专利名称：无毒、轻质的树脂粘土组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种树脂粘土组合物及其制备方法，特别涉及一种无毒、轻质的树脂粘土组合物及其制备方法。
背景技术：
传统的粘土即橡皮泥一般是以石蜡、橡胶、聚氯乙烯糊状树脂等为主体材料的，同时含有大量的增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯、凡士林等。这种橡皮泥温差适应性差(冬天硬而捏不动，夏天热而易发糊粘手)，更主要的是其组分会造成一定的毒性，污染环境，有害身体。为了克服上述问题，现在这种橡皮泥已基本上被面粉类橡皮泥所取代，市场上也叫“彩泥”。彩泥的主要成分是面粉和水。这类彩泥在生产和使用过程中，具有无毒、无污染、手感好等优点，但制成的成品在放置一段时间后，常因表面水分蒸发而缩水，甚至龟裂， 无法做到长久保存。为了克服彩泥的缺点，目前，更有一种轻质树脂粘土风靡市场，它具有塑形性好， 轻质，柔软，不易龟裂，可长久保存等优点，不仅作为开发智力的工具，甚至可用来制作工艺
P
ΡΠ O上述轻质树脂粘土，现在基本上都是采用聚乙烯醇树脂(PVA)作为粘接物质，中空微球作为主体填料和水混合制成的。但单纯使用不完全醇解的聚乙烯醇树脂(PVA)，则容易造成产品发粘，用手接触甚至会沾到手上。做成的产品稳定性差，质地硬，并且干燥快。专利0^01940. 7中粘接剂树脂使用一定比例的聚乙烯醇树脂(PVA)和羟甲基纤维素钠(CMC)，添加适量的硼酸、硼砂等凝胶剂，可以显著提高粘土的使用操作性能和成型性能。中国专利200610075786. 9证明了只有聚乙烯醇与保湿剂、胶凝剂配合作用才能获得各项性能均优异的轻量粘土组合物。美国专利USP5171766、5506280、5364892、6359057也是使用聚乙烯醇树脂(PVA)作为粘接物质，再配合使用一定的胶凝剂。所以以上专利均采用聚乙烯醇树脂(PVA)，配合适量的胶凝剂进行交联，达到降低聚乙烯醇树脂(PVA)粘性，并增加其柔软性的目的。但是胶凝剂的添加量比较难以控制，即对聚乙烯醇树脂(PVA)的胶凝化程度难以掌握。同时，由于硼砂等对聚乙烯醇树脂(PVA) 的胶凝化是热可逆的，所以环境温度高低对凝胶程度的影响也较大。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供的一种无毒、轻质的树脂粘土组合物及其制备方法，使用该方法可生产出安全无毒、超轻、并且可长久保存的树脂粘土。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种无毒、轻质的树脂粘土组合物，其特征在于，包括如下组分和重量含量水溶性树脂16重量份；填料4 10重量份；
表面活性剂
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；保湿剂着色剂杀菌剂水其中所述水溶性树脂由重量比例为15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯组成，优选地，二者的比例为10 1 5 1，所述聚乙烯醇(PVA)为水溶性树脂的一种，提供所需的粘性，聚乙烯醇(PVA)的聚合度使得本发明的粘度达到所需要求，若聚合度过高，则造成产品发粘，聚合度过低，则会造成粘接力不足；聚氧化乙烯(PEO)为水溶性高分子量聚合物，其水溶液粘度比较大，当其达到一定浓度时水溶液会呈现出很大的拉丝性，从而使成品具有一定的伸展性，同时聚氧化乙烯(PEO)还具有润滑和软化的作用，在上述聚乙烯醇 (PVA)和聚氧化乙烯(PEO) 二者的协同作用下，可以使产品达到预期的粘性效果；所述填料的用量优选5 9重量份；所述保湿剂用量太多，产品易失去弹性，降低保存性，增加产品湿粘性的风险，为了使得产品质地更加柔软，干燥速度降低，优选2 10重量份的保湿剂；所述表面活性剂的用量优选2 5重量份；所述着色剂用量太大，容易掉色造成污染，用量太小，则颜色不够鲜艳明亮，着色剂的用量优选0. 2 4重量份，本领域技术人员能够容易地根据所需的粘土选择合适的颜料，例如，作为黑色颜料的可以是炭黑、橡胶炭黑等；作为黄色颜料的可以是耐晒黄、永固黄、氧化铁黄、锌黄、镍钛黄、拿浦黄、萘酚黄S、汉撒黄G、汉撒黄10G、喹啉黄、酒石黄等；作为橙色颜料的可以是钼橙、永久橙等；作为红色颜料的可以是耐晒红、永固红、氧化铁红、深茜红、绯红色淀、立索尔红、吡唑啉酮红、色淀红D、曙红色淀、若丹明色淀B、茜素色淀等；作为褐色颜料的可以是棕土、黄土、烧赭石、富铁煅黄土等；作为紫色颜料的可以是永固紫、氧化铁紫、甲基紫色淀等；作为蓝色颜料的可以是酞菁蓝、群青、普鲁士蓝、钴蓝、碱性蓝色淀、 维多利亚蓝色淀、阴丹士林蓝等；作为绿色颜料的可以是酞菁绿、颜料绿B、孔雀绿色淀、萘酚绿等；作为白色颜料的可以是二氧化钛、锌白、硫酸锌等；上述颜料可以单独使用，也可以两种或多种组合使用；所述杀菌剂可以采用本领域传统的广谱抗菌剂，具体地例如选自5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等，杀菌剂的用量优选1 4重量份；所述水可以采用本领域传统的用水，具体地例如所用纯净水，水的用量优选50 70重量份；除了以上的组分以外，本发明还可以加入本领域的传统添加剂，只要这些添加剂不对本发明产生影响即可，例如，加入防霉剂、香料等等。