CN102634109B - 一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制作膨胀玩具的材料及其制备方法。本发明所提供的一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料是由EVA、吸水树脂、滑石粉、乳白胶、硬脂酸锌、超细碳酸钙、TPR、钛白粉、油性台胶和C5石油树脂而制成。这种用于制作膨胀玩具的膨胀材料的优点主要体现在：无毒无污染，吸水膨胀倍率高，吸水后还保持非常好的弹性，物理强度和化学性质都非常稳定，不易变形，而且无论是在没吸水状态下的保存时间和吸水后的使用寿命都比较长，没吸水状态下保存寿命在12个月以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制作膨胀玩具的材料及其制备方法。
背景技术
膨胀玩具是一种吸水会膨胀的玩具，其膨胀的倍数是由材料的吸水膨胀倍率决定的。现有的用于制作膨胀玩具的膨胀材料主要由水性组分和油性组分组成，水性组分吸水，油性组分保持材料整体骨架。现有膨胀材料主要存在以下缺点：吸水膨胀倍率低，在没吸水状态下保存时间不长，一般在4-5个月，吸水膨胀后没有弹性，易变形，稳定性差，易分解变质，导致制备的膨胀玩具的可玩性低，使用寿命短。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，该膨胀材料不仅无毒无污染，吸水膨胀倍率高，吸水后保持弹性和稳定性，不易变形，而且无论是在没吸水状态下的保存时间和吸水后的使用寿命都比较长。
本发明的另一个目的是提供一种上述膨胀材料的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：25～35%；
吸水树脂：15～25%；
滑石粉：10～13%；
乳白胶：4～6%；
硬脂酸锌：2～3%；
超细碳酸钙：5～12%；
TPR：11%～15%；
钛白粉：1～2%；
油性台胶：3～7%；
C5石油树脂：1～3.5%；
上述各组分百分含量之和为100%。
作为优选，按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：30%；
吸水树脂：20%；
滑石粉：11%；
乳白胶：5%；
硬脂酸锌：3%；
超细碳酸钙：9%；
TPR：12%；
钛白粉：1%；
油性台胶：6%；
C5石油树脂：3%。
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
（1）先将EVA、TPR、吸水树脂、钛白粉、油性台胶和C5石油树脂混合并搅拌，得到混合料；
（2）将步骤（1）中的混合料加入到挤塑机料斗内，再加入超细碳酸钙和硬脂酸锌，开启挤塑机重复粉碎和挤塑3次，得到半成品；
（3）在步骤（2）得到的半成品中加入滑石粉，粉碎并再次进行挤塑，再次得到半成品；
（4）再将步骤（3）得到的半成品再次粉碎并挤塑，再粉碎，然后加入乳白胶搅拌并重复粉碎和挤塑两次，得到成品。
本发明提供的膨胀材料由上述EVA、吸水树脂、滑石粉、乳白胶、硬脂酸锌、超细碳酸钙、TPR、钛白粉、油性台胶和C5石油树脂10种组分制成，这10种材料都是无毒无污染的材料，其中的EVA是主料之一，在组分中作为胶粘剂，EVA将各组分胶粘在一起，吸水后还具备支撑和作为材料骨架的作用，不易变形。同样地，所述乳白胶是一种聚醋酸乙烯酯乳液，无毒无污染，4～6%的乳白胶和15～25%的吸水树脂的这种配比再与EVA结合，使得膨胀材料吸水后保持结构稳定并具备很好的弹性，尤其是再加入TPR后，制备的膨胀材料弹性进一步加强，使得制备的膨胀材料吸水后仍具有很好的弹性和稳定性。上述TPR中文名叫热塑性橡胶，是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料，在常温下显示橡胶弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料，TPR与上述组分混合，不仅为膨胀材料贡献了弹性，还使得材料具有非常好的可塑性以及重塑性，制备成品膨胀玩具时非常方便，只须将材料再次加热，可以重新再塑。组分中的吸水树脂又称为高吸水性树脂（英文名Super Absorbent Polymer，简称SAP），它能吸收比自身重几十倍的无离子水，吸水后即成凝胶状，即使加压也很难挤出水来。吸水树脂的加入使得制备的膨胀材料吸水膨胀倍率提高非常明显，相比现有的膨胀材料，本发明所提供的膨胀材料吸水膨胀倍率提高35～50%。组分中的C5石油树脂是一种增粘剂，粘接性能稳定、熔融粘度适度、耐热性好，与上述高聚物基质尤其是EVA主料相容性非常好，C5石油树脂在热熔胶状态下，也即是上述在挤塑机内挤塑过程中能改善EVA主料的流动性，润湿性，使得各组分混合有突出的初粘性能和优良的抗老化性，延长保存时间和使用寿命。C5石油树脂的加入还使得TPR的玻璃化温度降低，在制备步骤中减少了挤塑次数，起到非常好的制备效果。本发明选用的超细碳酸钙是纳米材料，与常规碳酸钙粉体材料相比在补强性和分散性方面独具活性，超细碳酸钙本身就能增强EVA为主料的材料的稳定性、耐热性，并且能改进其的散光性、抗擦伤性、平滑度和对缺口抗冲击强度的增韧效果。组分中的这种超细碳酸钙的加入，还使得组分的油溶性能力大大提高，即增加制备过程中热熔胶的混溶能力和流动性，改善加工的流变性能，降低塑化温度，进一步还使得油性台胶、C5石油树脂和乳白胶分散性好，制备的膨胀材料无论在物理强度和化学性质上都非常稳定，从而进一步延长保存时间和使用寿命。油性台胶是一种高初粘力的胶粘剂，加入油性台胶后，膨胀材料的胶黏性和附着力会增强，尤其是其与EVA、TPR以及组合，能让制备成的膨胀材料不易变形。上述组分中包括油性台胶、C5石油树脂在内的多种材料都是油溶性材料，吸水膨胀后并不溶入到水中，一方面的目的也是为了保持膨胀材料的膨胀后内在结构上的稳定性。组分中的钛白粉作为白色填充剂还具有补强、防老化，进一步加强膨胀材料的物理性能和保存寿命。组分中的滑石粉也是作为一种稳定剂，能增加膨胀材料的张力强度，降低变形，伸张率。硬脂酸锌是一种热稳定剂，作用是在防止制备过程中即挤塑过程中温度过高导致组分热分解。
