CN103951456A

CN103951456A - 一种超轻纸粘土及其制备方法

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Publication number: CN103951456A
Application number: CN201410148680.1A
Authority: CN
Inventors: 张素风; 曹书苗; 蒋莹莹; 万婧
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2014-07-30

Abstract

本发明公开了一种超轻纸粘土及其制备方法，以粘结剂为基础材料，并加入植物纤维原料，同时混合具有特定作用的原料，制作出柔软且可塑性极好的新型纸粘土，其原色纯白，可以在制作过程中加入各种无毒色素将其调配成各种彩色，也可以通过在成型后的物品表面上染上各种颜色。本发明的纸粘土，具有普通捏塑材料的性质，且质量超轻，大约为水比重的二分之一，干重达到其本身的四分之一。除此之外，原料都采用无毒和天然材料，对人体无害，尤其是儿童在接触玩耍过程也不会产生危害。

Description

一种超轻纸粘土及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种超轻纸粘土及其制备方法，该超轻纸粘土用于取代原有的普通粘土、陶土、沙土、橡皮泥等，可以用于教育、游戏、捏塑作品、绘画等。

背景技术

目前市场上用于捏塑或者绘画的材料大多是传统纸粘土或者传统软雕塑材料如橡皮泥、软陶、面粉泥、沙土等等，不仅质地较重，油腻度高，不健康、不卫生，而且保存也较困难，更加重要的是，它们都是化工材料，不仅不能重复利用，回收处理也有一定难度，对环境保护有害无利。

专利号为CN 1057249A的中国发明专利提供了一种“作为雕塑衬料的纸粘土”，本发明采用陕西榆次或江苏苏州的陶土60%，纸浆20%，立德粉10%，甘油5%，防腐剂（苯甲酸钠）5%。经粉碎，搅拌均匀后成型。

专利号为CN 102659343A的中国发明专利提供了一种“用于制作浮雕画的灰色纸粘土材料及其制备方法”。该灰色纸粘土材料由纸浆、聚乙烯醇、硼砂、白糊精、阿拉伯胶、天菁胶、竹炭粉、丙酸钙、山梨酸钾、滑石粉、石膏粉、甘油、山梨醇和水制成。

专利号为CN 102674785A的中国发明专利提供了一种“用于制作浮雕画的白色纸粘土材料及其制备方法”。该白色纸粘土由纸浆，纸浆、聚乙烯醇、硼砂、白糊精、阿拉伯胶、瓜尔豆胶、钛白粉、丙酸钙、山梨酸钾、滑石粉、石膏粉、甘油、山梨醇和水制成。

专利号为CN 103132370A的中国发明专利提供了一种“抗菌保健功能的纸粘土的组成及制备方法”。其组成成分是（重量%）：凹凸棒石：10-40%、高岭土：10-30%、海泡石：5-15%、电气石：2-10%、纸浆10-25%、四氯化钛：0.1-5%、丙三醇：1-5%、二甲基聚硅氧烷：0.1-5%、花青素0.01-5%或类胡萝卜素0.01-5%、稀土氧化物：0.1-5%、稀土硝酸盐：0.1-2%、过渡金属氧化物：0.1-5%。制备方法：将天然色素分散到丙三醇溶液中形成彩色溶胶，然后将上述原料一次添加到溶胶中，经干燥，研磨，烧结后，再研磨成细粉，添加到各种原料中制成各种产品。

专利号为CN102939624A 的中国发明专利提供了一种手工艺用橡皮泥，用于手工艺用途，组成是:硅氧烷与聚硅氧烷——二甲基、甲基乙烯基、乙烯基封端——混合而形成的占橡皮泥总重量的60-80％的凝胶型聚硅氧烷基体；粉末状二氧化硅并用于调节硬度的占橡皮泥总重量的15-35％的可塑度调节剂；聚二甲基硅氧烷并用于防止固化的占橡皮泥总重量的1-5％的油状防固化剂；用于防止细菌滋生的占橡皮泥总重量的0.1-1％的抗菌剂。有机聚合物的使用使得产品油腻不卫生，且在使用过程中不能完全避免有毒物质溢出，不安全。

