CN109929125A - 一种透明凝胶组合物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种透明凝胶组合物及其制备方法,该凝胶组合物包括A组分和B组分,其中A组分为聚乙烯醇、液体防腐剂、水、水溶性色粉;B组分为催干剂、离子液体、甘油、三乙醇胺、增稠剂、凝胶骨架剂。两组分混合后,所制得的凝胶组合物为不粘手、无颗粒感、可任意塑型、拉伸的软凝胶,适用于各种纸质材料之间的粘结和粘贴,亦可以凝胶后,学生儿童可以根据自己的要求凝胶形塑、造型,作为造型玩具使用。本发明适合学习,办公和手工艺制作使用。
Description
技术领域
本发明涉及凝胶组合物领域,尤其涉及一种透明凝胶组合物及其制备方法和应用,特别是涉及制造卡通人物、家具、航空航天模型和玩具的凝胶组合物及其制备方法。
背景技术
卡通人物、家具、航空航天模型和玩具是孩子们用来玩的物品,而玩这些模型和玩具常常被作为一种寓教于乐的方式。这些模型和玩具适合儿童,更适合青年和中老年人。它们是打开智慧天窗的工具,让人们机智聪明。大多数玩具本身添加了大量的固体填料,导致成品本身不透明,美观性大大降低,且选用的材质大多数是塑料,金属,虽然他们体积偏小,颜色鲜艳,深受人们的喜爱,但往往具有一定的危险性。主要表现在,很多塑料,金属玩具比较尖锐锋利,容易对人的身体造成损伤。另外,不乏大多数不透明的玩具,添加了具有较强毒性的固体填料。因此,透明的、材质柔软、安全环保的玩具越来越深受人们的喜爱。
但是市场上软质玩具的原料大多为橡胶或者硅胶,这些玩具不透明,没有可塑性,形式单一,甚至有些劣质的橡胶玩具还会散发有毒的气味,这些都大大降低了玩具的适用性和趣味性。
因此,对于寻找(1)一种无毒、透明的凝胶组合物;(2)可任意塑型、拉伸凝胶组合物,具有重要的现实意义。
发明内容
本发明提供了一种新型透明凝胶组合物及制备方法,以解决提高凝胶组合物的塑型效果和拉伸效果的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种透明凝胶组合物及其制备方法,其特征在于:该透明凝胶组合物包括A组分和B组分,按重量份计,A组分和B组分的配比为100:20~100:24,其中,
A组分为:聚乙烯醇12.8-16.8重量份,液体防腐剂0.15-0.2重量份,去离子水83-87重量份,水溶性色粉0.01-0.02重量份;
B组分为:催干剂0.003-0.005重量份,离子液体0.003-0.005重量份,甘油20-28重量份,三乙醇胺22-30重量份,增稠剂22-30重量份,凝胶骨架剂17-23重量份。
作为本发明的限定,A组分中所述的液体防腐剂为BIOBANTTM DB-20市售液体防腐剂。
作为本发明的限定,A组分中所述的水溶性色粉为市售、可溶于水的、各种颜料。
作为本发明的限定,B组分中所述的离子液体为[BMIm]OH。
作为本发明的限定,B组分中所述的催干剂为Ca 5催干剂、Rare Earth 4催干剂或616-A催干剂中的一种。
作为本发明的限定,B组分中所述的增稠剂为椰油酸二乙醇酰胺。
作为本发明的限定,B组分中所述的凝胶骨架剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯中的一种。
为了解决本发明的技术问题,本发明所述的一种透明凝胶组合物的制备方法是按照下列步骤进行的:
(1)A组分制备
将聚乙烯醇12.8-16.8重量份,液体防腐剂0.15-0.2重量份,去离子水83-87重量份,水溶性色粉0.01-0.02投入搅拌釜内,搅匀、抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将催干剂0.003-0.005重量份,离子液体0.003-0.005重量份,甘油20-28重量份,三乙醇胺22-30重量份,增稠剂22-30重量份,凝胶骨架剂17-23重量份投入反应釜内,50-60℃下以50-80r/min的搅拌速度搅拌1-2.5h,抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
将A、B两组分按质量比100:20~100:24在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
作为对上述制备方法的限定,本发明步骤(3)中室温凝胶是在25±2℃环境下2-5min形成软凝胶。
作为对上述制备方法得到的软凝胶的限定,其软凝胶成品的pH值在7.0~7.5。
本发明所述的透明凝胶组合物是在普通的液体胶水组分A的基础上进行改进。在离子液体[BMIm]OH催化作用下,聚乙烯醇和三乙醇胺快速发生反应时,引入的聚乙烯吡咯烷酮凝胶骨架剂分子链就会伸展开来,同时旋转,膨大,通过聚乙烯醇和三乙醇胺的产物互相粘结,形成网格结构,向外舒展,水溶性下降,粘性消失,从水性体系中游离出来,分子结构变大,到达体系的边缘,成为新体系的骨架具有一定的强度,其它相对比他小的分子结构物质,例如水,就往里走,包裹在他的网格体系中,导致体系凝胶,粘性消失,产品就会由流动的液体变为无色透明,不粘手、可任意塑型、拉伸的软凝胶,具有造型性能,同时与其它材料的相容性也不变,就可以具备造型玩具功能。
