CN112159574B - 钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制备方法 - Google Patents

钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制备方法，钛酸酯螯合剂，20‑30份Tyzor371、10‑20份Tyzor212、8‑12份聚丙烯酰胺、15‑25份六偏磷酸钠。环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，水60‑75份；聚乙烯醇5‑15份，聚乙烯醇的平均聚合度大于等于2000；钛酸酯螯合剂0.1‑0.3份，水溶性食品级色素1‑3份，微球发泡剂8‑15份，润滑剂1‑3份，保湿剂3‑8份，保水剂1‑5份，表面活性剂0.1‑0.3份，水性分散剂0.1‑0.3份。使用聚苯乙烯超轻微球、聚乙烯醇和钛酸酯螯合剂，得到的超轻粘土具有无硼安全环保，无刺激性气味，拉伸性能优异，不粘手，色泽纯正，可任意调色，造型能力出众。

Description

钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制 备方法
技术领域
本发明涉及超轻粘土，尤其涉及钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制备方法。
背景技术
传统的橡皮泥、弹跳泥为油溶性的面泥，材料不环保，有刺激性气味，生产过程中会加入大量香精，并且色彩较暗，色泽不正，两种颜色之间不能混色；造型能力不佳，无拉伸强度，部件之间不易粘接；使用过程不同部位之间要用牙签固定，由于油腻，捏制过程容易脏；干燥后的制品会开裂变形、变质，且产品质地重，儿童极易吞服，对健康造成极大伤害，引起家长的担忧。
而超轻粘土材料为水性泥，无油腻感无异味，色彩艳丽，色泽纯正，可像水彩那样随意的调颜色，不同色彩的泥放在一起经过混合可以变成第三种颜色，所做作品更加逼真，且产品可以重复使用，放置的空气中能自然风干，干燥后作品不变形、不变质、开裂、褪色，性能及其稳定，且质地轻盈，拉伸性能优异。超轻黏土对儿童的智力开发有着极大的帮助，能充分发挥儿童的想象力、创造力，培养孩子们的耐心与毅力，也适用于家庭、个人、陶巴及各类娱乐场所的工艺制作。
传统的超轻粘土均使用硼酸或硼砂作为交联剂，从而改变聚乙烯醇基的凝胶特性，使其羟基交联成网络结构，从而使产品拉伸性能增强，成团，且改善初粘特性，以制备出拉伸性能优异，且不沾手的粘土类材料。但硼酸或硼砂有较大的毒性，且会在体内沉积很难排出，容易对儿童的身体健康造成伤害。
专利CN 108102266 A一种超轻粘土及其制备方法中使用戊二醛代替传统的硼砂、硼酸类交联剂制备出了一种无硼超轻粘土。但戊二醛本身具有中等毒性，且具有刺激性气味，对眼睛、皮肤和粘膜具有强烈的刺激作用。专利CN 109265887 A一种超轻粘土及其制备方法中使用纳米碳酸钙与CMC代替传统的硼砂或硼酸制备出了一种无硼超轻粘土；但纳米碳酸钙和羧甲基纤维素只能改善超轻土的稠度和顺滑性能，并不能与具有拉伸性能的聚乙烯醇胶形成交联，因此并不能很好的改善超轻粘土初粘特性，从而制备出拉伸性能优异，且不沾手的粘土类材料。其他类似专利均未对上述问题进行阐述。
由新型交联材料且通过先进发泡工艺制得的无硼安全环保的环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土还未见诸科技文献的报道。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制备方法，安全环保，无刺激性气味，拉伸性能优异，不粘手，色泽纯正，可任意调色，造型能力出众；干燥前可重复使用，自然风干；风干后色泽亮丽，超轻，无裂痕，弹性优异，可长期保存，可以在上面写字或涂颜色的产品。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种钛酸酯螯合剂，包括按重量份的以下原料制备而成，20-30份Tyzor371、10-20份Tyzor212、8-12份聚丙烯酰胺、15-25份六偏磷酸钠。
钛酸酯螯合剂，包括按重量份的以下原料制备而成，25份Tyzor371、15份Tyzor212、10份聚丙烯酰胺、20份六偏磷酸钠。
钛酸酯螯合剂的制备方法，将20-30份Tyzor371、10-20份Tyzor212、8-12份聚丙烯酰胺、15-25份六偏磷酸钠，加入25-34份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份计的以下原料：水60-75份；聚乙烯醇5-15份，聚乙烯醇的平均聚合度大于等于2000；钛酸酯螯合剂0.1-0.3份，水溶性食品级色素1-3份，微球发泡剂8-15份，润滑剂1-3份，保湿剂3-8份，保水剂1-5份，表面活性剂0.1-0.3份，水性分散剂0.1-0.3份；钛酸酯螯合剂为所述的钛酸酯螯合剂。
