CN110997781A - 胶水史莱姆活化剂及相关方法和试剂盒 - Google Patents

胶水史莱姆活化剂及相关方法和试剂盒 Download PDF

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Abstract

本文提供胶水史莱姆活化剂组合物、包含胶水史莱姆活化剂组合物以及具有适当交联官能度的胶水或粘合剂的试剂盒，以及制备胶水史莱姆活化剂组合物的方法。

Description

胶水史莱姆活化剂及相关方法和试剂盒
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月15日提交的美国临时申请号62/545,867以及于2018年3月26日提交的美国临时申请号62/648,256的优先权，其各自通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及胶水史莱姆(glueslime)活化剂及相关方法和试剂盒。
背景技术
新型“史莱姆(slime)”(例如，凝胶状、粘稠状、粘液状流体或半固体物质)组合物可以通过将聚乙酸乙烯酯(PVAc)或聚乙烯醇(PVOH)基胶水与硼砂组合来制备。然而，粉末状的硼砂并非允许儿童使用的批准产品，并存在若干健康和安全隐患，特别是浓缩形式的硼砂。硼砂粉的替代品为与小苏打混合的隐形眼镜溶液；然而，这种替代方案成本高昂，除了胶水之外还需要多种成分来生产史莱姆，并且也不被批准给儿童使用。
因此，需要另一种替代的、更安全的选择来由胶水制备史莱姆。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式介绍各种概念，这些概念将在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的必需或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。
在一方面，提供了一种史莱姆活化剂组合物，其包括：含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐，其以约0.005重量％至约5重量％的量存在，或含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐，其以约0.005重量％至约5重量％的量存在；以及缓冲剂，其以有效维持该组合物的pH在约7.5至约9.5的范围内的量存在，其中该史莱姆活化剂经配置以与聚乙酸乙烯酯基胶水、聚乙烯醇基胶水或其他聚合胶水/粘合剂交联，并由此形成一种史莱姆组合物。
在另一方面，提供了一种史莱姆活化剂组合物，其包括玻璃珠，诸如二氧化硅珠或由硅制成的珠(诸如由硅或二氧化硅制成的珠)。
在另一方面，提供了一种试剂盒，其包括上述任何史莱姆活化剂组合物以及聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂或聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂。
在另一方面，提供了一种制备史莱姆组合物的方法，其包括将上述任何史莱姆活化剂组合物与聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂或聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂组合。
在另一方面，提供了一种制备史莱姆活化剂组合物的方法，其包括：将约0.005重量％至约5重量％的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐或约0.005重量％至约5重量％的含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐与有效维持该组合物的pH在约7.5至约9.5的范围内的量的缓冲剂组合，以形成一种史莱姆活化剂组合物，该史莱姆活化剂组合物经配置与聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂、聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂交联，并由此形成一种史莱姆组合物。
本发明内容和下面的具体实施方式提供了实施例，并且仅是对本发明的说明。因此，前述发明内容和下面的具体实施方式不应该被认为是限制性的。除了本文所阐述的特征之外，还可提供其他特征或其变化形式，例如，具体实施方式中所描述的这些特征的各种特征组合和子组合。
具体实施方式
已经开发了史莱姆活化剂溶液和组合物。这些史莱姆活化剂组合物为液体溶液(例如，水溶液)或凝胶状或固体组合物(例如，粉末、凝胶)，其可与PVAc或PVOH基胶水(例如，白色学生胶水(white school glue))或另一种聚合物胶水/粘合剂组合以形成史莱姆组合物。在整个说明书中，术语“史莱姆活化剂溶液”、“史莱姆活化剂组合物”和“史莱姆活化剂”通常可互换使用，但应当理解，这些术语意在涵盖这些活化剂制剂的任何组成形式，例如液体、凝胶、固体。
例如，发现这些活化剂的作用类似于使用隐形眼镜溶液和小苏打，同时还提供一种硼砂或隐形眼镜溶液和小苏打的更安全的替代物。隐形眼镜溶液的pH通常为约5至约8，并且可包括缓冲体系，该缓冲体系可包括硼酸或其盐，如在美国专利第6,143,244和6,187,264号中所述，其通过引用整体并入本文。然而，隐形眼镜溶液可能不适合用于史莱姆活化剂组合物和史莱姆组合物中，因为必须将小苏打添加至隐形眼镜溶液中以形成史莱姆活化剂组合物，其需要额外的成分测量，且过程较为繁琐。类似地，由于硼砂的使用在欧盟范围内受到限制，且在加拿大和其他司法管辖区中被禁止，因此硼砂在儿童所用的史莱姆活化剂组合物和史莱姆组合物中的使用存在安全问题。