另外,体系中未加入固体填料,因此成品无颗粒感;借助体系中引入催干剂,使得成品软凝胶表面更加光滑,不粘手。
值得一提的是,本发明专利提出的一种透明凝胶组合物及其配方,(1)人们在玩耍时,可以根据自己的需求,将A组分和B组分按照一定的比例进行调配,趣味性大大提升。需要说明的一点是,由于组分中的物质均为无毒或低毒的中性物质,因此不必担心手工制作时,会损伤皮肤。(2)或者将两组分混合后形成的软凝胶作为成品,直接供给人们塑型,制作各种玩具。
采用了上述技术方案,本发明提供的新型透明凝胶组合物能造型出各种形状,并且具有优异的抗坍塌性,不受外界环境影响,成品仍具有优良的可塑性,表面光滑、透明、无颗粒,不仅趣味性十足,而且可以用于制造卡通人物、家具、航空航天模型和玩具。
具体实施方式
本发明将就以下实施例作进一步说明,但应了解的是,这些实施例仅为例示说明之用,而不应被解释为本发明实施的限制。
实施例1:
(1)A组分制备
将聚乙烯醇12.8重量份,BIOBANTTM DB-20 0.19重量份,去离子水87重量份,水溶性色粉0.01重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空5min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将616-A 0.003重量份,[BMIm]OH 0.003重量份,甘油20重量份,三乙醇胺30重量份,椰油酸二乙醇酰胺26.994重量份,聚乙烯吡咯烷酮23重量份投入反应釜内,50℃下以50r/min的搅拌速度搅拌2.5h,抽真空5min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:20在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
实施例2:
(1)A组分制备
将聚乙烯醇16.8重量份,BIOBANTTM DB-20 0.15重量份,去离子水83.03重量份,水溶性色粉0.02重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将Rare Earth 4 0.005重量份,[BMIm]OH 0.005重量份,甘油26重量份,三乙醇胺26.99重量份,椰油酸二乙醇酰胺30重量份,聚乙烯吡咯烷酮17重量份投入反应釜内,60℃下以80r/min的搅拌速度搅拌1h,抽真空10min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:24在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
实施例3
(1)A组分制备
将聚乙烯醇16.785重量份,BIOBANTTM DB-20 0.2重量份,去离子水83重量份,水溶性色粉0.015重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空6min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将Ca 5 0.004重量份,[BMIm]OH 0.004重量份,甘油28重量份,三乙醇胺22重量份,椰油酸二乙醇酰胺27.992重量份,聚乙烯吡咯烷酮22重量份投入反应釜内,55℃下以70r/min的搅拌速度搅拌2h,抽真空6min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:23在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
实施例4
(1)A组分制备
将聚乙烯醇16.8重量份,BIOBANTTM DB-20 0.18重量份,去离子水83重量份,水溶性色粉0.02重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将616-A 0.005重量份,[BMIm]OH 0.005重量份,甘油28重量份,三乙醇胺26.99重量份,椰油酸二乙醇酰胺22重量份,聚氧化乙烯23重量份投入反应釜内,55℃下以70r/min的搅拌速度搅拌2.5h,抽真空10min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:20在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
实施例5
(1)A组分制备
将聚乙烯醇16.8重量份,BIOBANTTM DB-20 0.2重量份,去离子水82.99重量份,水溶性色粉0.01重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将616-A 0.003 0.005重量份,[BMIm]OH 0.005重量份,甘油26.99重量份,三乙醇胺28重量份,椰油酸二乙醇酰胺22重量份,聚乙烯吡咯烷酮23重量份投入反应釜内,60℃下以60r/min的搅拌速度搅拌2.5h,抽真空5min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:20在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