总之，本发明提供的用于制作膨胀玩具的膨胀材料的优点最终主要体现在：无毒无污染，吸水膨胀倍率高，吸水膨胀倍率相比现有膨胀材料的平均吸水膨胀倍率提高35～60%。该膨胀材料吸水后还保持非常好的弹性，物理强度和化学性质都非常稳定，不易变形，而且无论是在没吸水状态下的保存时间和吸水后的使用寿命都比较长，没吸水状态下保存寿命在12个月以上。
具体实施方式
下面是通过实施例对本发明作进一步举例描述。
实施例1：
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：30%；
吸水树脂：20%；
滑石粉：11%；
乳白胶：5%；
硬脂酸锌：3%；
超细碳酸钙：9%；
TPR：12%；
钛白粉：1%；
油性台胶：6%；
C5石油树脂：3%。
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
（1）先将EVA、TPR、吸水树脂、钛白粉、油性台胶和C5石油树脂混合并搅拌，得到混合料；
（2）将步骤（1）中的混合料加入到挤塑机料斗内，再加入超细碳酸钙和硬脂酸锌，开启挤塑机重复粉碎和挤塑3次，得到半成品；
（3）在步骤（2）得到的半成品中加入滑石粉，粉碎并再次进行挤塑，再次得到半成品；
（4）再将步骤（3）得到的半成品再次粉碎并挤塑，再粉碎，然后加入乳白胶搅拌并重复粉碎和挤塑两次，得到成品。
上述的吸水树脂选用的是南通科力吸水树脂有限公司提供的型号为KL-III型的吸水树脂。KL-III型的吸水树脂的主要化学成分是低交联型聚丙烯酸钠盐，属新型功能高分子吸水材料。上述的油性台胶具体是广州市万象胶黏剂有限公司提供的油性台胶产品。
根据上述组分含量和制备步骤制制成的膨胀材料，在没吸水状态下保存寿命长达14个月。
实施例2：
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：26%；
吸水树脂：22%；
滑石粉：12%；
乳白胶：6%；
硬脂酸锌：2.5%；
超细碳酸钙：8%；
TPR：13%；
钛白粉：1.5%；
油性台胶：6%；
C5石油树脂：3%。
重复实施例1的制备方法，得到的膨胀材料，在没吸水状态下保存寿命长达13个月。
实施例3：
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：33%；
吸水树脂：24%；
滑石粉：10%；
乳白胶：4%；
硬脂酸锌：2%；
超细碳酸钙：11%；
TPR：11%；
钛白粉：1%；
油性台胶：3%；
C5石油树脂：1%。
重复实施例1的制备方法，得到的膨胀材料，在没吸水状态下保存寿命长达15个月。
实施例4：
一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：32%；
吸水树脂：25%；
滑石粉：13%；
乳白胶：4%；
硬脂酸锌：2.2%；
超细碳酸钙：5.8%；
TPR：12%；
钛白粉：1%；
油性台胶：3.5%；
C5石油树脂：1.5%。
重复实施例1的制备方法，得到的膨胀材料，在没吸水状态下保存寿命长达15个月。
试验例
将现有的膨胀材料与本发明上述各实施例制备的膨胀材料均制成等体积球体。将各球体浸在25℃水环境中10分钟，再测量膨胀后的体积。上述吸水膨胀倍率就是指膨胀材料吸水后膨胀的体积除以没吸水状态下的体积。根据以上述条件下得到的膨胀前后的体积比来表示吸水膨胀倍率，得到试验数据见表1。
表1现有膨胀材料平均与上述实施例1、2、3和4的吸水膨胀倍率对比表
Claims (3)
1.一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，其特征在于按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：25～35%；
吸水树脂：15～25%；
滑石粉：10～13%；
乳白胶：4～6%；
硬脂酸锌：2～3%；
超细碳酸钙：5～12%；
TPR：11%～15%；
钛白粉：1～2%；
油性台胶：3～7%；
C5石油树脂：1～3.5%；
上述各组分百分含量之和为100%。
2.根据权利要求1所述的一种用于制作膨胀玩具的膨胀材料，其特征在于按照重量百分含量该膨胀材料由以下组分制成：
EVA：30%；
吸水树脂：20%；
滑石粉：11%；
乳白胶：5%；
硬脂酸锌：3%；
超细碳酸钙：9%；
TPR：12%；
钛白粉：1%；
油性台胶：6%；
C5石油树脂：3%。
3.一种如权利要求1所述用于制作膨胀玩具的膨胀材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）先将EVA、TPR、吸水树脂、钛白粉、油性台胶和C5石油树脂混合并搅拌，得到混合料；
（2）将步骤（1）中的混合料加入到挤塑机料斗内，再加入超细碳酸钙和硬脂酸锌，开启挤塑机重复粉碎和挤塑3次，得到半成品；
（3）在步骤（2）得到的半成品中加入滑石粉，粉碎并再次进行挤塑，再次得到半成品；
（4）再将步骤（3）得到的半成品再次粉碎并挤塑，再粉碎，然后加入乳白胶搅拌并重复粉碎和挤塑两次，得到成品。
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Granted publication date: 20130918 |
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