CN102634156B - 一种红色半透明水晶胶材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水晶胶材料以其制备方法。本发明所提供的一种红色半透明水晶胶材料是由PVA粉末、水、硼砂、卡波树脂、丙二醇或甘油、香兰素、丁香油、乙酸戊酯、胭脂红、酒石酸、山梨酸、十二烷基苯磺酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物通过混合、乳化、搅拌最后加硼砂水凝固制备而成。该透明水晶胶材料优点是：保湿效果好，放置在空气中不易开裂，颜色鲜艳，不易变色且色调稳定，透明度好且使用寿命长，透明度达到50%以上，使用寿命在18个月以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种水晶胶材料以及该水晶胶材料的制备方法。
背景技术
水晶胶材料主要用于制备室内装饰件，摆设件，以及一些文体用具和软质弹性玩具。主要分为有色半透明和无色透明两种，现有的有色半透明水晶胶材料主要由PVA、水、硼砂和色素组成，这种有色半透明水晶胶材料水分易挥发，保湿效果差，容易开裂，透明度不好且易氧化变色，使用寿命短。尤其是加入红色工业色素的红色半透明水晶胶材料，使用寿命仅在6～10个月。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种保湿效果好，放置在空气中不易开裂，颜色稳定，透明度好且使用寿命长的红色半透明水晶胶材料。
本发明的另一个目的是提供一种上述红色半透明水晶胶材料的制备方法。
一种红色半透明水晶胶材料，按照重量百分比由以下组分制成：
PVA粉末：20～35%；
水：50～60%；
硼砂：0.5～0.9%；
卡波树脂：5～8%；
丙二醇或甘油：6～9%；
香兰素：0.01～0.03%；
丁香油：0.01～0.03%；
乙酸戊酯：0.01～0.02%；
胭脂红：0.05～0.1%；
酒石酸：0.01～0.04%；
山梨酸：0.01～0.05%；
十二烷基苯磺酸钠：0.3～0.5%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：2～4%；
所述上述所有组分百分含量的总和为100%。
作为优选，所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物是由占其总重量55%～56%的丙烯酰胺、33%～34%丙烯酸钾、9.5～11%的水和0.5%～1%的交联剂制成，所述交联剂是选自二乙烯基苯、二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种或其任意组合。
作为优选，按照重量百分比由以下组分制成：
PVA粉末：25%；
水：57.6%；
硼砂：0.7%；
卡波树脂：5%；
丙二醇：8%；
香兰素：0.01%；
丁香油：0.02%；
乙酸戊酯：0.02%；
胭脂红：0.07%；
酒石酸：0.03%；
山梨酸：0.05%；
十二烷基苯磺酸钠：0.5%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：3%；
所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物由占其总重量55%的丙烯酰胺、34%丙烯酸钾、10%的水和1%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺制成。
一种红色半透明水晶胶材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
（1）将水和PVA粉末倒入容器内搅拌5～10分钟，再倒入乳化锅内加热到温度在90～100℃之间，并搅拌使其溶解；
（2）将卡波树脂加入到步骤（1）的PVA溶液中，保持温度在90～100℃之间并搅拌2～3小时后，再加入山梨酸、十二烷基苯磺酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物混合得到混合液；
（3）将乳化锅内的混合液倒入搅拌机内，再加入丙二醇或甘油，搅拌20～30分钟直至胶液透明均匀；
（4）将硼砂和水加入到加温锅内搅拌加温至90～100℃直至完全溶解，得到硼砂水溶液；
（5）将香兰素、丁香油、乙酸戊酯、酒石酸、胭脂红和步骤（4）配制好的硼砂水溶液加入到第三步的搅拌机内，搅拌10～30分钟得到成品；