在某些实施例中，本文所述的史莱姆活化剂组合物和使用本文所述的史莱姆活化剂组合物制备的史莱姆组合物可为经过艺术和创意材料研究所(ACMI)认证无毒，可用于儿童产品中。例如，本文所述的史莱姆活化剂可被认为是无毒的，使得该产品不需要健康或安全警告标签。在一些实施例中，本文所述的史莱姆活化剂和使用本文所述的史莱姆活化剂组合物制备的史莱姆组合物可满足欧洲药品管理局(EMA)对含硼化合物的欧洲合规(CE)安全标准。
在本公开的其他方面，提供了制备史莱姆活化剂的方法。在进一步的方面，提供了通过将史莱姆活化剂与PVAc或PVOH基胶水(或另一种合适的聚合物胶水/粘合剂)组合来制备史莱姆的方法。在进一步的方面，提供了包含史莱姆活化剂和PVAc或PVOH基胶水(或另一种合适的聚合物胶水/粘合剂)的试剂盒。
在某些实施例中，史莱姆活化剂含有以约0.005重量％至约5重量％的量存在的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐，以及以有效维持溶液或组合物的pH在约7.5至约9.5的范围内的量存在的缓冲剂。例如，该史莱姆活化剂可含有下述量的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物：约0.005重量％、约0.010重量％、约0.0115重量％、约0.020重量％、约0.025重量％、约0.030重量％、约0.035重量％、约0.040重量％、约0.045重量％、约0.050重量％、约0.055重量％、约0.060重量％、约0.065重量％、约0.070重量％、约0.075重量％、约0.080重量％、约0.085重量％、约0.090重量％、约0.095重量％、约0.10重量％、约0.15重量％、约0.20重量％、约0.25重量％、约0.30重量％、约0.35重量％、约0.40重量％、约0.45重量％、约0.50重量％、约0.55重量％、约0.60重量％、约0.65重量％、约0.70重量％、约0.75重量％、约0.80重量％、约0.85重量％、约0.90重量％、约0.95重量％、约1.0重量％、约1.1重量％、约1.2重量％、约1.3重量％、约1.4重量％、约1.5重量％、约1.6重量％、约1.7重量％、约1.8重量％、约1.9重量％、约2.0重量％、约2.1重量％、约2.2重量％、约2.3重量％、约2.4重量％、约2.5重量％、约2.6重量％、约2.7重量％、约2.8重量％、约2.9重量％、约3.0重量％、约3.1重量％、约3.2重量％、约3.3重量％、约3.4重量％、约3.5重量％、约3.6重量％、约3.7重量％、约3.8重量％、约3.9重量％、约4.0重量％、约4.1重量％、约4.2重量％、约4.3重量％、约4.4重量％、约4.5重量％、约4.6重量％、约4.7重量％、约4.8重量％、约4.9重量％、约5.0重量％或其间的任何范围。例如，史莱姆活化剂可含有约0.05重量％至约0.15重量％，例如约0.09重量％至约0.10重量％的量的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物。例如，该史莱姆活化剂可含有缓冲剂，该缓冲剂以有效维持溶液或组合物的pH为约7.5、约7.6、约7.7、约7.8、约7.9、约8.0、约8.1、约8.2、约8.3、约8.4、约8.5、约8.6、约8.7、约8.8、约8.9、约9.0、约9.1、约9.2、约9.3、约9.4、约9.5或其间的任何范围的量存在。例如，该史莱姆活化剂可含有缓冲剂，该缓冲剂以有效维持溶液pH为约8.5至约9.5，例如约8.9至约9.3的量存在。
在某些实施例中，史莱姆活化剂含有以约0.005重量％至约10重量％的量存在的含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐，和以有效维持溶液或组合物的pH在约7.0至约10.0的范围内的量存在的缓冲剂。例如，该史莱姆活化剂可含有下述量的含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物：约0.005重量％，约0.010重量％、约0.0115重量％、约0.020重量％、约0.025重量％、约0.030重量％、约0.035重量％、约0.040重量％、约0.045重量％、约0.050重量％、约0.055重量％、约0.060重量％、约0.065重量％、约0.070重量％、约0.075重量％、约0.080重量％、约0.085重量％、约0.090重量％、约0.095重量％、约0.10重量％、约0.15重量％、约0.20重量％、约0.25重量％、约0.30重量％、约0.35重量％、约0.40重量％、约0.45重量％、约0.50重量％、约0.55重量％、约0.60重量％、约0.65重量％、约0.70重量％、约0.75重量％、约0.80重量％、约0.85重量％、约0.90重量％、约0.95重量％、约1.0重量％、约1.1重量％、约1.2重量％、约1.3重量％、约1.4重量％、约1.5重量％、约1.6重量％、约1.7重量％、约1.8重量％、约1.9重量％、约2.0重量％、约2.1重量％、约2.2重量％、约2.3重量％、约2.4重量％、约2.5重量％、约2.6重量％、约2.7重量％、约2.8重量％、约2.9重量％、约3.0重量％、约3.1重量％、约3.2重量％、约3.3重量％、约3.4重量％、约3.5重量％、约3.6重量％、约3.7重量％、约3.8重量％、约3.9重量％、约4.0重量％、约4.1重量％、约4.2重量％、约4.3重量％、约4.4重量％、约4.5重量％、约4.6重量％、约4.7重量％、约4.8重量％、约4.9重量％、约5.0重量％、约5.1重量％、约5.2重量％、约5.3重量％、约5.4重量％、约5.5重量％、约5.6重量％、约5.7重量％、约5.8重量％、约5.9重量％、约6.0重量％、约6.1重量％、约6.2重量％、约6.3重量％、约6.4重量％、约6.5重量％、约6.6重量％、约6.7重量％、约6.8重量％、约6.9重量％、约7.0重量％、约7.1重量％、约7.2重量％、约7.3重量％、约7.4重量％、约7.5重量％、约7.6重量％、约7.7重量％、约7.8重量％、约7.9重量％、约8.0重量％、约8.1重量％、约8.2重量％、约8.3重量％、约8.4重量％、约8.5重量％、约8.6重量％、约8.7重量％、约8.8重量％、约8.9重量％、约9.0重量％、约9.1重量％、约9.2重量％、约9.3重量％、约9.4重量％、约9.5重量％、约9.6重量％、约9.7重量％、约9.8重量％、约9.9重量％、约10重量％或其间的任何范围。