作为本发明进一步改进，所述聚乙烯醇的醇解度为80-90%，聚合度为300-2000， 分子量在10000-100000范围内。作为本发明进一步改进，所述聚氧化乙烯的分子量在100000-1000000之间。作为本发明进一步改进，所述填料为白炭黑、轻质碳酸钙、硅藻土、滑石粉和微球中的一种或多种的组合，优选地，采用白炭黑或是白炭黑与其它填料的组合物。本发明的填料还可以采用本领域常用的其它轻质填料，只要不对本发明产生限制即可，本发明用白炭黑完全或部分取代价格昂贵的中空微球，可以很大程度地降低粘土的成本，同时白炭黑具有高孔容，密度低，分散性好等优良性能。作为本发明进一步改进，所述填料的粒径在2-100 μ m之间，粒径太大，则产品粗糙，并具有颗粒感；粒径太小，使产品细腻光滑，但增加重量，使产品的密度增大。作为本发明进一步改进，所述保湿剂为丙二醇、甘油、聚乙二醇、山梨醇、二缩三丙三醇、3，4_ 二甘醇、植物油和矿物油中的一种或多种的组合。作为本发明进一步改进，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的一种，阴离子表面活性剂如十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚丙烯酸钠盐、聚羧酸钠盐，非离子表面活性剂如烷基酚聚乙烯醚、二烷基琥珀酸盐、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，优选非离子表面活性剂。作为本发明进一步改进，还包括0 0. 02重量份的苦味剂，苦味剂用作儿童用品及塑胶玩具的添加剂，起到防止儿童啃食和误食的作用，对环境没有污染，本身毒性很小， 且只需加入十万分之一极微剂量，即可起到有效地预防误食入口的作用。一种无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法，具体步骤如下步骤一提供16重量份的水溶性树脂在45 80重量份的水中的溶解，其中所述水溶性树脂由重量比例为15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯组成；步骤二 在上述溶液中加入4 10重量份的填料，0 5重量份的表面活性剂，0 15重量份的保湿剂、0 5重量份的着色剂，0 5重量份的杀菌剂，混合均勻；步骤三将上述组合物通过模具挤出成型得到所述粘土。本发明的有益效果是本发明的粘合剂采用一定比例的聚乙烯醇树脂和聚氧化乙烯树脂，避免了单独使用聚乙烯醇树脂导致的粘手性，也避免了胶凝剂带来的负面影响，提高了产品的保存稳定性，同时使用苦味剂防止了儿童啃食和误食的可能。
具体实施方式
实施例一
本发明的组成及组分含量如下(单位为重量份)
水溶性树脂
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
颜料1. 0
杀菌剂2. 5
纯净水61. 698
苦味剂0. 002
无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下
准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇(PVA)和聚氧化乙
烯(PEO)，加热升温至60-80°C使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-6(TC，依次加入保湿剂、杀菌剂、苦味剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到(即彩泥
产品)。得到的粘土(彩泥产品)性能通过如下方法经过检验(1)粘手性用手揉捏粘土(彩泥产品)，手上无明显残留物和掉色现象为合格；(2)开裂性将粘土(彩泥产品)用手揉搓成直径为10士 1mm，长度彡80mm的试样，在25士2°C的环境下，用双手慢慢将其180°对折，对折处无明显裂纹为合格；(3)干燥时间取10克样品塑成球形，放置在标准温度和湿度的环境中，每隔半个小时进行观察，当其失去塑形性时的时间即为干燥时间，干燥时间> 8h，所述标准温度为 23 士 2°C和标准湿度为55 士 10%。实施例二
本发明的组成及组分含量如下(单位为重量份)
水溶性树脂
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
杀菌剂1
纯净水54. 5
无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下
准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇(PVA)和聚氧化乙
