专利名称：一种空气沙子及其制备方法
一种空气沙子及其制备方法技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种自身具有抑菌杀菌功能的空气沙子以其制备方法。
背景技术：
孩子们都喜欢玩沙子，每次在沙地里都会玩的忘记了时间，有的一些幼儿园还专门为孩子准备了沙子的场地，孩子喜欢玩沙子是符合他们认知水平发展的。而且，玩沙子有助于加强孩子感知能力的提高、有助于开发孩子的想象力，还有助于帮助孩子的精细动作发展，沙子最一般的组成成份为二氧化硅，通常为石英的形式，因其化学性质稳定和质地坚硬、比重高、易滋生细菌等有害物质，单一的分子结构使得它的可塑性和安全性无法保障，目前国际上最高档的是韩国空气沙，能利用各种造型模具自由创作、也可以发挥想象力构思作品，重复使用、无毒无害、自由造型，但是同样存在一定的缺陷，例如，韩国空气沙子失去了沙子流动性和松散，踩踏后形成结板，就好像普通河沙吸取水分后沉结，凭儿童的力气很难铲动结板后的沙子，成本导致价格过高，普通家庭购买力受到限制。发明内容
本发明所要解决的技术问题是保留了沙子的特性又彻底改变了沙子分子结构， 使得产品既有沙子原有特点，又具有松软、比重轻、不加水就能达到沙雕塑形效果、自我抑菌杀菌成分安全性能优越，符合父母对玩具安全性的苛求，能有效利用各种玩沙工具进行操作，真实感知沙子的特性。
本发明提供一种空气沙子，其特征在是，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，所述各组分的质量含量分别为二氧化硅 60 70%、煅烧贝壳粉:15 20%、聚乙二醇:5 8%、聚乙烯醇1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、 甘油3 5%、丙二醇7 9%，空气沙子的各个组分之和为100%。
对于上面所提到的质量含量，进一步选取优选项为空气沙子由以下质量含量的组分制成二氧化硅70%、煅烧贝壳粉10%、聚乙二醇2%、聚乙烯醇2. 5%、发泡粉2. 5%、甘油 5%、丙二醇8%，空气粘土的各组分之和为100%。
本发明提供的空气沙子，其特性为解决产品外观与普通沙子一致性，塑形功能优于沙子，不结板，受外力作用后可定型，不粘手，自身具有抑菌杀菌功能，遇水分解速度快， 流动性与湿度为15%的海滩沙一样。
本发明的另一个目的提供空气沙子的制备方法，该方法具有工艺过程合理、产品收率高的特点。
本发明还提供了一种空气沙子的制备方法，该方法包括如下步骤(1)利用二氧化硅为主体，煅烧贝壳粉为分子结构连接载体，聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉K12为反应元素，一起加入到可升温的反应釜中；(2)反应釜在转速25/分钟的匀速下进行搅拌；(3)升温使其反应元素 与二氧化硅以及煅烧贝壳粉充分反应，起到微粒定型效果；(4)达到120度后，关闭加热持续混合；(5)加入70%左右浓度的丙二醇溶液，搅拌混合，反应釜转速调整到20转/分钟；(6)降低温度加入甘油，反应釜转速调整到40转/分钟；(7)持续10分钟产品完成。该方法具有工艺过程合理、产品收率高的特点。具体实施方法
本发明提供了一种空气沙子，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，所述各组分的质量含量分别为二氧化硅70%、煅烧贝壳粉10%、聚乙二醇5 8%、聚乙烯醇1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 2. 5 3. 5%、甘油3 5%、山梨醇7、％，空气沙子的各个组分之和为100%。针对各组分的优异性，以下内容进一步解释 一、二氧化硅又称硅石，化学式Si02。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。结晶二氧化硅因晶体结构不同，分为石英、鳞石英和方石英三种。纯石英为无色晶体，大而透明棱柱状的石英叫水晶。若含有微量杂质的水晶带有不同颜色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是细小的石英晶体，有黄砂(较多的铁杂质)和白砂(杂质少、较纯净)。二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，整个晶体是一个巨型分子，SiO2是表示组成的最简式不表示单个二氧化硅分子，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原子个数之比。SiO2中Si—0键的键能很高，熔点、沸点较高(熔点1723°C，沸点2230°C )。自然界存在的硅藻土是无定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遗体，为白色固体或粉末状，多孔、质轻、松软的固体，吸附性强；