例如，该史莱姆活化剂可含有约0.05重量％至约0.15重量％，例如约0.09重量％至约0.10重量％的含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物。例如，该史莱姆活化剂可含有缓冲剂，该缓冲剂以有效维持该溶液或组合物的pH为约7.0、约7.1、约7.2、约7.3、约7.4、约7.5、约7.6、约7.7、约7.8、约7.9、约8.0、约8.1、约8.2、约8.3、约8.4、约8.5、约8.6、约8.7、约8.8、约8.9、约9.0、约9.1、约9.2、约9.3、约9.4、约9.5、约9.6、约9.7、约9.8、约9.9、约10.0或其间的任何范围的量存在。例如，该史莱姆活化剂可含有缓冲剂，该缓冲剂以有效维持溶液pH为约8.5至约9.5，例如8.9至约9.3的量存在。
在某些实施例中，史莱姆活化剂含有含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐和含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐两者，其存在的总量为约0.005重量％至约10重量％，以及缓冲剂，其以有效维持溶液或组合物的pH在约7.0至约11.0范围内的量存在。例如，史莱姆活化剂组合物可含有比例为约1:1，约1:2，约1:3，约1:4或其间的任何范围的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐与含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐。
例如，史莱姆活化剂可含有溶剂，诸如去离子水。例如，史莱姆活化剂可被配置成与聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂、聚乙烯醇基胶水/粘合剂或许多其他聚合物基粘合剂交联，硼酸根离子有利地与该胶水/粘合剂的聚合物官能团交联，从而形成史莱姆组合物。如本文所用，短语“聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂”广泛用于指含有至少约10重量％的聚乙酸乙烯酯的胶水或粘合剂。例如，聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂包括含有约10重量％至约50重量％的聚乙酸乙烯酯的胶水或粘合剂。例如，聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂包括
Figure BDA0002383455520000051
品牌的No Run School Glue和
Figure BDA0002383455520000052
品牌的Glue-All粘合剂。如本文所用，短语“聚乙烯醇基胶水/粘合剂”广泛用于指含有至少10重量％的聚乙烯醇的胶水或粘合剂，其中至少约一半的聚乙烯醇被部分水解。例如，聚乙烯醇基胶水/粘合剂包括含有约10重量％至约50重量％的聚乙烯醇的胶水或粘合剂，其中至少约一半的聚乙烯醇被部分水解。例如，聚乙烯醇基胶水/粘合剂包括
Figure BDA0002383455520000053
品牌的Clear Glue。如本文所用，短语“聚合物基胶水/粘合剂”广泛用于指包含至少10重量％的一种或多种聚合物的胶水或粘合剂。例如，聚合物基胶水/粘合剂包括含有约10重量％至约95重量％的一种或多种聚合物的胶水或粘合剂。例如，聚合物基胶水/粘合剂包括
Figure BDA0002383455520000061
品牌的半透明胶水、不透明胶水和暗色胶水。这种交联可在存在或不存在热或化学催化影响的情况下发生。如本文所用，术语“约”用于指与其一起使用的数字的数值的±5％。
在一些实施例中，缓冲剂以有效维持溶液/组合物的pH为约9的量存在。例如，缓冲剂可为氢氧化钠(例如，以水溶液形式，诸如2.5％水溶液)、碳酸氢钠、氯化钠、磷酸氢二钠和/或碱金属或碱土金属的任何氢氧化物盐，诸如氢氧化钙和氢氧化钾。例如，缓冲剂可以以约0.05重量％至约7重量％，诸如约5重量％至约6重量％的量存在于溶液中。例如，缓冲剂可以下述量存在于溶液中：约0.05重量％、约0.10重量％、约0.15重量％、约0.20重量％、约0.25重量％、约0.30重量％、约0.35重量％、约0.40重量％、约0.45重量％、约0.50重量％、约0.55重量％、约0.60重量％、约0.65重量％、约0.70重量％、约0.75重量％、约0.80重量％、约0.85重量％、约0.90重量％、约0.95重量％、约1.0重量％、约1.1重量％、约1.2重量％、约1.3重量％、约1.4重量％、约1.5重量％、约1.6重量％、约1.7重量％、约1.8重量％、约1.9重量％、约2.0重量％、约2.1重量％、约2.2重量％、约2.3重量％、约2.4重量％、约2.5重量％、约2.6重量％、约2.7重量％、约2.8重量％、约2.9重量％、约3.0重量％、约3.1重量％、约3.2重量％、约3.3重量％、约3.4重量％、约3.5重量％、约3.6重量％、约3.7重量％、约3.8重量％、约3.9重量％、约4.0重量％、约4.1重量％、约4.2重量％、约4.3重量％、约4.4重量％、约4.5重量％、约4.6重量％、约4.7重量％、约4.8重量％、约4.9重量％、约5.0重量％、约5.1重量％、约5.2重量％、约5.3重量％、约5.4重量％、约5.5重量％、约5.6重量％、约5.7重量％、约5.8重量％、约5.9重量％、约6.0重量％、约6.1重量％、约6.2重量％、约6.3重量％、约6.4重量％、约6.5重量％、约6.6重量％、约6.7重量％、约6.8重量％、约6.9重量％、约7.0或其间的任何范围。