烯(PEO)，加热升温至60-80°C使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-6(TC，依次加入保湿剂、杀菌剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到(即彩泥产品)。得到的粘土(彩泥产品)性能通过如下方法经过检验(1)粘手性用手轻轻揉捏样品，无粘手感，评定为合格；(2)开裂性无裂纹，合格；C3)干燥时间 >8h。实施例三本发明的组成及组分含量如下(单位为重量份)水溶性树脂聚乙烯醇(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. 3二氧化钛5杀菌剂2.5纯净水55. 2〔0083〕无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下
〔0084〕准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇(？^)和聚氧化乙
烯(？卻)，加热升温至60-801使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-601，依
次加入保湿剂、杀菌剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到〈即彩泥产品〉。
^00853得到的粘土〈彩泥产品、性能通过如下方法经过检验
〔0086〕^粘手性用手轻轻揉捏样品，无粘手感，评定为合格；
^00873^开裂性无裂纹，合格
〔0〇88〕⑶干燥时间约611。
^00893实施例四
〔0090〕本发明的组成及组分含量如下〈单位为重量份〉
^00913水溶性树脂
〔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〕酞菁兰 1. 25
〔0098〕杀菌剂 5
〔0099〕纯净水 65丨45
〔0100〕无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下
〔0101〕准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇(？^)和聚氧化乙
烯(？卻)，加热升温至60-801使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-601，依
次加入保湿剂、杀菌剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到〈即彩泥产品〉。
〔0102〕得到的粘土〈彩泥产品、性能通过如下方法经过检验
〔0103〕^粘手性用手轻轻揉捏样品，无粘手感，评定为合格；
^01043^开裂性无裂纹，合格；
^01053^ 干燥时间〉811。
〔0106〕实施例五
〔0107〕本发明的组成及组分含量如下〈单位为重量份〉
〔0108〕水溶性树脂
^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〕酞菁兰1.25
〔0115〕杀菌剂 2.5
〔0116〕纯净水61.7
〔0117〕无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下
准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇(PVA)和聚氧化乙烯(PEO)，加热升温至60-80°C使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-6(TC，依次加入保湿剂、杀菌剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到(即彩泥产品)。
0119]得到的粘土(彩泥产品)性能通过如下方法经过检验0120](1)粘手性用手轻轻揉捏样品，无粘手感，评定为合格；0121](2)开裂性无裂纹，合格；0122](3)干燥时间>8h。0123]实施例六0124]本发明的组成及组分含量如下(单位为重量份)0125]水溶性树脂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]轻质碳酸钙7. 750129]壬基酚聚氧乙烯醚2. 50130]甘油8. 30131]酞菁兰1. 250132]杀菌剂2. 50133]纯净水61. 70134]无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下0135]准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇
烯(PEO)，加热升温至60-8(TC使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-6(TC，依次加入保湿剂、杀菌剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到(即彩泥产品)。
