專利名稱：無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂粘土組合物及其制備方法，特別涉及一種無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的粘土即橡皮泥一般是以石蠟、橡膠、聚氯乙烯糊狀樹脂等為主體材料的，同時含有大量的增塑劑，如鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯、凡士林等。這種橡皮泥溫差適應(yīng)性差(冬天硬而捏不動，夏天熱而易發(fā)糊粘手)，更主要的是其組分會造成一定的毒性，污染環(huán)境，有害身體。為了克服上述問題，現(xiàn)在這種橡皮泥已基本上被面粉類橡皮泥所取代，市場上也叫“彩泥”。彩泥的主要成分是面粉和水。這類彩泥在生產(chǎn)和使用過程中，具有無毒、無污染、手感好等優(yōu)點，但制成的成品在放置一段時間后，常因表面水分蒸發(fā)而縮水，甚至龜裂， 無法做到長久保存。為了克服彩泥的缺點，目前，更有一種輕質(zhì)樹脂粘土風(fēng)靡市場，它具有塑形性好， 輕質(zhì)，柔軟，不易龜裂，可長久保存等優(yōu)點，不僅作為開發(fā)智力的工具，甚至可用來制作工藝
P
ΡΠ O上述輕質(zhì)樹脂粘土，現(xiàn)在基本上都是采用聚乙烯醇樹脂(PVA)作為粘接物質(zhì)，中空微球作為主體填料和水混合制成的。但單純使用不完全醇解的聚乙烯醇樹脂(PVA)，則容易造成產(chǎn)品發(fā)粘，用手接觸甚至?xí)吹绞稚稀Ｗ龀傻漠a(chǎn)品穩(wěn)定性差，質(zhì)地硬，并且干燥快。專利0^01940. 7中粘接劑樹脂使用一定比例的聚乙烯醇樹脂(PVA)和羥甲基纖維素鈉(CMC)，添加適量的硼酸、硼砂等凝膠劑，可以顯著提高粘土的使用操作性能和成型性能。中國專利200610075786. 9證明了只有聚乙烯醇與保濕劑、膠凝劑配合作用才能獲得各項性能均優(yōu)異的輕量粘土組合物。美國專利USP5171766、5506280、5364892、6359057也是使用聚乙烯醇樹脂(PVA)作為粘接物質(zhì)，再配合使用一定的膠凝劑。所以以上專利均采用聚乙烯醇樹脂(PVA)，配合適量的膠凝劑進行交聯(lián)，達到降低聚乙烯醇樹脂(PVA)粘性，并增加其柔軟性的目的。但是膠凝劑的添加量比較難以控制，即對聚乙烯醇樹脂(PVA)的膠凝化程度難以掌握。同時，由于硼砂等對聚乙烯醇樹脂(PVA) 的膠凝化是熱可逆的，所以環(huán)境溫度高低對凝膠程度的影響也較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供的一種無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物及其制備方法，使用該方法可生產(chǎn)出安全無毒、超輕、并且可長久保存的樹脂粘土。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征在于，包括如下組分和重量含量水溶性樹脂16重量份；填料4 10重量份；
表面活性劑
0 5重量份； 0 15重量份； 0 5重量份； 0 5重量份； 45 80重量份；保濕劑著色劑殺菌劑水其中所述水溶性樹脂由重量比例為15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯組成，優(yōu)選地，二者的比例為10 1 5 1，所述聚乙烯醇(PVA)為水溶性樹脂的一種，提供所需的粘性，聚乙烯醇(PVA)的聚合度使得本發(fā)明的粘度達到所需要求，若聚合度過高，則造成產(chǎn)品發(fā)粘，聚合度過低，則會造成粘接力不足；聚氧化乙烯(PEO)為水溶性高分子量聚合物，其水溶液粘度比較大，當其達到一定濃度時水溶液會呈現(xiàn)出很大的拉絲性，從而使成品具有一定的伸展性，同時聚氧化乙烯(PEO)還具有潤滑和軟化的作用，在上述聚乙烯醇 (PVA)和聚氧化乙烯(PEO) 二者的協(xié)同作用下，可以使產(chǎn)品達到預(yù)期的粘性效果；所述填料的用量優(yōu)選5 9重量份；所述保濕劑用量太多，產(chǎn)品易失去彈性，降低保存性，增加產(chǎn)品濕粘性的風(fēng)險，為了使得產(chǎn)品質(zhì)地更加柔軟，干燥速度降低，優(yōu)選2 10重量份的保濕劑；所述表面活性劑的用量優(yōu)選2 5重量份；所述著色劑用量太大，容易掉色造成污染，用量太小，則顏色不夠鮮艷明亮，著色劑的用量優(yōu)選0. 