还可以包括防腐剂0.2-0.5份。
防腐剂为苯氧乙醇；微球发泡剂可以为聚苯乙烯发泡剂或丙烯酸聚合微球。
润滑剂为医用凡士林或羊毛脂中的至少一种。
保湿剂为山梨糖醇或甘油中的至少一种。
保水剂为羧甲基纤维素醚。
表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠。
聚乙烯醇的平均聚合度为2400，醇解度为99%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：通过真空蒸汽发泡技术将微球发泡剂发泡得到聚苯乙烯超轻微球；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入表面活性剂，混合均匀；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入保湿剂、水性分散剂用球磨机反复混合均匀；
（4）超轻粘土前驱体制备：将聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、润滑剂和保水剂充分混合均匀；如果存在防腐剂，防腐剂和保水剂一起加入混合；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土。
本发明提供一种钛酸酯螯合剂、环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土及其制备方法，制备的钛酸酯螯合剂用于制备环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，从而使使用聚苯乙烯超轻微球、聚乙烯醇和钛酸酯螯合剂，得到的的超轻粘土具有无硼安全环保，无刺激性气味，拉伸性能优异，不粘手，色泽纯正，可任意调色，造型能力出众；干燥前可重复使用，自然风干；风干产品色泽亮丽，超轻，无裂痕，弹性优异，可长期保存，可以在上面写字或涂颜色等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整。
一种钛酸酯螯合剂，包括按重量份的以下原料制备而成，20-30份Tyzor371、10-20份Tyzor212、8-12份聚丙烯酰胺、15-25份六偏磷酸钠。Tyzor371和Tyzor212，由美国杜邦公司生产，是一种环保型钛酸酯交联剂；聚丙烯酰胺，分子量2000～2200万分子量，六偏磷酸钠，食品级。
钛酸酯螯合剂，包括按重量份的以下原料制备而成，25份Tyzor371、15份Tyzor212、10份聚丙烯酰胺、20份六偏磷酸钠。
钛酸酯螯合剂的制备方法，将20-30份Tyzor371、10-20份Tyzor212、8-12份聚丙烯酰胺、15-25份六偏磷酸钠，加入25-34份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。得到凝胶状物质后，还可以加入1份苯氧乙醇防腐剂，放置备用。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份计的以下原料：水60-75份；聚乙烯醇5-15份，聚乙烯醇的平均聚合度大于等于2000；钛酸酯螯合剂0.1-0.3份，水溶性食品级色素1-3份，微球发泡剂8-15份，润滑剂1-3份，保湿剂3-8份，保水剂1-5份，表面活性剂0.1-0.3份，水性分散剂0.1-0.3份；钛酸酯螯合剂为所述的钛酸酯螯合剂。
还可以包括防腐剂0.2-0.5份。
防腐剂为苯氧乙醇；微球发泡剂可以为聚苯乙烯发泡剂或丙烯酸聚合微球。
润滑剂可以为医用凡士林或羊毛脂中的至少一种，也可以使用其他环保无刺激性的润滑剂。
保湿剂可以为山梨糖醇或甘油中的至少一种，也可以使用其他环保无刺激性的保湿剂。
保水剂可以为羧甲基纤维素醚，也可以使用其他环保无刺激性的保水剂。
表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠，也可以为使用其他环保无刺激性的表面活性剂。
聚乙烯醇的的平均聚合度为2400，醇解度为99%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：通过真空蒸汽发泡技术将微球发泡剂发泡得到聚苯乙烯超轻微球；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入表面活性剂，混合均匀；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入保湿剂、水性分散剂用球磨机反复混合均匀；
（4）超轻粘土前驱体制备：将聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、润滑剂和保水剂充分混合均匀；如果存在防腐剂，防腐剂和保水剂一起加入混合；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土。