二.贝壳粉具有吸附、分解(甲醛、苯、TV0C、氨气)的作用以及调节空气湿度等功能、消除异味功能、抗菌、抑菌作用，烧制的贝壳粉膜对大肠杆菌有极强的抗菌和杀菌作用，另外对沙门氏菌、黄色葡萄糖菌也有显著效。不仅具有高性能的抗菌性，而且具有防腐、防扁虱的功能、防静电性能、调节空气湿度独特的“水呼吸”功能。三、聚乙二醇(PEG)产品可用于药剂。相对分子量较低的聚乙二醇可用作溶剂、助溶齐U、o/W型乳化剂和稳定剂，用于制作水泥悬剂、乳剂、注射剂等，也用作水溶性软膏基质和栓剂基质，相对分子量高的固体蜡状聚乙二醇常用于增加低分子量液体PEG的粘度和成固性，以及外偿其他药物；对于水中不易溶解的药物，本品可作固体分散剂的载体，以达到固体分散目的，PEG4000、PEG6000是良好的包衣材料，亲水抛光材料、膜材和囊材、增塑剂、润滑剂和滴丸基质，用于制备片剂、丸剂、胶囊剂、微囊剂等。四、聚乙烯醇PVA该产品是一种阴离子表面活性剂，白色或淡黄色(粒)状固体。属于硫酸酯类表面活性剂的典型代表，无毒，微溶于醇，不溶于氯仿、醚，易溶于水，与阴离子、非离子复配伍性好，具有良好的乳化性、起泡性、发泡、渗透、去污和分散性能、泡丰富，稳定持久，生物降解快。对碱和硬水不敏感，长期加热不宜超过95°C。利用其发泡性，可通过加入其它添加剂改善其刺激程度，是脱脂力降低，洗涤手感好，是洗洁精的主要成分。五、发泡粉kl2作为发泡剂被广泛应用于牙膏、肥皂、洗发香波、洗衣粉、泡沫浴齐U、洗手剂以及化妆品中。工业及其它行业可用作乳化剂、灭火剂发泡剂、纺织助剂、羊毛净洗剂、丝毛类精品织物的洗涤剂、金属选矿浮选剂、电镀添加剂、橡胶发泡剂、砂浆王发泡齐IJ、混泥土引气剂、农药可湿性粉剂加工、水乳型粘合剂、涂料润滑剂等。
六·甘油的化学名为甘油丙三醇，有甜味，为无色透明粘性液体，有良好的吸水性， 常用来做化妆品的添加原料。甘油是最普遍的保湿剂，价格也很便宜，几乎所有保养品都有它的存在。甘油可以吸取空气中的水份给皮肤保湿，也能将皮肤中的水份锁住，不让它流失。
七.丙二醇为无色粘稠稳定的吸水性液体，几乎无味无臭，易燃，低毒。与水、乙醇及多种有机溶剂混溶。沸点187. 3°C。熔点-60。。。相对密度1.0381(20/20°C )。折射率 nD(20°C ) 1.4326。表面张力(20°C ) 38mN/m。粘度(20°C ) 60. 5mPa · S。比热容(20°C) 2.49kJ/(kg·。。)。HK.(10L3kPa)711kJ/kg。燃烧热(25°C ) 1824. OkJ/mol。闪点(开杯)99°C。自燃点415. 5°C。临界温度352°C。临界压力6.1MPa。产品用途丙二醇可用作不饱和聚酯树脂的原料，表面活性剂、乳化剂和破乳剂的原料。可用作防霉剂、防腐剂、防冻剂及烟草保湿剂。
根据上述的各组分的特性，本发明通过实验得出各组分比，对了进一步说明实际应用中的组分质量含量比，由下举例实施例1 一种空气沙子，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、山梨醇7种组分制成，各组分的质量含量分别为二氧化硅60%、煅烧贝壳粉15%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空气沙子的各个组分之和为100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作为添加剂， 则其数值取范围内即可。
实施例2一种空气沙子，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，各组分的质量含量分别为二氧化硅66%、煅烧贝壳粉15%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空气沙子的各个组分之和为100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作为添加剂， 则其数值取范围内即可。
实施例3一种空气沙子，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，各组分的质量含量分别为二氧化硅60%、煅烧贝壳粉20%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空气沙子的各个组分之和为100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作为添加剂， 则其数值取范围内即可。
参照最终产品的柔软性、手感以及流动性能，从原先的取值范围内得出了最佳的数值取样实施例4一种空气沙子，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，各组分的质量含量分别为二氧化硅66%、煅烧贝壳粉15%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空气沙子的各个组分之和为100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作为添加剂， 则其数值取范围内即可。
如果对于实施例4中的添加剂的数值需要进一步限定的话，可以采用以下数值 实施例5