2 4重量份，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地根據(jù)所需的粘土選擇合適的顏料，例如，作為黑色顏料的可以是炭黑、橡膠炭黑等；作為黃色顏料的可以是耐曬黃、永固黃、氧化鐵黃、鋅黃、鎳鈦黃、拿浦黃、萘酚黃S、漢撒黃G、漢撒黃10G、喹啉黃、酒石黃等；作為橙色顏料的可以是鉬橙、永久橙等；作為紅色顏料的可以是耐曬紅、永固紅、氧化鐵紅、深茜紅、緋紅色淀、立索爾紅、吡唑啉酮紅、色淀紅D、曙紅色淀、若丹明色淀B、茜素色淀等；作為褐色顏料的可以是棕土、黃土、燒赭石、富鐵煅黃土等；作為紫色顏料的可以是永固紫、氧化鐵紫、甲基紫色淀等；作為藍色顏料的可以是酞菁藍、群青、普魯士藍、鈷藍、堿性藍色淀、 維多利亞藍色淀、陰丹士林藍等；作為綠色顏料的可以是酞菁綠、顏料綠B、孔雀綠色淀、萘酚綠等；作為白色顏料的可以是二氧化鈦、鋅白、硫酸鋅等；上述顏料可以單獨使用，也可以兩種或多種組合使用；所述殺菌劑可以采用本領(lǐng)域傳統(tǒng)的廣譜抗菌劑，具體地例如選自5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮等，殺菌劑的用量優(yōu)選1 4重量份；所述水可以采用本領(lǐng)域傳統(tǒng)的用水，具體地例如所用純凈水，水的用量優(yōu)選50 70重量份；除了以上的組分以外，本發(fā)明還可以加入本領(lǐng)域的傳統(tǒng)添加劑，只要這些添加劑不對本發(fā)明產(chǎn)生影響即可，例如，加入防霉劑、香料等等。作為本發(fā)明進一步改進，所述聚乙烯醇的醇解度為80-90%，聚合度為300-2000， 分子量在10000-100000范圍內(nèi)。作為本發(fā)明進一步改進，所述聚氧化乙烯的分子量在100000-1000000之間。作為本發(fā)明進一步改進，所述填料為白炭黑、輕質(zhì)碳酸鈣、硅藻土、滑石粉和微球中的一種或多種的組合，優(yōu)選地，采用白炭黑或是白炭黑與其它填料的組合物。本發(fā)明的填料還可以采用本領(lǐng)域常用的其它輕質(zhì)填料，只要不對本發(fā)明產(chǎn)生限制即可，本發(fā)明用白炭黑完全或部分取代價格昂貴的中空微球，可以很大程度地降低粘土的成本，同時白炭黑具有高孔容，密度低，分散性好等優(yōu)良性能。作為本發(fā)明進一步改進，所述填料的粒徑在2-100 μ m之間，粒徑太大，則產(chǎn)品粗糙，并具有顆粒感；粒徑太小，使產(chǎn)品細膩光滑，但增加重量，使產(chǎn)品的密度增大。作為本發(fā)明進一步改進，所述保濕劑為丙二醇、甘油、聚乙二醇、山梨醇、二縮三丙三醇、3，4_ 二甘醇、植物油和礦物油中的一種或多種的組合。作為本發(fā)明進一步改進，所述表面活性劑為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的一種，陰離子表面活性劑如十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酸鈉鹽、聚羧酸鈉鹽，非離子表面活性劑如烷基酚聚乙烯醚、二烷基琥珀酸鹽、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基酚基醚、壬基酚聚氧乙烯醚等，優(yōu)選非離子表面活性劑。作為本發(fā)明進一步改進，還包括0 0. 02重量份的苦味劑，苦味劑用作兒童用品及塑膠玩具的添加劑，起到防止兒童啃食和誤食的作用，對環(huán)境沒有污染，本身毒性很小， 且只需加入十萬分之一極微劑量，即可起到有效地預(yù)防誤食入口的作用。一種無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法，具體步驟如下步驟一提供16重量份的水溶性樹脂在45 80重量份的水中的溶解，其中所述水溶性樹脂由重量比例為15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯組成；步驟二 在上述溶液中加入4 10重量份的填料，0 5重量份的表面活性劑，0 15重量份的保濕劑、0 5重量份的著色劑，0 5重量份的殺菌劑，混合均勻；步驟三將上述組合物通過模具擠出成型得到所述粘土。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的粘合劑采用一定比例的聚乙烯醇樹脂和聚氧化乙烯樹脂，避免了單獨使用聚乙烯醇樹脂導(dǎo)致的粘手性，也避免了膠凝劑帶來的負面影響，提高了產(chǎn)品的保存穩(wěn)定性，同時使用苦味劑防止了兒童啃食和誤食的可能。