聚苯乙烯超轻微球通过微球发泡剂—聚苯乙烯发泡剂制备，微球发泡剂通过真空蒸汽发泡机进行发泡膨胀，发泡剂的体积可以增加到自身的几十倍，同时核壳结构并不破坏因此得到一种体积膨胀的聚苯乙烯超轻微球，该微球为超轻粘土的骨架。聚乙烯醇为超轻粘土的胶体成分，聚合度2400，醇解度99，聚乙烯醇本身为环保材料，它具有良好的亲水性，拉伸性和粘性，它溶于水后，通过加入表面活性剂如十二烷基硫酸钠能增强其顺滑性和表面活性。所用交联的钛酸酯螯合剂为新型钛酸酯螯合剂，该物质在一定条件下能与聚乙烯醇中羟基发生交联，形成钛氧键，使聚乙烯醇胶体形成网络结构，使胶体变大成团，从而改善胶体的表面活性，改善其拉伸性能，降低初粘力。食品色素为食品级原料，安全环保，用于超轻粘土起到增加色泽，使粘土颜色鲜亮丰富多彩的作用。所用润滑剂为医用凡士林和羊毛脂，润滑剂能使产品润滑性优异，手感细腻。保湿剂为山梨糖醇或甘油，它能很好的保持产品的润湿性和抗冻性能。所用保水剂为羧甲基纤维素醚，它具有增加粘性和稠感，保持水分不流失的特性。聚苯乙烯超轻微球与聚乙烯醇胶水、食用色素、润滑剂、保水剂和其他物料充分混合均匀制得超轻粘土前驱体，最后用新型钛酸酯螯合剂对超轻粘土前驱体螯合交联，通过钛氧键与聚乙烯醇羟基形成网络结构，从而制备出一种无硼安全环保的超轻粘土，无刺激性气味，拉伸性能优异，不粘手，色泽纯正，可任意调色，造型能力出众；干燥前可重复使用，自然风干；风干后色泽亮丽，超轻，无裂痕，弹性优异，可长期保存的产品。
实施例1
钛酸酯螯合剂：将25份Tyzor371、15份Tyzor212、10份聚丙烯酰胺、20份六偏磷酸钠，加入29份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
实施例2
钛酸酯螯合剂的制备方法，将20份Tyzor371、10份Tyzor212、8份聚丙烯酰胺、15份六偏磷酸钠，加入25份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
实施例3
钛酸酯螯合剂的制备方法，将30份Tyzor371、20份Tyzor212、12份聚丙烯酰胺、25份六偏磷酸钠，加入34份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
实施例4
钛酸酯螯合剂的制备方法，将22份Tyzor371、18份Tyzor212、10份聚丙烯酰胺、23份六偏磷酸钠，加入28份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
实施例5
钛酸酯螯合剂的制备方法，将27份Tyzor371、11份Tyzor212、9份聚丙烯酰胺、24份六偏磷酸钠，加入26份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
实施例6
钛酸酯螯合剂的制备方法，将26份Tyzor371、13份Tyzor212、14份聚丙烯酰胺、18份六偏磷酸钠，加入31份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
实施例7：
环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土，由下列重量份配比的原料组成：水65份，聚乙烯醇12.5份，实施例1的酸酯螯合剂0.1份，水溶性食品级色素1.5份，聚苯乙烯发泡剂10份，凡士林1份，羊毛脂1份，山梨糖醇5份，羧甲基纤维素醚3.2份，十二烷基硫酸钠0.2份，水性分散剂0.1份，防腐剂0.4份；聚乙烯醇的的平均聚合度为2400，醇解度为99%；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂；水溶性食品级色素为柠檬黄；防腐剂为苯氧乙醇。
所述环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：将密封的聚苯乙烯发泡剂定量装入真空蒸汽发生器中，设定温度90-95℃，压力为-0.1Mpa，将聚苯乙烯发泡剂进行真空发泡得到聚苯乙烯超轻微球，备用；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，设定温度95℃，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入十二烷基硫酸钠，充分搅拌混合均匀，冷却至室温，备用；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入山梨糖醇、水性分散剂用球磨机反复混合均匀，备用；
（4）超轻粘土前驱体制备：将上述聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、凡士林、羊毛脂、羧甲基纤维素醚和其他物料充分混合均匀；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼超轻粘土。
