油画棒研究浅析

王莉

上海乐美文具有限公司 上海市青浦区 201703

市场上常见的绘画产品有油画棒、蜡笔、彩色铅笔和水彩水粉颜料、油画颜料等。蜡笔和彩色铅笔存在上色不均匀，涂层比较薄，遮盖力也比较差等问题，而水彩水粉颜料在使用过程中要调色，并需要用画笔蘸刷颜料，使用不方便。而油画棒则不存在以上问题，产品一般为六角形柱状或者圆柱状，易于携带，取出即可立即使用。相比于其他绘画产品，油画棒具有手感细腻、滑爽、铺展性好、叠色、混色性能优异，颜色鲜艳等特点。涂层具有一定的厚度，并且涂层在纸面的附着力、覆盖力更强，有质感，能充分展现油画效果，满足各种绘画技巧难度需求。鉴于油画棒的这些优点，很快便受到儿童、学生和美术爱好者的重视和推崇，它的各种绘画技法已用于教学实验和研究[1-2]。油画棒一般是由蜡、油、颜料等原材料混合制作而成，其中蜡和油均为从石油中提炼。但由于石油的不可再生性，近些年来，价格不断攀升，给油画棒的生产成本带来了很大的压力。同时，石油中所含有的非烃化合物和稠环芳烃容易随之带入油画棒产品中，从而影响消费者的健康。为了消除这种影响，一些油画棒生产厂家开始代替或者部分代替石蜡等石油制品的配方研究，采用动植物蜡如蜂蜡、牛油脂、木蜡、大豆蜡等来制作油画棒。专利CN201610854135.3 提供了一种以植物蜡为原料的油画棒制备方法，由此制得的油画棒产品安全无毒，符合当今绿色环保的发展趋势。

按照油画棒的使用功能区分，主要有普通油画棒、水溶性油画棒、重彩油画棒等；按照主要原材料的安全环保性能区分，主要有石蜡油画棒和植物蜡油油画棒。

1、普通油画棒

一种油画棒的配方组成如下[3]：

基质：24～60 份；

填充料：50～125 份；

颜料：3～25 份；

其他助剂：0～5 份。

其中基质由蜡类基料和溶剂油组成，其组成成分按质量百分含量计为：石蜡3%～10%、微晶蜡3%～10%、硬化油15%～30%、合成蜡15%～30%、白油30%～55%。

选用熔点为58～62℃的全精炼石蜡，选用熔点为75～85℃的高熔点微晶蜡，利用高熔点微晶蜡取代传统配方中的蜂蜡，可有效提高油画棒的整体熔点，增加油画棒棒芯的耐高温性。选用硬化油的碳链长度为C16～C18，白油的运动黏度为22～40mm2/s，可更进一步优选为运动黏度为32～38mm2/s 的36#化妆级白油。其中合成蜡（文具行业内统一叫法）是由硬脂酸和碳酸镁或者氧化镁经高温烧制而成，由于烧制时间长能源消耗大，又具有一定的污染，导致一些厂家的生产受到一定的限制。专利号CN201810334325.1 一种油画棒用合成蜡及其制备方法，即使用动植物蜡来制作合成蜡的。由于成本因素和工艺稳定性，由硬脂酸烧制的合成蜡仍不能被大范围取代。

填充料选自碳酸钙（重质和轻质）、滑石粉、高岭土、云母、硫酸钡、白炭黑、硅藻土、碳酸镁和硅酸铝中的至少一种；因填充料的粒径太大会影响油画棒的顺滑性和描绘性能，填充料的粒径太小则会降低遮盖力和颜色的鲜艳度，因此本文将所述填充料的粒径控制在2～50μm，优选粒径为5～15μm。

其它助剂选自分散剂、增稠剂、香精中的至少一种，所述其它助剂包括0～2 重量份的颜料分散剂和0～3重量份的增稠剂。其中，所述颜料分散剂能够便于颜料的分散和研磨，提高展色性和颜色的均匀性；所述增稠剂选自白炭黑和有机土中的一种，能够提高生产的成型效率和产能。

其中颜料选择符合安全规范的有机颜料和无机颜料，常规使用三辊研磨机或者高速分散机进行研磨分散。一般色浆粒径控制为5～15μm 比较好，由于设备状态和操作人员的影响，研磨出来的色浆粒度分布可能比较宽，直接影响油画棒成品的书写手感和颜色鲜艳度。粒径越大，书写手感越涩，颜色也更加暗沉。