如本文所用，“含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐”是指含有或当与溶剂混合时释放或产生硼酸根离子的化合物、溶液或盐。例如，含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐可为硼酸、硼酸钠、四硼酸钠、四硼酸二钠、十水合四硼酸钠和/或碱金属或碱土金属的任何盐，诸如氯化钙和氯化钾。在一些实施例中，含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.5重量％的量存在。例如，含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐可以约0.005重量％至约0.1重量％的量存在。例如，含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐可以约0.0075重量％至约0.03重量％，或约0.9重量％至约0.99重量％的量存在。
如本文所用，“含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐”是指含有或当与溶剂混合时释放或产生磷酸根离子的化合物、溶液或盐。例如，含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐可为磷酸、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、二磷酸一钠、二磷酸二钠、二磷酸三钠、二磷酸四钠和/或碱金属或碱土金属的任何盐，诸如氯化钙和氯化钾。在一些实施例中，含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.5重量％的量存在。例如，含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐可以约0.005重量％至约0.1重量％的量存在。例如，含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐可以为约0.0075重量％至约0.03重量％，或约0.9重量％至约0.99重量％的量存在。
在某些实施例中，史莱姆活化剂不含有含硼/释放硼的化合物、溶液或盐，也不含有含磷酸根/释放磷酸根的化合物，溶液或盐，而是含有玻璃珠。不希望受任何特定理论的束缚，据信，玻璃珠有效地与聚乙酸乙烯酯基胶水或聚乙烯醇基胶水交联，从而形成史莱姆组合物。
在一些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有一种或多种添加剂。例如，史莱姆活化剂组合物可含有一种或多种添加剂，以影响史莱姆活化剂组合物和由其制备的史莱姆组合物的质地、感觉、颜色或外观。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物还含有增稠剂(即流变改性剂)。例如，该增稠剂可含有羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、黄原胶、淀粉纤维素、藻酸盐、蛋黄、琼脂、竹芋粉、角叉菜胶、胶原蛋白、明胶、瓜尔胶和/或果胶。该增稠剂也可为合成增稠剂，例如合成丙烯酸基聚合物(例如，碱溶胀性(或可溶性)乳液(ASE's)、疏水改性的碱溶胀性乳液(HASE's)和疏水改性的甲氧基化聚氨酯树脂(HEUR's))。例如，合适的增稠剂可以约0.1重量％至约2重量％，诸如约0.5重量％至约1重量％的量存在于组合物中。
在某些实施例中，史莱姆活化剂包含多元醇。例如，在一些实施例中，史莱姆活化剂含有甘油、丙二醇或其组合。不希望受任何特定理论的束缚，据信，甘油在史莱姆组合物中充当流变改性剂或增塑剂。已经观察到，含有甘油的史莱姆组合物产生更光滑的质地，其为丝绸状或丝绒状。在一些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有甘油，其以下述量存在：约1重量％至约10重量％，例如约1重量％、约1.5重量％、约2.0重量％、约2.5重量％、约3.0重量％、约3.5重量％、约4.0重量％、约4.5重量％、约5.0重量％、约5.5重量％、约6.0重量％、约6.5重量％、约7.0重量％、约7.5重量％、约8.0重量％、约8.5重量％、约9.0重量％、约9.5重量％、约10.0重量％或其间的任何范围。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物还含有杀生物剂或杀真菌剂，诸如ActicideB20。该杀生物剂或杀真菌剂可以约0.01重量％至约0.5重量％，例如约0.01重量％、约0.05重量％、约0.10重量％、约0.15重量％、约0.20重量％、约0.25重量％、约0.30重量％、约0.35重量％、约0.40重量％、约0.45重量％、约0.50重量％或其间的任何范围的量存在于史莱姆活化剂组合物中。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物进一步含有一种或多种试剂，以向所得史莱姆材料提供一种或多种触觉或美学特性。例如，可以选择试剂以提供特定颜色、变色质量、纹理化、泡沫或其他触感、金属质感、特定气味和/或在黑暗中发光的质量。此类试剂可以合适的量提供，以提供所需性能，诸如以组合物重量的约0.01％至约25％，例如以组合物重量的约0.1％至约10％，或以组合物重量的约0.1％至约2％提供。
在一些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有一种或多种着色颜料，以向所得史莱姆提供所需颜色。合适的颜料或着色剂在工业中是已知的。例如，在一些实施例中，合适的颜料或着色剂可包括食用色素、白垩、涂料等。