实施例8
环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土，由下列重量份配比的原料组成：水68份，聚乙烯醇10份，实施例1的钛酸酯螯合剂0.15份，水溶性食品级色素1.5份，聚苯乙烯发泡剂12份，凡士林1份，羊毛脂2份，山梨糖醇2.5份，羧甲基纤维素醚2.35份，十二烷基硫酸钠0.1份，水性分散剂0.1份，防腐剂0.3份；聚乙烯醇的的平均聚合度为2500，醇解度为95%；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂；水溶性食品级色素为姜黄色素；防腐剂为苯氧乙醇。
所述环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：将密封的聚苯乙烯发泡剂定量装入真空蒸汽发生器中，设定温度90-95℃，压力为-0.1Mpa，将聚苯乙烯发泡剂进行真空发泡得到聚苯乙烯超轻微球，备用；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，设定温度95℃，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入十二烷基硫酸钠，充分搅拌混合均匀，冷却至室温，备用；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入山梨糖醇、水性分散剂用球磨机反复混合均匀，备用；
（4）超轻粘土前驱体制备：将上述聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、凡士林、羊毛脂、羧甲基纤维素醚和其他物料充分混合均匀；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼超轻粘土。
实施例9
环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土，由下列重量份配比的原料组成：水70份，聚乙烯醇12份，实施例1的钛酸酯螯合剂0.25份，水溶性食品级色素1.5份，聚苯乙烯发泡剂9份，凡士林1.5份，羊毛脂0.5份，甘油2份，羧甲基纤维素醚2.65份，十二烷基硫酸钠0.2份，水性分散剂0.1份，防腐剂0.3份；聚乙烯醇的的平均聚合度为2300，醇解度为96%；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂；水溶性食品级色素为紫胶红；防腐剂为苯氧乙醇。
所述环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：将密封的聚苯乙烯发泡剂定量装入真空蒸汽发生器中，设定温度90-95℃，压力为-0.1Mpa，将聚苯乙烯发泡剂进行真空发泡得到聚苯乙烯超轻微球，备用；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，设定温度95℃，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入十二烷基硫酸钠，充分搅拌混合均匀，冷却至室温，备用；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入甘油、水性分散剂用球磨机反复混合均匀，备用；
（4）超轻粘土前驱体制备：将上述聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、凡士林、羊毛脂、羧甲基纤维素醚和其他物料充分混合均匀；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼超轻粘土。
结果
弹跳力：将超轻粘土称取10g，揉捏成圆球，自然风干5h，从2m高度自由落体，回弹高度为50-80cm为合格。
残留特性：将超轻粘土称取10g，按揉捏的力度将其在A4纸上擦拭，无颜色残留为合格。
密度测试：将超轻粘土成品准确称取10g左右，放入量杯中，按水升起的体积计算密度；风干后密度测试亦采用该法。
循环使用特性：将超轻粘土风干48h后，将超轻粘土：水为1:0.8的比例密封，密封时间48h，经过揉捏后可再使用为合格。将风干后的黏土再按上面比例加入水，保持48h，水会慢慢侵入风干的黏土中，黏土是否又恢复柔软特性，从而用于测粘土的循环使用特性。
高低温性能：将超轻粘土约30g装入密封盒，在高温45℃，低温-10℃的环境中放置72h，恢复常温后对产品没有任何质量影响为达标。
具体的结果列于表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
注：上述性能除特别要求外，其余均在25℃室温条件下测定。