另外，由于环保生产的要求越来越严格，现在一些文具厂家选择直接购买色浆，来消除颜料研磨带来的污染，在选择色浆时要控制颜料的平均粒径及助剂的类型和使用量。颜料粒子的大小对其颜色性能有很大的影响，会影响其遮盖力和着色强度，从而改善色浆的着色强度、色光、抗紫外（耐候性）、鲜艳度、透明性及状态稳定性等。在一定范围内颜料粒度提高，遮盖力增加，比表面积增大，着色强度增加，但达到纳米级时颜料将会是透明的，其遮盖力将会下降。此外，粒径对颜料的色光也有影响，通常粒径大，粒度分布较宽，色光发暗；反之色光鲜艳，饱和度高[4]。

笔者经多年对油画棒配方的研究和试验，得出表1结论。由表1可以看出当色浆粒径小于2μm 或者采用纳米色浆时，制成的油画棒虽然涂画顺滑，但是涂层明显单薄，叠色效果自然也大打折扣；当色浆粒径大于50μm 时，制成的油画棒涂画时比较涩不够顺滑，并且有明显涂色不均匀的现象；当色浆粒径在2～50μm 时则满足油画棒的绘画要求。

表1 油画棒颜料粒径与涂画效果的关系

同时，不同颜色的颜料在制备色浆的过程中，尽量选用同种类的分散剂和润湿剂，以免在颜色复配时，不同结构或类型的助剂相互之间发生作用，从而导致分离或者影响使用效果。

近年来市场上出现了一种可分散颜料，不需要经过研磨工艺和制备的色浆，可以直接添加至物料中经搅拌分散即可使用。由于该颜料新颖和价格昂贵，并没有在文具行业得到推广和使用。

另外，调整相应成分的比例也可以得到不同品质的产品，如学生级油画棒，专家级油画棒，丝滑油画棒，金属色油画棒，荧光色油画棒等等。

2、水溶性油画棒

水溶性油画棒，简单地说就是可以用水溶解的油画棒。它的使用方法主要有三种：

（1）用配备的专用削笔刀或者其他工具将要用的油画棒削成粉末状，用毛笔蘸取适量水将颜色化开，像水粉颜料一样直接在纸上作画就可以了；

（2）用水溶性油画棒涂色，然后用水湿润的毛笔在涂层上轻轻涂画，这时油画棒的色彩溶解并均匀化开，根据需要的绘画效果控制力度即可，用水多或者下笔重，晕开的颜色就会浅一些；

（3）如果是小面积上色的话，直接将毛笔蘸水打湿，从油画棒上蘸取颜色使用即可。

而普通油画棒是用油和蜡制作的，不能和水融在一起，不具备这种性能。水溶性油画棒的使用方法和绘画技巧要求更高一些，对于已经入门的消费者来说，使用水溶性油画棒可以画出多种效果，是更好用的一种绘画工具。

专利CN200310116040.4 和CN201510889957.0 分别公布了一种水溶性油画棒的配方及其生产方法。目前，水溶性油画棒已成为文具市场上常见的一种美术绘画产品。油画棒的主体原料为蜡和油，均不溶于水，若要使其能够与水相溶，在配方设计上要遵循O/W 乳化体系的原理，在配方中添加符合要求HLB 值的乳化剂，使其遇水时通过简单的混合即能形成O/W 体系，从而达到水溶的效果。表2列出了乳化常见蜡和油脂等所需要的HLB 值。

表2 乳化常见蜡和油脂等所需的HLB 值

聚乙烯蜡（9002-88-4） 15巴西棕榈蜡（8015-86-9） 15凡士林（8009--3-8） 7-8矿物油（烷烃）（8012-95-1） 10二甲基硅氧烷（9016-00-6） 9

表面活性剂的HLB 值与其应用如图1所示。HLB 值在8～18 的表面活性剂，适合用做O/W 型乳化剂。单一乳化剂往往很难满足由多组分组成体系的乳化要求，通常将多种具有不同HLB 值的乳化剂混合使用，构成混合乳化剂，既可以满足复杂体系的要求，又可以大大增进乳化效果[5]。因此，若要使水溶性油画棒具有优异的水溶性，也需要选择不同的乳化剂进行复配。