具體實施方式
實施例一
本發(fā)明的組成及組分含量如下(單位為重量份)
水溶性樹脂
聚乙烯醇(PVA) 1788(聚合度1700，醇解度88m01% ) 14
聚氧化乙烯(PEO)分子量500000 2
白炭黑8
壬基酚聚氧乙烯醚2. 5
甘油8. 3
顏料1. 0
殺菌劑2. 5
純凈水61. 698
苦味劑0. 002
無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下
準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇(PVA)和聚氧化乙
烯(PEO)，加熱升溫至60-80°C使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-6(TC，依次加入保濕劑、殺菌劑、苦味劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到(即彩泥
產(chǎn)品)。得到的粘土(彩泥產(chǎn)品)性能通過如下方法經(jīng)過檢驗(1)粘手性用手揉捏粘土(彩泥產(chǎn)品)，手上無明顯殘留物和掉色現(xiàn)象為合格；(2)開裂性將粘土(彩泥產(chǎn)品)用手揉搓成直徑為10士 1mm，長度彡80mm的試樣，在25士2°C的環(huán)境下，用雙手慢慢將其180°對折，對折處無明顯裂紋為合格；(3)干燥時間取10克樣品塑成球形，放置在標準溫度和濕度的環(huán)境中，每隔半個小時進行觀察，當其失去塑形性時的時間即為干燥時間，干燥時間> 8h，所述標準溫度為 23 士 2°C和標準濕度為55 士 10%。實施例二
本發(fā)明的組成及組分含量如下(單位為重量份)
水溶性樹脂
聚乙烯醇(PVA) 0588 (聚合度500，醇解度88mol % )14
聚氧化乙烯(PEO)(分子量500000)2
白炭黑8
壬基酚聚氧乙烯醚2. 5
甘油15
炭黑3
殺菌劑1
純凈水54. 5
無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下
準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇(PVA)和聚氧化乙
烯(PEO)，加熱升溫至60-80°C使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-6(TC，依次加入保濕劑、殺菌劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到(即彩泥產(chǎn)品)。得到的粘土(彩泥產(chǎn)品)性能通過如下方法經(jīng)過檢驗(1)粘手性用手輕輕揉捏樣品，無粘手感，評定為合格；(2)開裂性無裂紋，合格；C3)干燥時間 >8h。實施例三本發(fā)明的組成及組分含量如下(單位為重量份)水溶性樹脂聚乙烯醇(PVA) 1788(聚合度1700，醇解度88mol% )14聚氧化乙烯(PEO)(分子量200000)2白炭黑8壬基酚聚氧乙烯醚5甘油8. 3二氧化鈦5殺菌劑2.5純凈水55. 2〔0083〕無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下
〔0084〕準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇(？^)和聚氧化乙
烯(？卻)，加熱升溫至60-801使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-601，依
次加入保濕劑、殺菌劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到〈即彩泥產(chǎn)品〉。
^00853得到的粘土〈彩泥產(chǎn)品、性能通過如下方法經(jīng)過檢驗
〔0086〕^粘手性用手輕輕揉捏樣品，無粘手感，評定為合格；
^00873^開裂性無裂紋，合格
〔0〇88〕⑶干燥時間約611。
^00893實施例四
〔0090〕本發(fā)明的組成及組分含量如下〈單位為重量份〉
^00913水溶性樹脂
〔0〇92〕聚乙烯醇(？^) 1788〈聚合度1700，醇解度88001 ^〉 14
〔0〇93〕聚氧化乙烯(？卻)〈分子量。(^(^(^) 2
〔0094〕白炭黑 4
〔0095〕壬基酚氧乙烯醚 2.5
〔0096〕甘油 已.3