专利号为 CN101525459 的中国发明专利提供了一种七彩橡皮泥，主要原料的成分和质量份数是：聚乙烯醇 8.0-20.0份；卡松 0.05-0.1份；丙二醇或丙三醇 1.0-20.0份；黄原胶 2.0-10.0份；金葱粉 2.0-15.0份；硼砂 1.0-8.0份；水 20-80％份。该橡皮泥同样存在粘手，不卫生的问题，而且比较笨重。

上述几种相关专利的纸粘土都可用于雕塑材料用，他们含有共同的成分是纸浆，但是它们的密度都比较大，产品较重，在雕塑制作过程中显得较为笨重，粘手，不干净。橡皮泥同样存在粘手，不卫生的缺点，儿童在玩耍过程中会存在安全隐患。

发明内容

为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种超轻纸粘土及其制备方法，该超轻纸粘土相对于传统的软雕塑材料，质地很轻，可塑性很好，无毒环保，可以长期保存，反复使用，可以用于教育、游戏、捏塑作品、绘画等。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超轻纸粘土，按照质量份计，包括以下成分：基础粘结材料20-75份，填料10-70份，植物纤维1-20。

在本发明的一个优选实施例中，还包括其他助剂，所述助剂包括发泡粉0.8-15份，保湿剂3-20份、抗菌防腐剂为0.02-10份以及交联剂0.01-10份。

在本发明的一个优选实施例中，所述基础粘结材料由水以及粘性材料按照（5-10）：1的质量比熬制而成，所述粘性材料为糊精、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、海藻酸钠、明胶中的一种或几种混合而成。

在本发明的一个优选实施例中，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、硅藻土、钛白粉和粘土矿物中的一种或几种混合而成。

一种超轻纸粘土的制备方法，包括以下步骤：

1）将水和粘性材料按照（5-10）：1质量比熬制形成基础粘结材料，并按质量份取20-75份；

2）选取填料，并将填料粉碎成合适大小的颗粒，并按质量份取10-70份；

3）将植物纤维经过打浆或者磨浆处理，直至植物纤维变软并且切断和分丝帚化；

4）将交联剂先完全溶解后，加入步骤1）中，并搅拌均匀；

5）将步骤2）中粉碎后的填料和步骤3）中处理后的植物纤维加入步骤1）中，充分拌合均匀并加热，形成泥状产品；

6）依次按质量份取发泡粉0.8-15份、保湿剂3-20份、抗菌防腐剂0.02-10份分别加入上述步骤5）中，再进行充分拌合；

7）将步骤6）中完全拌合均匀的产品在一定加热条件下迅速加热取出揉搓，即可使用。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤1）中的熬制时间为0.5-4小时，熬制温度为60-100℃。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤2）中粉碎颗粒的粒径在10-1000目。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤3）中处理后的植物纤维中含水量质量分数为40-90%。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤5）中的拌合过程和加热同时进行，加热温度为60-100℃，以保持粘结材料能够在易于流动状态下减少搅拌阻力，避免搅拌不均的现象。

在本发明的一个优选实施例中，所述步骤7）中加热条件：加热温度为80-130℃，加热时间为20-50秒。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、采用植物纤维原料部分替代传统粘土中的沙土或沙土，因植物纤维比重较沙土或粘土小得多，所以既干净又卫生，还可以降低产品比重。

2、在本发明中，在快速升温加热后，发泡粉迅速膨胀，体积膨大十几到几十倍，形成中空小球，产品密度更明显下降，是产品超轻的最主要因素，克服了传统纸粘土笨重，粘手，不卫生的缺点。

3、交联剂的使用，使得粘性材料分子之间产生化学键，使线性分子相互连接在一起，形成网状结构，可以提高产品的强度和弹性，不易拉断。

4、产品可塑性极好，无开裂现象，加水后可以反复使用并且长期保存；而且白度、柔软度也有所提高。

附图说明

图1为本发明的制备流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于以下具体实施方案。

一种超轻纸粘土，按照质量份计，包括以下成分：

基础粘结材料20-75份，基础粘结材料由水以及粘性材料按照（5-10）：1的质量比熬制而成，该粘性材料为糊精、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、海藻酸钠、明胶中的一种或几种混合而成；

填料10-70份，该填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、硅藻土、钛白粉和粘土矿物中的一种或几种混合而成；