对比例1
(1)A组分制备
将聚乙烯醇16.8重量份,BIOBANTTM DB-20 0.2重量份,去离子水82.99重量份,水溶性色粉0.01重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将616-A 0.003 0.005重量份,[BMIm]OH 0.005重量份,甘油49.99重量份,三乙醇胺28重量份,椰油酸二乙醇酰胺22重量份,投入反应釜内,60℃下以60r/min的搅拌速度搅拌2.5h,抽真空5min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:20在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
对比例2
(1)A组分制备
将聚乙烯醇16.8重量份,BIOBANTTM DB-20 0.2重量份,去离子水82.99重量份,水溶性色粉0.01重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将616-A 0.003 0.01重量份,甘油49.99重量份,三乙醇胺28重量份,椰油酸二乙醇酰胺22重量份,投入反应釜内,60℃下以60r/min的搅拌速度搅拌2.5h,抽真空5min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:20在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
将实施例及对比例得到的产品进行性能测试,结果见表1。
表1两组分混合后的性能数据
由表1可以得到以下结论:
(1)通过优化组分之间的配比,加入适量的离子液体可以加速反应进行。
(2)不加入凝胶骨架剂,两组分混合后,会出现坍塌,无法成型的现象。加入了凝胶骨架剂,软凝胶可以任意塑型、拉伸。
(3)本发明专利提出的透明凝胶组合物具有适宜的pH值,在人们玩乐是,对皮肤损伤较小。
(4)本发明专利提出的凝胶组合物为透明的、不粘手、可任意塑型、拉伸的软凝胶。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种透明凝胶组合物及其制备方法,其特征在于:该透明凝胶组合物包括A组分和B组分,按重量份计,A组分和B组分的配比为100:20~100:24,其中,
A组分为:聚乙烯醇12.8-16.8重量份,液体防腐剂0.15-0.2重量份,去离子水83-87重量份,水溶性色粉0.01-0.02重量份;
B组分为:催干剂0.003-0.005重量份,离子液体0.003-0.005重量份,甘油20-28重量份,三乙醇胺22-30重量份,增稠剂22-30重量份,凝胶骨架剂17-23重量份。
2.根据权利要求1所述的一种透明凝胶组合物,其特征在于所述的液体防腐剂为BIOBANTTM DB-20市售液体防腐剂。
3.根据权利要求1所述的一种透明凝胶组合物,其特征在于所述的离子液体为[BMIm]OH。
4.根据权利要求1所述的一种透明凝胶组合物,其特征在于所述的催干剂为Ca5催干剂、Rare Earth4催干剂或616-A催干剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种透明凝胶组合物,其特征在于所述的增稠剂为椰油酸二乙醇酰胺。
6.根据权利要求1所述的一种透明凝胶组合物,其特征在于所述的凝胶骨架剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯中的一种。
7.根据权利要求1-6所述的一种透明凝胶组合物的制备方法,其特征在于该方法具有如下步骤:
(1)A组分制备
将聚乙烯醇12.8-16.8重量份,液体防腐剂0.15-0.2重量份,去离子水83-87重量份,水溶性色粉0.01-0.02重量份投入搅拌釜内,搅匀、抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶一内;
(2)B组分制备
将催干剂0.003-0.005重量份,离子液体0.003-0.005重量份,甘油20-28重量份,三乙醇胺22-30重量份,增稠剂22-30重量份,凝胶骨架剂17-23重量份投入反应釜内,50-60℃下以50-80r/min的搅拌速度搅拌1-2.5h,抽真空5-10min后停止搅拌,将其装入包装桶二内;
(3)将A、B两组分按质量比100:20~100:24在室温下搅拌混合均匀,得到凝胶状成品。
8.根据权利要求7所述的一种透明凝胶组合物的制备方法,其特征在于步骤(3)中室温凝胶是在25±2℃环境下2-5min形成软凝胶。
9.根据权利要求8所述的软凝胶,其特征在于pH值在7.0~7.5。
10.根据权利要求1-6任一项所述的一种透明凝胶组合物制得的成品,在制造卡通人物、家具、航空航天模型和玩具的应用。
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