〔0〇97〕酞菁蘭 1. 25
〔0098〕殺菌劑 5
〔0099〕純凈水 65丨45
〔0100〕無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下
〔0101〕準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇(？^)和聚氧化乙
烯(？卻)，加熱升溫至60-801使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-601，依
次加入保濕劑、殺菌劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到〈即彩泥產(chǎn)品〉。
〔0102〕得到的粘土〈彩泥產(chǎn)品、性能通過如下方法經(jīng)過檢驗
〔0103〕^粘手性用手輕輕揉捏樣品，無粘手感，評定為合格；
^01043^開裂性無裂紋，合格；
^01053^ 干燥時間〉811。
〔0106〕實施例五
〔0107〕本發(fā)明的組成及組分含量如下〈單位為重量份〉
〔0108〕水溶性樹脂
^01093聚乙烯醇(？^) 1788〈聚合度 1700，醇解度 8811101 ^〉 12
^01103聚氧化乙烯(？卻)〈分子量。(^(^(^) 4
〔0111〕硅藻土7.75
〔0112〕壬基酚聚氧乙烯醚 2.5
〔0113〕甘油8.3
〔0114〕酞菁蘭1.25
〔0115〕殺菌劑 2.5
〔0116〕純凈水61.7
〔0117〕無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下
準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇(PVA)和聚氧化乙烯(PEO)，加熱升溫至60-80°C使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-6(TC，依次加入保濕劑、殺菌劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到(即彩泥產(chǎn)品)。
0119]得到的粘土(彩泥產(chǎn)品)性能通過如下方法經(jīng)過檢驗0120](1)粘手性用手輕輕揉捏樣品，無粘手感，評定為合格；0121](2)開裂性無裂紋，合格；0122](3)干燥時間>8h。0123]實施例六0124]本發(fā)明的組成及組分含量如下(單位為重量份)0125]水溶性樹脂0126]聚乙烯醇(PVA) 1788(聚合度1700，醇解度88m0l% )150127]聚氧化乙烯(PEO)(分子量500000)10128]輕質(zhì)碳酸鈣7. 750129]壬基酚聚氧乙烯醚2. 50130]甘油8. 30131]酞菁蘭1. 250132]殺菌劑2. 50133]純凈水61. 70134]無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下0135]準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇
烯(PEO)，加熱升溫至60-8(TC使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-6(TC，依次加入保濕劑、殺菌劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到(即彩泥產(chǎn)品)。
0136]得到的粘土(彩泥產(chǎn)品)性能通過如下方法經(jīng)過檢驗0137](1)粘手性用手輕輕揉捏樣品，無粘手感，評定為合格；0138](2)開裂性無裂紋，合格；0139](3)干燥時間> 8h0140]實施例七0141]本發(fā)明的組成及組分含量如下(單位為重量份)0142]水溶性樹脂0143]聚乙烯醇(PVA) 1788(聚合度1700，醇解度88m0l% )140144]聚氧化乙烯(PEO)(分子量500000)20145]微球80146]壬基酚聚氧乙烯醚2. 50147]甘油8. 30148]酞菁綠1. 00149]殺菌劑2. 50150]純凈水61. 70151]無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法如下0152]準確秤取所需量的純凈水于反應(yīng)釜中，邊攪拌邊加入聚乙烯醇烯(PEO)，加熱升溫至60-8(TC使該兩種樹脂溶解，待樹脂完全溶解后，降溫至40-6(TC，依次加入保濕劑、殺菌劑、分散劑、著色劑和填料，混合均勻，擠出成型，得到(即彩泥產(chǎn)品)。得到的粘土(彩泥產(chǎn)品)性能通過如下方法經(jīng)過檢驗(1)粘手性用手輕輕揉捏樣品，無粘手感，評定為合格；(2)開裂性無裂紋，合格；(3)干燥時間>8h。對比例一水溶性樹脂聚乙烯醇(PVA) 1788(聚合度1700，醇解度88mol% )16