一种空气沙子，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，各组分的质量含量分别为二氧化硅66%、煅烧贝壳粉15%、聚乙二醇5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空气沙子的各个组分之和为100%。本发明提供的空气沙子，其特性为保留了沙子的特性又彻底改变了沙子分子结构，使得产品既有沙子原有特点，又具有松软、比重轻、不加水就能达到沙雕塑形效果、自我抑菌杀菌成分安全性能优越，符合父母对玩具安全性的苛求，能有效利用各种玩沙工具进行操作，真实感知沙子的特性。本发明还提供了一种空气沙子的制备方法，该方法包括如下步骤(1)利用二氧化硅为主体，煅烧贝壳粉为分子结构连接载体，聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉K12为反应元 素，一起加入到可升温的反应釜中；(2)反应釜在转速25/分钟的匀速下进行搅拌；(3)升温使其反应元素与二氧化硅以及煅烧贝壳粉充分反应，起到微粒定型效果；(4)达到120度后，关闭加热持续混合；(5)加入70%左右浓度的山梨醇溶液，搅拌混合，反应釜转速调整到25转/分钟；(6)降低温度加入甘油，反应釜转速调整到40转/分钟；(7)持续10分钟产品完成。该制备过程充分分解了反应元素的化学作用，利用化学温度控制和物理运动转速达到稳定的材料结构，达到了期望目的。本发明的产品相对现有技术
对比性解决产品外观与普通沙子一致性，塑形功能优于空气沙，不结板，受外力作用后可定型，不粘手，自身具有抑菌杀菌功能，遇水分解速度快，流动性与湿度在15%的海滩沙一样，是真正意义的环保大众化产品。安全性完全采用自然界中原生态的材料配伍合成，对儿童身体无任何刺激伤害成分，特别是选用化妆品通用的甘油、贝粉等护肤元素，接触后对皮肤起到保护滋润作用，哪怕儿童不小心误食和掉入眼睛也不会造成后果。环保性本产品所有材料均取自自然，分子结构分散，孩子玩耍丢弃后只要一场大雨就完全溶于自然，无有害物质残留，对土地无任何污染破坏性。产品检测本品通过了上海儿童玩具检验检测中心安全性能检测，EN71检测，SGS检测，抑菌性能检测，各项指标均优于国家标准。
权利要求
1.一种空气沙子，其特征在是，由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉kl2、甘油、丙二醇7种组分制成，所述各组分的质量含量分别为二氧化硅6(T70%、煅烧贝壳粉15 20%、聚乙二醇5 8%、聚乙烯醇1. 5 2. 5%、发泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油3 5%、丙二醇7、％，空气沙子的各个组分之和为100%。
2.根据权利要求1所述的一种空气沙子，其特征在于所述空气粘土由以下质量含量的组分制成二氧化硅70%、煅烧贝壳粉10%、聚乙二醇2%、聚乙烯醇2. 5%、发泡粉2. 5%、甘油5%、丙二醇8%，空气粘土的各组分之和为100%。
3.—种权利要求1所述的空气沙子的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤 (I)利用二氧化硅为主体，煅烧贝壳粉为分子结构连接载体，聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉K12为反应元素，一起加入到可升温的反应釜中；(2)反应釜在转速15/分钟的匀速下进行搅拌；(3)升温使其反应元素与二氧化硅以及煅烧贝壳粉充分反应，起到微粒定型效果；(4)达到120度后，关闭加热持续混合；(5)加入70%左右浓度的丙二醇溶液，搅拌混合，反应釜转速调整到25转/分钟；(6)降低温度加入甘油，反应釜转速调整到40转/分钟；(7)持续10分钟产品完成；(8)半成品出锅后，温度必须降到环境温度，然后进入高速反应锅进行混搅膨胀10分钟后倒出，完成所有工序。
全文摘要
本发明提供了一种空气沙子及其制备方法，该空气粘土由二氧化硅、煅烧贝壳粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉k12、甘油、丙二醇7种组分制成，而其制备方法包括如下步骤(1)利用二氧化硅为主体，煅烧贝壳粉为分子结构连接载体，聚乙二醇、聚乙烯醇、发泡粉K12为反应元素，一起加入到可升温的反应釜中；(2)反应釜在转速25/分钟的匀速下进行搅拌；(3)升温使其反应元素与二氧化硅以及煅烧贝壳粉充分反应，起到微粒定型效果；(4)达到120度后，关闭加热持续混合；(5)加入70%左右浓度的丙二醇溶液，搅拌混合，反应釜转速调整到20转/分钟；(6)降低温度加入甘油，反应釜转速调整到40转/分钟；(7)持续10分钟产品完成。该方法具有工艺过程合理、产品收率高的特点。
文档编号C04B38/10GK103011895SQ201210507438
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者罗乐平, 雷荣 申请人:丽水卓越文具制造有限公司