例如，该组合物可含有热致变色剂，该热致变色剂被配置成响应于温度变化而改变所得史莱姆材料的颜色。例如，该热致变色剂可为热致变色颜料，其被配置为基于其所暴露的温度来改变颜色。该热致变色颜料可以是冷活化或热活化的。例如，冷活化的热致变色颜料可在约18至约22℃下活化，使得一旦材料变得比活化温度低，它们就改变颜色。例如，使用者可通过将史莱姆材料暴露于诸如冰的冷材料来加速冷活化。例如，热活化的热致变色颜料可以在约31℃下活化，使得它们一旦温度变得更高就改变颜色。例如，使用者可通过来自手或外部热源的摩擦/热加速热活化。
合适的热致变色颜料可包括于2017年12月8日提交的美国临时专利申请号62/596,213中描述的那些，其公开内容通过引用整体并入本文。例如，热致变色颜料(也称为“着色剂”)可包括包封的供电子显色有机化合物、受电子有机化合物和反应介质。例如，在一些实施例中，组合物可包括具有丙烯酸壳和包封的无色染料、弱有机酸和溶剂或蜡的核的微囊。在一些实施例中，热致变色着色剂为DW0602171或DW0607171(两者均可从Encapsys公司获得)或其任意组合。在一些实施例中，热致变色着色剂是可从LCR Hallcrest商购获得，颜色为黑色、蓝色、品红色、绿色、橙色、红色、紫色、棕色和绿松石或其任何组合。例如，在一些实施例中，组合物包括一种或多种购自Encapsys的着色剂，例如DW0925171，一种蓝色热致变色着色剂；DW0927171，一种蓝色热致变色着色剂；DW09271712，一种绿色热致变色着色剂；DW0928171，一种绿色热致变色着色剂；DW0928172，一种黄色热致变色着色剂；DW0929171，一种黄色热致变色着色剂；DW1002171，一种黑色热致变色着色剂；DW1002172，一种黑色热致变色着色剂；DW100417，一种红色热致变色着色剂；DW1004172，一种红色热致变色着色剂；DW1005171，一种蓝色热致变色着色剂；DW1005172，一种蓝色热致变色着色剂；DW1009171，一种红色热致变色着色剂；DW1009172，一种红色热致变色着色剂，或其任意组合。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有经配置以在所得史莱姆组合物中产生纹理化、泡沫或其他触感的试剂。例如，组合物中可包括发泡剂，以提供所需的史莱姆质地。在一些实施例中，该发泡剂为泡沫珠，诸如膨胀的聚苯乙烯泡沫珠。在一些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有粘土，诸如软聚合物粘土，以获得平滑纹理化史莱姆。在一些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有玻璃珠、聚合物珠(诸如聚丙烯珠)或其他合适的材料珠，以在所得史莱姆组合物中提供纹理感。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有珠光颜料，以为所得史莱姆提供金属质感。例如，该珠光颜料可含有微粉化二氧化钛、涂覆有金属氧化物的云母、涂覆有金属氧化物的氧化铝、涂覆有金属氧化物的二氧化硅、碱式碳酸铅、氯氧化铋和/或天然鱼鳞精。在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物可含有闪光剂、闪光颜料、闪光晶体、五彩碎屑、塑料或金属珠，或其他合适的树脂或聚合物。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有砂，以为所得史莱姆提供砂质外观和感觉。特别地，可将较大粒度的砂，诸如平均粒度大于约250微米的砂，加入到史莱姆活化剂组合物中，以增加所得史莱姆的砂砾感。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有磁性添加剂，以为所得史莱姆提供磁性品质。例如，该磁性添加剂可包括铁填充物、铁粉或其他磁性粉末，诸如氧化铁或包封的氧化铁。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有光致发光、光致变色、荧光或磷光颜料或染料，其为所得史莱姆提供夜光或光驱变色质量。这些颜料可以是工业上已知的用于此类目的的那些。
例如，史莱姆活化剂组合物可含有合适的光致变色(或逆向光致变色)材料，诸如在于2017年9月29日提交的美国临时申请第62/565,853号、于2017年9月29日提交的美国临时申请第62/565,810号、于2017年9月29日提交的美国临时申请第62/565,880号以及于2017年12月8日提交的美国临时申请第62/596,211号中描述的一种或多种材料，上述参考文献的公开内容通过引用整体并入本文。例如，逆向光致变色着色剂可包括光致变色染料和活化剂或漂白剂，该活化剂或漂白剂使该染料在暴露于UV光时无色。例如，由SpectraGroup公司制造的逆向光致变色着色剂，包括：CR234-BT2B、CR234-R33、CR234-R33x2和CR234-V4，可以用作本公开的油墨制剂的实施例中的逆向光致变色着色剂。CR234-BT2B着色剂最初为蓝色，并在暴露于UV光时从蓝色转变为透明。CR234-R33和CR234-R33x2着色剂最初为红色，并在暴露于UV光时从红色转变为透明。CR234-V4着色剂最初为紫色，并在暴露于UV光时从紫色转变为透明。
在某些实施例中，史莱姆活化剂组合物含有提供香味的化学品，诸芳香油或其他有香味的物质。例如，史莱姆活化剂组合物可含有一种或多种精油。
应当理解，虽然本文讨论的添加剂/试剂主要讨论为包含在史莱姆活化剂组合物中，但是这些添加剂中的许多可以类似地包含在胶水制剂本身中并且在史莱姆制剂中提供类似的结果。因此，本公开内容应理解为涵盖含有此类添加剂的活化剂和胶水制剂，达到此类添加剂不抵消组合物的任何必要性质的程度。
在某些实施例中，史莱姆活化剂溶液或组合物是经过艺术和创意材料研究所(ACMI)认证为无毒的，可用于儿童产品。
在某些实施例中，试剂盒含有如本文所述的史莱姆活化剂溶液或组合物以及聚乙酸乙烯酯基胶水、聚乙烯醇基胶水或另一种合适的聚合物胶水/粘合剂(例如，白色学生胶水，例如