植物纤维1-20，该植物纤维来源于造纸用木材或非木材纤维原料，木材纤维原料又包含针叶木和阔叶木纤维原料，其是由上述三种中的一种或一种以上混合而成；

还包括其他助剂，所述助剂包括发泡粉0.8-15份，发泡粉为纸粘土专用发泡粉，粒径细腻均匀，密度很小，外观表现为微白色细腻粉末，加热后体积可迅速膨胀增大到自身的几十倍，从而达到优良的发泡效果和细腻的填充效果；

保湿剂3-20份，该保湿剂是丙二醇、甘油及山梨醇中的一种及以上几种混合而成；

抗菌防腐剂为0.02-10份，该抗菌防腐剂是由山梨酸、山梨酸钾、山梨酸钠中的一种或几种混合而成；

以及交联剂0.01-10份；该交联剂为硼酸和硼砂中的一种或两种混合而成；

在实际应用过程中，使用者也可以根据需要，添加天然无毒色素，该天然无毒色素来源于天然植物的根、茎、叶、花、果实和动物、微生物等，属食品级添加剂，很安全，对人体无害。

一种超轻纸粘土的制备方法，包括以下步骤：

4）将交联剂先完全溶解后，加入步骤1）中，并搅拌均匀；

5）将步骤2）中粉碎后的填料和步骤3）中处理后的植物纤维加入步骤1）中，充分拌合均匀并加热，形成泥状产品；步骤5）中的拌合过程和加热同时进行，加热温度为60-100℃，以保持粘结材料能够在易于流动状态下减少搅拌阻力，避免搅拌不均的现象。

7）将步骤6）中完全拌合均匀的产品在一定加热条件下迅速加热取出揉搓，即可使用；步骤7）中加热条件：加热温度为80-130℃，加热时间为20-50秒。

在步骤7）中发泡粉处理可以从以下两种选择一种：一、可预先发泡后，再直接添加到粘土中；二、可先加入到粘土中，再通过加热设备来加温发泡。

采用方式二处理发泡粉，发泡过程中，起始发泡温度为：80-85℃，最大耐温为：125-130℃ ，粒径为：1-100um。其中加热时间以发泡粉完全发泡为准，一般在20-50秒。

实施例1

1）将水和粘性材料按照5：1质量比熬制形成基础粘结材料，并按质量份取20份；其中熬制时间为0.5小时，熬制温度为60℃。

2）选取填料，并将填料粉碎，其中粉碎的颗粒粒径在10目，并按质量份取70份；

3）将植物纤维经过打浆或者磨浆处理，直至植物纤维变软并且切断和分丝帚化，使其更好地混合并提高产品的开裂性；其中植物纤维中含水量的质量分数为40%。

4）将交联剂先完全溶解后，加入步骤1）中，并搅拌均匀；

5）将步骤2）中粉碎后的填料和步骤3）中处理后的植物纤维取1份加入步骤1）中，充分拌合均匀，形成泥状产品；所述步骤5）中的拌合过程需在加热状态下完成，加热温度为60℃，以保持粘结材料能够在易于流动状态下减少搅拌阻力，避免搅拌不均的现象。

6）依次按质量份取发泡粉5.98份、保湿剂3份、抗菌防腐剂0.02份分别加入上述步骤5）中，再进行充分拌合；

7）将步骤6）充分拌合后，再通过加热设备来加温发泡，加热温度为80℃，加热时间为20秒。取出揉搓，即可使用。

该实施例所制产品的物理性能如下：表面光滑，色泽均匀，无明显杂质，无裂纹；水分：66.2%；密度：0.49/cm³；可塑性：54%；收缩率：20%；风干时间：12h。

实施例2

1）将水和粘性材料按照8：1质量比熬制形成基础粘结材料，并按质量份取40份；其中熬制时间为2小时，熬制温度为80℃。

2）选取填料，并将填料粉碎，其中粉碎的颗粒粒径在500目，并按质量份取35份；

3）将植物纤维经过打浆或者磨浆处理，直至植物纤维变软并且切断和分丝帚化，使其更好地混合并提高产品的开裂性；其中植物纤维中含水量质量分数为70%。

4）将交联剂先完全溶解后，加入步骤1）中，并搅拌均匀；

5）将步骤2）中粉碎后的填料和步骤3）中处理后的植物纤维取9份加入步骤1）中，充分拌合均匀，形成泥状产品；所述步骤5）中的拌合过程需在加热状态下完成，加热温度为80℃，以保持粘结材料能够在易于流动状态下减少搅拌阻力，避免搅拌不均的现象。