本发明提供的上述红色半透明水晶胶材料，相比现有的红色半透明水晶胶材料，在主要成份上，增加了上述百分含量的卡波树脂、丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物、丙二醇或者替换丙二醇的甘油；在助剂上还加入了作为食用香精的香兰素、丁香油和乙酸戊酯，作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠，作为红色色素的胭脂红，作为抗氧化剂和酸度调节剂的酒石酸和作为防腐剂的山梨酸。卡波树脂具有很强的吸水性，吸水易溶胀，是水溶性增稠剂，同时还是制备方法过程中的乳化剂，在上述红色半透明水晶胶材料组合物中作为透明基质，提高透明度。此外，卡波树脂是弱酸性物质，会破坏碱性防腐剂，因此防腐剂选用山梨酸；相反，在碱性条件下卡波树脂吸水溶胀能力弱，选用碱性防腐剂会抑制卡波树脂溶胀性能的发挥。和卡波树脂类似地，丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物也吸水易溶胀，丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物是一种保水剂，吸水倍率很高，能有效抑制水分挥发，防止红色半透明水晶胶材料干裂。丙二醇或者替换丙二醇的甘油是一种保湿剂，保持组合物中的水分不易挥发，防止干裂，尤其是在组分中的丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物会缓慢微量释水，释出的水又恰好被保湿剂吸收，形成动态的保水平衡，保湿和防干裂效果非常好。作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠具有很强润湿、增容和分散作用，让上述步骤（2）和（3）中的物质更加容易均匀混合。在色彩方面，上述的胭脂红是一种红色天然色素，化学名1-（4′-磺基-1′-偶氮苯）-2-萘酚-6，8-二磺酸三钠盐，英文名Ponceau，溶于水呈红色，最大吸收波长508±2nm，耐热，但只能在弱酸性条件下保持鲜艳的红色，遇碱变褐色，而且在耐细菌性上较差。选用的山梨酸恰就是酸性防腐剂，抑制霉菌、酵母和好氧性细菌，不仅为胭脂红贡献酸性条件，而且还弥补胭脂红耐细菌性上较差的不足，旨在防腐的同时，保持红色色素鲜艳不变色。在酸碱性方面0.01～0.05%的山梨酸所提供的酸性是不足的，组分中的酒石酸作为一种酸度调节剂，同时也是一种抗氧化剂，旨在与胭脂红配合，使得红色半透明水晶胶颜色鲜艳，不易变色且色调稳定。酒石酸的抗氧化作用不仅对色素而言，对红色半透明水晶胶整体而已，其能防止红色半透明水晶胶氧化，延长其使用寿命。总之，该红色半透明水晶胶材料保湿效果好，放置在空气中不易开裂，颜色鲜艳，不易变色且色调稳定，透明度好且使用寿命长，透明度达到50%以上，使用寿命在18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
一种红色半透明水晶胶材料，按照重量百分比计由以下组分制成：
PVA粉末：25%；
水：57.6%；
硼砂：0.7%；
卡波树脂：5%；
丙二醇：8%；
香兰素：0.01%；
丁香油：0.02%；
乙酸戊酯：0.02%；
胭脂红：0.07%；
酒石酸：0.03%；
山梨酸：0.05%；
十二烷基苯磺酸钠：0.5%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：3%；
所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物由占其总重量55%的丙烯酰胺、34%丙烯酸钾、10%的水和1%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺制成。
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物是一种保水剂，其制备方法是：在丙烯酸水溶液中加入丙烯酰胺，室温搅拌均匀，再加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺（NNMBA），加热升温到35℃并保持温度35℃恒定，加入过硫酸铵-亚硫酸钾氧化还原引发剂，搅拌反应10～30分钟，再放入烘箱中烘干，碾成粉末得到这种保水剂。
上述红色半透明水晶胶材料的制备方法包括以下步骤：
（1）将水和PVA粉末倒入容器内搅拌5～10分钟，再倒入乳化锅内加热到温度在90～100℃之间，并搅拌使其溶解；
（2）将卡波树脂加入到步骤（1）的PVA溶液中，保持温度在90～100℃之间并搅拌2～3小时后，再加入山梨酸、十二烷基苯磺酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物混合得到混合液；
（3）将乳化锅内的混合液倒入搅拌机内，再加入丙二醇或甘油，搅拌20～30分钟直至胶液透明均匀；
（4）将硼砂和水加入到加温锅内搅拌加温至90～100℃直至完全溶解，得到硼砂水溶液；
（5）将香兰素、丁香油、乙酸戊酯、酒石酸、胭脂红和步骤（4）配制好的硼砂水溶液加入到第三步的搅拌机内，盖上搅拌机盖，搅拌10～30分钟得到成品；
上述各步骤均在常压下进行。
实施例2
一种红色半透明水晶胶材料，按照重量百分比由以下组分制成：
PVA粉末：28%；
水：54.54%；
硼砂：0.9%；
卡波树脂：8%；
丙二醇：6%；
香兰素：0.02%；
丁香油：0.01%；