Figure BDA0002383455520000101
品牌的School Glue)。在某些实施例中，制备史莱姆组合物的方法包括将本文所述的史莱姆活化剂溶液或组合物与聚乙酸乙烯酯基胶水或聚乙烯醇基胶水组合。例如，史莱姆活化剂溶液/组合物和聚合物基胶水/粘合剂可以约0.25活化剂:1.0胶水至约1.5活化剂:1.0胶水的重量比组合。例如，约4盎司的
Figure BDA0002383455520000102
White School胶水可与约1.9盎司的活化剂溶液组合，或约5盎司的
Figure BDA0002383455520000103
Clear School Glue可与约2.3盎司的活化剂溶液组合。
在某些实施例中，制备史莱姆活化剂溶液的方法包括将约0.005重量％至约5重量％的量的含硼酸根离子的化合物与有效维持溶液的pH在约8至约9.5的范围内的量的缓冲剂结合，以形成史莱姆活化剂溶液，该史莱姆活化剂溶液经配置以与聚乙酸乙烯酯基胶水或聚乙烯醇基胶水交联，并由此形成史莱姆组合物。其他方法可包括上文关于史莱姆活化剂溶液提供的任何其他细节。
已经发现，目前描述的含有含硼酸根离子/释放硼酸根离子的组合物的溶液/组合物使有效交联胶水中的聚合物以形成史莱姆所需的硼酸根离子的量最小化，因此将混合物保持在硼酸根的安全水平，以免引发警告和担忧，并允许其作为儿童产品出售。此外，已经发现，创建高pH环境也有助于交联反应，需要较少量的硼酸盐离子。例如，发现溶液的pH环境对于溶液的功效是重要的，其中pH约7.5至约9.5可以很好地起作用。另外，发现包含增稠剂(诸如如上所述)导致溶液增稠，这允许使用较低重量百分比的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物形成史莱姆。
例如，PVOH基胶水/粘合剂与硼酸根离子的一般反应如下所示。
Figure BDA0002383455520000111
PVOH基胶水与硼酸根离子的一般反应
实施例
通过参考以下实施例可以更好地理解本公开的实施方案。
实施例1：史莱姆活化剂组合物的预示实施例
史莱姆活化剂溶液/组合物的某些实施例的示例组分范围在下表1中给出。
Figure BDA0002383455520000112
Figure BDA0002383455520000121
因此，发现本文所述的史莱姆活化剂溶液/组合物在胶水/粘合剂中交联PVAc和PVOH聚合物体系以形成满足预期的史莱姆，同时限制溶液中存在的硼酸根离子的量。
含有本文所述的某些添加剂的史莱姆活化剂溶液/组合物的某些实施例的其他示例性组分范围在下表2-7中给出。
Figure BDA0002383455520000122
Figure BDA0002383455520000123
Figure BDA0002383455520000124
Figure BDA0002383455520000125
Figure BDA0002383455520000131
Figure BDA0002383455520000132
Figure BDA0002383455520000133
实施例2：史莱姆活化剂组合物
如下表8-18中详述，制备了多种史莱姆组合物。这些组合物中的每一种如下制备：首先将去离子水加入干净、干燥的烧杯中，并在Pete ModelBDC250混合器(购自CaframoLab Solutions)中开始适度搅拌(以500rpm的速度)，以混合烧杯的内容物。接着，加入硼酸，并继续混合。然后将混合速度提高至900至1000rpm，并加入增稠剂(羟丙基甲基纤维素或黄原胶)并使其混合直至均匀。接着，加入碳酸氢钠和氯化钠并继续混合。接着，加入氢氧化钠稀溶液(2.5％Aq)并继续混合。最后，加入ActicideB20，并将所得的史莱姆活化剂组合物混合直至均匀，并取样以评估该史莱姆活化剂组合物的物理性质，诸如pH和固体％。
Figure BDA0002383455520000141
Figure BDA0002383455520000142
Figure BDA0002383455520000143
Figure BDA0002383455520000144
Figure BDA0002383455520000151
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Figure BDA0002383455520000153
Figure BDA0002383455520000154
Figure BDA0002383455520000161
Figure BDA0002383455520000162
Figure BDA0002383455520000163
Figure BDA0002383455520000164
Figure BDA0002383455520000171
实施例2：改性史莱姆活化剂组合物
接下来，使用上述实施例2的表17中所述的基础制剂，如下表19-21中所述，通过在室温下添加其他的添加剂并混合在一起直到均匀来制备改性的史莱姆活化剂组合物。
首先，通过以下表19中所述的量向实施例2的基础史莱姆活化剂中添加砂，并将砂与史莱姆活化剂组合物混合30分钟以确保均匀性，从而制备含砂的矿泥活化剂组合物。
Figure BDA0002383455520000172
接着，通过以下表20中描述的量向实施例2的基础史莱姆活化剂中先加入夜光颜料，特别是铕掺杂的铝酸锶和硫化锌，然后加入闪光剂(可自Meadowbrooks Inventions商购)，并将夜光颜料和闪光剂与该史莱姆活化剂组合物混合30分钟以确保均匀性，从而制备含夜光颜料和闪光剂的史莱姆活化剂组合物。
Figure BDA0002383455520000173
接着，通过以下表21中所述的量将市售珠光颜料加入到实施例2的基础史莱姆活化剂中，并将珠光颜料与史莱姆活化剂组合物混合30分钟以确保均匀性，从而制备含珠光颜料的史莱姆活化剂组合物。
Figure BDA0002383455520000174