6）依次按质量份取发泡粉6份、保湿剂5份、抗菌防腐剂5份分别加入上述步骤5）中，再进行充分拌合；

7）将步骤6）充分拌合后，再通过加热设备来加温发泡，加热温度为110℃，加热时间为35秒。取出揉搓，即可使用。

该实施例所制产品的物理性能如下：表面光滑，色泽均匀，无明显杂质，无裂纹；水分：69.6%；密度：0.46 g/cm³；可塑性：57%；收缩率：23%；风干时间：14h。

实施例3

1）将水和粘性材料按照10：1质量比熬制形成基础粘结材料，并按质量份取75份；其中熬制时间为4小时，熬制温度为100℃。

2）选取填料，并将填料粉碎，其中粉碎的颗粒粒径在1000目，并按质量份取10份；

3）将植物纤维经过打浆或者磨浆处理，直至植物纤维变软并且切断和分丝帚化，使其更好地混合并提高产品的开裂性；其中植物纤维中含水量质量分数为90%。

4）将交联剂先完全溶解后，加入步骤1）中，并搅拌均匀；

5）将步骤2）中粉碎后的填料和步骤3）中处理后的植物纤维取11份加入步骤1）中，充分拌合均匀，形成泥状产品；所述步骤5）中的拌合过程需在加热状态下完成，加热温度为100℃，以保持粘结材料能够在易于流动状态下减少搅拌阻力，避免搅拌不均的现象。

6）依次按质量份取发泡粉0.8份、保湿剂3份、抗菌防腐剂0.2份分别加入上述步骤5）中，再进行充分拌合；

7）将步骤6）充分拌合后，再通过加热设备来加温发泡，加热温度为130℃，加热时间为50秒。取出揉搓，即可使用。

该实施例所制产品的物理性能如下：表面光滑，色泽均匀，无明显杂质，无裂纹；水分：72.7%；密度：0.57g/cm³；可塑性：60.5%；收缩率：25%；风干时间：18h。

本发明的超轻纸粘土明显优于传统用捏塑材料，如陶土、橡皮泥以及面粉泥，克服了传统用捏塑材料的缺点，采用植物纤维原料以及一些食品级原料，为纸浆的应用提供了一种新用途。产品具有不粘手、健康卫生、环保、易成型、可塑性好、密度小等优点。

以上描述阐明了本发明的基本原理、主要特征和制备流程以及优点。但本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是为了说明本发明的原理，在不脱离本发明范围和宗旨的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种超轻纸粘土，按照质量份计，其特征在于，包括以下成分：基础粘结材料20-75份，填料10-70份，植物纤维1-20份。

2.根据权利要求1所述的一种超轻纸粘土，其特征在于，还包括其他助剂，所述助剂包括发泡粉0.8-15份，保湿剂3-20份、抗菌防腐剂为0.02-10份以及交联剂0.01-10份。

3.根据权利要求1所述的一种超轻纸粘土，其特征在于，所述基础粘结材料由水以及粘性材料按照（5-10）：1的质量比熬制而成，所述粘性材料为糊精、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、海藻酸钠、明胶中的一种或几种混合而成。

4.根据权利要求1所述的一种超轻纸粘土，其特征在于，所述填料为碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、硅藻土、钛白粉和粘土矿物中的一种或几种混合而成。

5.一种超轻纸粘土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4）将交联剂先完全溶解后，加入步骤1）中，并搅拌均匀；

6.根据权利要求5所述的一种超轻纸粘土的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中的熬制时间为0.5-4小时，熬制温度为60-100℃。

7.根据权利要求5所述的一种超轻纸粘土的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中粉碎颗粒的粒径在10-1000目。

8.根据权利要求5所述的一种超轻纸粘土的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中处理后的植物纤维中含水量质量分数为40-90%。

9.根据权利要求5所述的一种超轻纸粘土的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中的拌合过程和加热同时进行，加热温度为60-100℃，以保持粘结材料能够在易于流动状态下减少搅拌阻力，避免搅拌不均的现象。

10.根据权利要求5所述的一种超轻纸粘土的制备方法，其特征在于，所述步骤7）中加热条件：加热温度为80-130℃，加热时间为20-50秒。