0160]白炭黑8
0161]壬基酚聚氧乙烯醚2.5
0162]甘油8.3
0163]顏料1.0
0164]殺菌劑2.5
0165]純凈水61.7 如同實施例一的方法制得粘土與實施例一進行下列比較對比例一得到的粘土，手感較硬，右手輕輕揉捏樣品，有明顯的粘手感，而且有較多粘土粘附在手上，干燥時間<4h， 這是單獨使用聚乙烯醇(PVA)樹脂，且沒有使用凝膠劑導(dǎo)致的。
權(quán)利要求
1.ー種無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征在干，包括如下組分和重量含量 水溶性樹脂16重量份；填料4 10重量份；表面活性劑0 5重量份；保濕劑0 15重量份；著色劑0 5重量份；殺菌劑0 5重量份；水45 80重量份；其中所述水溶性樹脂由重量比例為15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是所述聚乙烯醇的醇 解度為80-90%，聚合度為300-2000，分子量在10000-100000范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是所述聚氧化乙烯的分 子量在100000-1000000之間。
4.如權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是所述填料為白炭黒、 輕質(zhì)碳酸鈣、硅藻土、滑石粉和微球中的一種或多種的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是所述填料的粒徑在 2-100 iim 之間。
6.如權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是所述保濕劑為丙ニ 醇、甘油、聚乙ニ醇、山梨醇、ニ縮三丙三醇、3，4_ ニ甘醇、植物油和礦物油中的ー種或多種 的組合。
7.如權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是所述表面活性劑為陰 離子表面活性劑和非離子表面活性劑中的ー種。
8.如權(quán)利要求1所述的無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，其特征是還包括0 0.02重 量份的苦味劑。
9.一種權(quán)利要求1所述無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物的制備方法，其特征在干，具體步 驟如下步驟ー提供16重量份的水溶性樹脂在45 80重量份的水中的溶解，其中所述水溶 性樹脂由重量比例為15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯組成；步驟ニ 在上述溶液中加入4 10重量份的填料，0 5重量份的表面活性剤，0 15 重量份的保濕劑、0 5重量份的著色劑，0 5重量份的殺菌劑，混合均勻； 步驟三將上述組合物通過模具擠出成型得到所述粘土。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無毒、輕質(zhì)的樹脂粘土組合物，包括16重量份的水溶性樹脂、4～10重量份的填料、0～5重量份的表面活性劑、0～15重量份的保濕劑、0～5重量份的著色劑、0～5重量份的殺菌劑和45～80重量份的水，其中所述水溶性樹脂由重量比例為15∶1～2∶1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯組成，其制備方法為將水溶性樹脂溶解于水中，然后在上述溶液中加入填料、表面活性劑、保濕劑、著色劑和殺菌劑并混合均勻，再通過模具擠出成型，本發(fā)明避免了單獨使用聚乙烯醇樹脂導(dǎo)致的粘手性，也避免了膠凝劑帶來的負面影響，提高了產(chǎn)品的保存穩(wěn)定性。
文檔編號C08K3/26GK102311596SQ201010223480
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者王莉, 黃小喜 申請人:真彩文具有限公司