及催化剂进入混合头的温度为55℃，含氟二元醇及扩链剂进入混合头的温度为65℃，螺杆温度140℃，熔体泵温度180℃，模头温度200℃，水下切粒温度40℃，熔融温度210℃。
21、第二方面，本技术提供一种柔韧耐磨水彩笔笔头的制备方法，采用如下的技术方案：
22、一种柔韧耐磨水彩笔笔头的制备方法，包括以下步骤：
23、s1、将碳纤维集束分离成多根碳纤维单丝，随后进行电化学处理，之后将碳纤维单丝浸泡于聚氨酯上浆剂中，随后冷却干燥得到预处理碳纤维单丝；
24、s2、将多个预处理碳纤维单丝堆叠成集束，随后浸泡于耐磨浸渍液中，随后取出并竖直放置5-7min，待无熔液滴落时，对耐磨浸渍液进行冷却干燥处理，得到柔韧耐磨碳纤维棒；
25、s3、将柔韧耐磨碳纤维棒进行后处理，得到柔韧耐磨水彩笔笔头。
26、当预处理碳纤维集束从耐磨浸渍液中取出并竖直放置后，在重力的作用下，大部分耐磨浸渍液逐渐滴落，但是少部分耐磨浸渍液在张力和粘力的作用下附着于相邻两个碳纤维之间的粘接面上，而未接触处则形成贯通的槽孔，进而在耐磨浸渍液干燥固化后，水彩笔笔头便可以形成渗水槽孔，进而补偿pa1010吸水效果略差的问题。
27、综上所述，本技术具有以下有益效果：
28、1、由于pa1010具有酰胺基团，因此pa1010也具有一定的吸水性，但是相对于pa66来说，pa1010的吸水性能相对更低，但是尺寸稳定性也相对更高，从而有效降低水彩笔笔头因为吸水过量而产生的尺寸变化，进而降低水彩笔笔头出现变形而磨损的可能性。
29、2、由于pa1010与碳纤维之间没有化学键存在，因此，pa1010与碳纤维之间的界面效果较差，而当碳纤维集束表面附着有石墨粉末时，石墨粉末可以促使pa1010形成扇形的横晶，而随着扇形横晶沿着碳纤维轴方向的堆叠，碳纤维与pa1010之间的界面粘接效果将逐渐提高，从而有效降低碳纤维与pa1010出现脱离的可能性，间接提高水彩笔笔头的耐磨性能。
30、2、当碳纤维与pa1010之间存在环氧基体或聚氨酯基体时，且碳纤维表面通过电化学处理后，环氧基体或聚氨酯基体均可以对碳纤维及pa1010提高粘接效果，从而进一步降低碳纤维与pa1010出现脱离的可能性。
31、4、相对于聚氨酯上浆剂来说，环氧上浆剂在温度超过120℃时便会发生自交联，而pa1010的加工温度高于200℃，因此环氧上浆剂与pa1010之间的界面效果相对较差，因此选用聚氨酯上浆剂相对更优，而聚氨酯上浆剂中，由于存在含氟二元醇，因此，氟基团可以引入至聚氨酯链上，从而在保持聚氨酯本身优良的特性之外，还可以具备更为优良的相容性和稳定性，间接提高水彩笔笔头的耐磨性能。
1.一种柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于，由碳纤维集束及耐磨浸渍液组成，所述柔韧耐磨水彩笔笔头内形成有渗水槽孔；
2.根据权利要求1所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于：所述自润滑添加剂为聚四氟乙烯粉末及乙撑双硬脂酸酰胺的混合物。
3.根据权利要求2所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于：所述聚四氟乙烯粉末及乙撑双硬脂酸酰胺的质量比为（8-10）：（4-6）。
4.根据权利要求1所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于：所述碳纤维集束经过电化学处理，且所述碳纤维集束的表面附着有上浆剂，所述石墨粉末分散于所述上浆剂内，所述上浆剂为环氧上浆剂及聚氨酯上浆剂中的一种。
5.根据权利要求4所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于：所述上浆剂为聚氨酯上浆剂，所述聚氨酯上浆剂中含有含氟二元醇。
6.根据权利要求5所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于，所述聚氨酯上浆剂包括以下重量份的原料：芳香族聚酯二元醇90-110份、石墨10-20份、异氰酸酯20-30份、含氟二元醇6-10份、扩链剂6-10份及催化剂0.04-0.08份。
7.根据权利要求6所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于：所述聚氨酯上浆剂还包括6-10份马来酸酐接枝三元乙丙橡胶。
8.根据权利要求7所述的柔韧耐磨水彩笔笔头，其特征在于，所述聚氨酯上浆剂的制备方法为：将异氰酸酯、芳香族聚酯二元醇、含氟二元醇、扩链剂及催化剂进行搅拌混合，随后通过双螺杆挤出机反应挤出，水下切粒除水干燥，最后加热熔融得到聚氨酯上浆剂；
9.一种权利要求1-8任意一项所述的柔韧耐磨水彩笔笔头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