图1 表面活性剂HLB 值与其应用关系

水溶性油画棒在性能方面，除了符合油画棒的标准要求外，最值得关注的是水溶性能的测试和评判。QB/T 2586—2014 《油画棒》 要求将水溶性油画棒试样在粉碎后应能够扩散于水中。另外，也可以参考其他测试方法和要求，如QB/T 4435—2012《水溶性彩色铅笔》的表2中水溶性能的要求。

3、重彩油画棒

对于专业绘画人员来说，油画棒的涂层则略显单薄，叠色效果也较差，不能充分展现油画效果，也不能满足各种绘画技巧。为克服现有油画棒配方和技术中的不足，近年来出现了一种重彩油画棒。重彩油画棒最为突出的是其超细增厚涂层材料，油性占比大颜色厚重，涂层更有质感和丰富，涂层重量由普通油画棒的0.002～0.003g/cm2增加到≥0.005g/cm2，并且具有优异的叠色和混色性能。不仅适合普通油画棒的使用技法如点涂、平涂、刮画等，还可以用刮刀进行涂抹等技法。

这里提供了一种重彩油画棒的配方组成如下：

基质：46～60 份；

颜料：1.5～12.5 份；

溶剂油：25～45 份；

凡士林：1～15 份；

填充料：40～110 份。

所述基质选自软蜡、蜂蜡、硬化油、聚乙烯蜡、合成蜡、费托蜡、石蜡、硬脂酸、日本蜡、大豆蜡、蒙旦蜡和氧化聚乙烯蜡中的至少两种。所述基质由以下按质量份数计的各组分组成：软蜡3～10 份、蜂蜡3～10 份、硬化油15～30 份和合成蜡15～30 份。其中软蜡质地柔软，具有一定的延展性和柔韧性，针入度≥30mm，此蜡受力变形但不易破碎，使生产制备出的棒芯在使用时具有一定的涂层厚度和良好的附着力，即使在低温下也不变脆硬。CN200610134147.5 公开了一种软质微晶蜡的生产方法，该软质微晶蜡组合物包括50%～90%微晶蜡，5%～40%石油蜡，1%～30%增粘剂，该微晶蜡组合物硬度降低、黏性提高，具有韧塑性好、不易脆裂等特点，并且可以根据需要调整产品性质。

所述溶剂油为白油，所述填充料为碳酸钙和滑石粉，所述凡士林为白色膏状；所述白油的运动黏度为36～85mm2/s，高黏度的白油赋予棒芯所需的粘附性能。所述普通颜料的粒径为5～50μm，所述普通颜料为各种颜色的市售产品。

4、植物蜡油画棒

以上介绍的普通油画棒、水溶性油画棒和重彩油画棒，其主体材料均从石油中提炼制备。鉴于原材料成本的压力与油画棒产品的安全要求，美术画材的研究人员开始着手于采用动植物蜡制作油画棒的研究。

一种植物蜡油画棒的配方组成如下[6]：

植物蜡 100

碳酸钙 30-125

颜料 5-30

由此做出的油画棒具有植物油脂特有的醇香，安全无毒，棒芯绘画性能优良，手感好，其顺滑性、叠色和混色性均可以和普通油画棒相媲美。将配方组成中的颜料用食品着色剂（如柠檬黄铝色淀、胭脂红铝色淀、果绿铝色淀等）代替后，可以作为儿童早教益智产品使用，为了避免消费者的担心，在产品中添加适量的苦味剂防止儿童啃咬吞服，一般添加量不超过0.003%。

另外，除了上述主要油画棒产品外，市场上还出现了一些小众型的油画棒产品，如洁净/不脏手油画棒、褪色油画棒等。专利CN201710451721.8 一种水擦可褪色彩色油画棒及其制备方法，采用环保可降解色料使水擦褪色不留痕迹，既可用作儿童涂鸦，又可用于白板教学书写使用。

油画棒作为一种常见的绘画工具，因其使用方便、手感细腻、着色力优异、颜色鲜艳、具有较强遮盖力，深受中小学生和美术爱好者等广大消费者的喜爱和支持。水溶性油画棒兼具油画棒和水彩颜料的效果，对绘画技巧要求更高一点。重彩油画棒完全满足专业绘画人员的需求，颜色更为厚重，涂层更有质感和丰富，易于叠加和混色，更能体现油画效果。随着社会经济的高速发展，人们对环保和产品安全的意识也随之提高，这就对油画棒提出了更高的要求。从国际文体商品需求走向看，环保型绿色产品受到重视和推崇，个性化产品更趋流行，这也为今后油画棒产品进一步的发展提供了空间。