乙酸戊酯：0.02%；
胭脂红：0.05%；
酒石酸：0.02%；
山梨酸：0.04%；
十二烷基苯磺酸钠：0.4%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：2%；
所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物由占其总重量56%的丙烯酰胺、34%丙烯酸钾9.5%的水和0.5%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺制成。
该丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的制备方法和上述红色半透明水晶胶材料的制备方法均与实施例1相同。
实施例3
一种红色半透明水晶胶材料，按照重量百分比由以下组分制成：
PVA粉末：20%；
水：58.85%；
硼砂：0.6%；
卡波树脂：7%；
甘油：9%；
香兰素：0.01%；
丁香油：0.03%；
乙酸戊酯：0.01%；
胭脂红：0.05%；
酒石酸：0.04%；
山梨酸：0.01%；
十二烷基苯磺酸钠：0.4%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：4%；
所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物由占其总重量56%的丙烯酰胺、33%丙烯酸钾、10%的水和1%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺制成。
该丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物的制备方法和上述红色半透明水晶胶材料的制备方法均与实施例1相同。
下面是现有红色半透明水晶胶材料与上述实施例1、2、3的部分性能对比表。
表中使用寿命时间以材料出现开裂或氧化变色时间开始计。
Claims (4)
1.一种红色半透明水晶胶材料，其特征在于按照重量百分比由以下组分制成：
PVA粉末：20～35%；
水：50～60%；
硼砂：0.5～0.9%；
卡波树脂：5～8%；
丙二醇或甘油：6～9%；
香兰素：0.01～0.03%；
丁香油：0.01～0.03%；
乙酸戊酯：0.01～0.02%；
胭脂红：0.05～0.1%；
酒石酸：0.01～0.04%；
山梨酸：0.01～0.05%；
十二烷基苯磺酸钠：0.3～0.5%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：2～4%。
2.根据权利要求1所述一种红色半透明水晶胶材料，其特征在于所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物是由占其总重量55%～56%的丙烯酰胺、33%～34%丙烯酸钾、9.5～11%的水和0.5%～1%的交联剂制成，所述交联剂是选自二乙烯基苯、二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种或其任意组合。
3.根据权利要求1所述一种红色半透明水晶胶材料，其特征在于按照重量百分比由以下组分制成：
PVA粉末：25%；
水：57.6%；
硼砂：0.7%；
卡波树脂：5%；
丙二醇：8%；
香兰素：0.01%；
丁香油：0.02%；
乙酸戊酯：0.02%；
胭脂红：0.07%；
酒石酸：0.03%；
山梨酸：0.05%；
十二烷基苯磺酸钠：0.5%；
丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物：3%；
所述丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物由占其总重量55%的丙烯酰胺、34%丙烯酸钾、10%的水和1%的N,N-亚甲基双丙烯酰胺制成。
4.一种如权利要求1所述一种红色半透明水晶胶材料的制备方法，其特征在于该制备方法包括以下步骤：
（1）将水和PVA粉末倒入容器内搅拌5～10分钟，再倒入乳化锅内加热到温度在90～100℃之间，并搅拌使其溶解；
（2）将卡波树脂加入到步骤（1）的PVA溶液中，保持温度在90～100℃之间并搅拌2-3小时后，再加入山梨酸、十二烷基苯磺酸钠和丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物混合得到混合液；
（3）将乳化锅内的混合液倒入搅拌机内，再加入丙二醇或甘油，搅拌20～30分钟直至胶液透明均匀；
（4）将硼砂和水加入到加温锅内搅拌加温至90～100℃直至完全溶解，得到硼砂水溶液；
（5）将香兰素、丁香油、乙酸戊酯、酒石酸、胭脂红和步骤（4）配制好的硼砂水溶液加入到第三步的搅拌机内，搅拌10～30分钟得到成品。
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