0136]得到的粘土(彩泥产品)性能通过如下方法经过检验0137](1)粘手性用手轻轻揉捏样品，无粘手感，评定为合格；0138](2)开裂性无裂纹，合格；0139](3)干燥时间> 8h0140]实施例七0141]本发明的组成及组分含量如下(单位为重量份)0142]水溶性树脂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]酞菁绿1. 00149]杀菌剂2. 50150]纯净水61. 70151]无毒、轻质的树脂粘土组合物的制备方法如下0152]准确秤取所需量的纯净水于反应釜中，边搅拌边加入聚乙烯醇烯(PEO)，加热升温至60-8(TC使该两种树脂溶解，待树脂完全溶解后，降温至40-6(TC，依次加入保湿剂、杀菌剂、分散剂、着色剂和填料，混合均勻，挤出成型，得到(即彩泥产品)。得到的粘土(彩泥产品)性能通过如下方法经过检验(1)粘手性用手轻轻揉捏样品，无粘手感，评定为合格；(2)开裂性无裂纹，合格；(3)干燥时间>8h。对比例一水溶性树脂聚乙烯醇(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]颜料1.0
0164]杀菌剂2.5
0165]纯净水61.7 如同实施例一的方法制得粘土与实施例一进行下列比较对比例一得到的粘土，手感较硬，右手轻轻揉捏样品，有明显的粘手感，而且有较多粘土粘附在手上，干燥时间<4h， 这是单独使用聚乙烯醇(PVA)树脂，且没有使用凝胶剂导致的。
权利要求
1.ー种无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征在干，包括如下组分和重量含量 水溶性树脂16重量份；填料4 10重量份；表面活性剂0 5重量份；保湿剂0 15重量份；着色剂0 5重量份；杀菌剂0 5重量份；水45 80重量份；其中所述水溶性树脂由重量比例为15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯组成。
2.根据权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是所述聚乙烯醇的醇 解度为80-90%，聚合度为300-2000，分子量在10000-100000范围内。
3.如权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是所述聚氧化乙烯的分 子量在100000-1000000之间。
4.如权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是所述填料为白炭黒、 轻质碳酸钙、硅藻土、滑石粉和微球中的一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是所述填料的粒径在 2-100 iim 之间。
6.如权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是所述保湿剂为丙ニ 醇、甘油、聚乙ニ醇、山梨醇、ニ缩三丙三醇、3，4_ ニ甘醇、植物油和矿物油中的ー种或多种 的組合。
7.如权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是所述表面活性剂为阴 离子表面活性剂和非离子表面活性剂中的ー种。
8.如权利要求1所述的无毒、轻质的树脂粘土組合物，其特征是还包括0 0.02重 量份的苦味剂。
9.一种权利要求1所述无毒、轻质的树脂粘土組合物的制备方法，其特征在干，具体步 骤如下步骤ー提供16重量份的水溶性树脂在45 80重量份的水中的溶解，其中所述水溶 性树脂由重量比例为15 1 2 1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯组成；步骤ニ 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 重量份的保湿剂、0 5重量份的着色剂，0 5重量份的杀菌剂，混合均勻； 步骤三将上述組合物通过模具挤出成型得到所述粘土。
全文摘要
本发明公开了一种无毒、轻质的树脂粘土组合物，包括16重量份的水溶性树脂、4～10重量份的填料、0～5重量份的表面活性剂、0～15重量份的保湿剂、0～5重量份的着色剂、0～5重量份的杀菌剂和45～80重量份的水，其中所述水溶性树脂由重量比例为15∶1～2∶1的聚乙烯醇和聚氧化乙烯组成，其制备方法为将水溶性树脂溶解于水中，然后在上述溶液中加入填料、表面活性剂、保湿剂、着色剂和杀菌剂并混合均匀，再通过模具挤出成型，本发明避免了单独使用聚乙烯醇树脂导致的粘手性，也避免了胶凝剂带来的负面影响，提高了产品的保存稳定性。
文档编号C08K3/26GK102311596SQ201010223480
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者王莉, 黄小喜 申请人:真彩文具有限公司