实施例3：市售史莱姆活化剂组合物的对比测试
如下表22所示，对多种市售史莱姆活化剂组合物进行化学分析。所测试的史莱姆活化剂组合物包括7种不同的市售史莱姆活化剂组合物。值得注意的是，所测试的几种史莱姆活化剂组合物不依赖于含硼或释放硼的组合物。例如，发现市售的史莱姆活化剂组合物3号为藻酸钠溶液，其不含硼。类似地，据信，市售的3号史莱姆活化剂组合物不依赖于硼作为其活性成分。类似地，发现市售的6号史莱姆活化剂组合物为盐水溶液，其不含硼。
Figure BDA0002383455520000181
因此，与市售的含硼史莱姆活化剂组合物相比，实施例2的史莱姆活化剂组合物出人意料地具有显著更高的pH和/或含有显著更少的硼。
实施例4：史莱姆组合物
接下来，将硅玻璃珠通过与
Figure BDA0002383455520000182
品牌的SchoolGlue、上述实施例2的表17的史莱姆活化剂组合物和去离子水混合来制备史莱姆组合物。
Figure BDA0002383455520000183
Figure BDA0002383455520000191
令人惊讶的是，即使当硅玻璃珠仅与
Figure BDA0002383455520000192
品牌的School Glue和去离子水混合，而没有任何史莱姆活化剂组合物时，该混合物也可有效地产生史莱姆组合物。不希望受任何特定理论束缚，据信，硅玻璃珠能够有效地交联
Figure BDA0002383455520000193
品牌的School Glue中的粘合剂组合物以产生史莱姆组合物。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的实施例的精神和范围的情况下，可以对本公开进行各种修改和变化。因此，意在所描述的实施例涵盖本发明的修改和变化，只要其落入所附权利要求书及其等效物的范围内。

Claims (35)

1.一种史莱姆活化剂组合物，其包含：
含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐，其以约0.005％重量至约5％重量的量存在，或含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐，其以约0.005％重量至约5％重量的量存在；和
缓冲剂，其以有效维持所述组合物的pH在约7.5至约9.5的范围内，
其中所述史莱姆活化剂经配置以与聚乙酸乙烯酯基胶水、聚乙烯醇基胶水或其他聚合胶水/粘合剂交联，并由此形成一种史莱姆组合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述缓冲剂以有效维持所述组合物的pH为约9的量存在。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述缓冲剂以有效维持所述组合物的pH为约8.9至约9.3的量存在。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐，且所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐为硼酸、硼酸钠、四硼酸钠、四硼酸二钠、十水合四硼酸钠或其任意组合。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐，且所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐为磷酸、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、二磷酸一钠、二磷酸二钠、二磷酸三钠、二磷酸四钠或其任意组合。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述缓冲剂包含碳酸氢钠或磷酸氢二钠。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的组合物，所述组合物还包含增稠剂。
8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述增稠剂包含羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素或黄原胶。
9.根据权利要求1至4或6至8中任一项所述的组合物，其中所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.5重量％。
10.根据权利要求1至3或5至8中任一项所述的组合物，其中所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约10重量％。
11.根据权利要求1至4或6至9中任一项所述的组合物，其中所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.1重量％。
12.根据权利要求1至3、5至8或10中任一项所述的组合物，其中所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.1重量％。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的组合物，其中所述组合物含有约2.0重量％的固体至约2.5重量％的固体。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的组合物，其中所述胶水/粘合剂含有：
至少10重量％的聚乙酸乙烯酯，
至少10重量％的聚乙烯醇，其中所述聚乙烯醇的至少约一半被部分水解，或
至少10重量％的一种或多种聚合物。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的组合物，其中所述组合物符合艺术和创意材料研究所(ACMI)对用于儿童产品的无毒认证标准。
16.一种试剂盒，其包含：
根据权利要求1至15中任一项所述的史莱姆活化剂组合物；和
聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂或聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂。
17.一种制备史莱姆组合物的方法，其包含：
将根据权利要求1至15中任一项所述的史莱姆活化剂组合物与聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂或聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂组合。
18.一种制备史莱姆活化剂组合物的方法，其包含：
将约0.005重量％至约5重量％的含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐或约0.005重量％至约5重量％的含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐与有效维持组合物的pH在约7.5至约9.5范围内的量的缓冲剂组合，以形成史莱姆活化剂组合物，所述史莱姆活化剂组合物经配置以与聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂、聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂交联，并由此形成史莱姆组合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述缓冲剂以有效维持所述组合物的pH为约9的量组合。
20.根据权利要求18或19中任一项所述的方法，其中所述缓冲剂以有效将所述组合物的pH维持在约8.9至约9.3的pH。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中所述方法包含将所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐与缓冲剂组合，且其中所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐为硼酸、硼酸钠、四硼酸钠、四硼酸二钠、十水合四硼酸钠或其任意组合。
22.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，其中所述方法包含将所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐与缓冲剂组合，且其中所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐为磷酸、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸三钠、二磷酸一钠、二磷酸二钠、二磷酸三钠、二磷酸四钠或其任意组合。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中所述缓冲剂包含碳酸氢钠或磷酸氢二钠。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其还包含将增稠剂与含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐与所述缓冲剂组合。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述增稠剂包含羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素或黄原胶。
26.根据权利要求18至21或23至25中任一项所述的方法，其中所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.5重量％的量组合。
27.根据权利要求18至20或22至25中任一项所述的方法，其中所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.5重量％的量组合。
28.根据权利要求18至21或23至26中任一项所述的方法，其中所述含硼酸根离子/释放硼酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.1重量％的量组合。
29.根据权利要求18至20、22至25或27中任一项所述的方法，其中所述含磷酸根离子/释放磷酸根离子的化合物、溶液或盐以约0.005重量％至约0.5重量％的量组合。
30.根据权利要求18至29中任一项所述的方法，其中所述史莱姆活化剂组合物含有约2.0重量％的固体至约2.5重量％的固体。
31.根据权利要求18至30中任一项所述的方法，其中所述史莱姆活化剂组合物被配置为与所述胶水/粘合剂组合，所述史莱姆活化剂组合物与所述胶水/粘合剂以约0.25:1至约1.5:1的重量比组合，以产生史莱姆组合物。
32.根据权利要求18至31中任一项所述的方法，其中所述胶水/粘合剂包含：
至少10重量％的聚乙酸乙烯酯，
至少10重量％的聚乙烯醇，其中所述聚乙烯醇的至少约一半被部分水解，或
至少10重量％的一种或多种聚合物。
33.根据权利要求18至32中任一项所述的方法，其中所述组合物为艺术和创意材料研究所(ACMI)认证为无毒的，可用于儿童产品。
34.一种试剂盒，其包含：
根据权利要求1所述的史莱姆活化剂组合物；和
聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂或聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂。
35.一种制备史莱姆组合物的方法，其包含：
将根据权利要求1所述的史莱姆活化剂组合物与聚乙酸乙烯酯基胶水/粘合剂或聚乙烯醇基胶水/粘合剂或另一种具有适当交联官能度的聚合物基胶水/粘合剂组合。
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