表1所示结果表明，本发明的环保无硼聚乙烯醇基超轻粘土采用先进的真空蒸汽发泡技术制备聚苯乙烯超轻微球以及采用新型环保无毒的钛酸酯螯合剂进行交联得到的产品使用性能优异，产品密度仅为0.254g/cm3，低于同类产品0.3g/cm3，产品安全、环保，无刺激性气味，拉伸性能优异，不粘手，色泽纯正，可任意调色，造型能力出众；干燥前可重复使用，自然风干；风干产品色泽亮丽，超轻，无裂痕，弹性优异，可长期保存，可添字着色。
本申请的实施例还可以为如下实施例：
实施例10
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份份计的以下原料：水60份；聚乙烯醇5份，实施例2的钛酸酯螯合剂0.1份，水溶性食品级色素1份，聚苯乙烯发泡剂8份，润滑剂1份，保湿剂3份，保水剂1份，表面活性剂0.1份，水性分散剂0.1份；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂；水溶性食品级色素为柠檬黄，防腐剂为苯氧乙醇，润滑剂为医用凡士林，保湿剂为山梨糖醇。保水剂为羧甲基纤维素醚，表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠，聚乙烯醇的的平均聚合度为3000，醇解度为90%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）丙烯酸超轻微球制备：将密封的丙烯酸聚合微球发泡剂定量装入真空蒸汽发生器中，设定温度90-95℃，压力为-0.1Mpa，将聚苯乙烯发泡剂进行真空发泡得到丙烯酸超轻微球，备用；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，设定温度98℃，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入表面活性剂，混合均匀；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入保湿剂、水性分散剂用球磨机反复混合均匀；
（4）超轻粘土前驱体制备：将聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入丙烯酸超轻微球、食品色素、润滑剂和保水剂充分混合均匀；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土。
实施例11
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份份计的以下原料：水75份；聚乙烯醇15份，实施例3的钛酸酯螯合剂0.3份，水溶性食品级色素3份，聚苯乙烯发泡剂15份，润滑剂3份，保湿剂8份，保水剂5份，表面活性剂0.3份，水性分散剂0.3份，防腐剂0.5份；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂，水溶性食品级色素为姜黄色素，防腐剂为苯氧乙醇，润滑剂中医用凡士林1.5份、羊毛脂1.5份；保湿剂中山梨糖醇3份、甘油5份；保水剂为羧甲基纤维素醚；表面活性剂可以为十二烷基硫酸钠。聚乙烯醇的的平均聚合度为2000，醇解度为99%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：将密封的聚苯乙烯发泡剂定量装入真空蒸汽发生器中，设定温度90-95℃，压力为-0.1Mpa，将聚苯乙烯发泡剂进行真空发泡得到聚苯乙烯超轻微球，备用；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，设定温度90-98℃，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入表面活性剂，混合均匀；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入保湿剂、水性分散剂用球磨机反复混合均匀；
（4）超轻粘土前驱体制备：将聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、润滑剂、保水剂和防腐剂充分混合均匀；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入新型钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土。
实施例12
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份份计的以下原料：水68份；聚乙烯醇9份，实施例4的钛酸酯螯合剂0.2份，水溶性食品级色素2份，聚苯乙烯发泡剂11份，润滑剂2份，保湿剂6份，保水剂2.5份，表面活性剂0.2份，水性分散剂0.2份，防腐剂0.2份；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂，水溶性食品级色素为紫胶红，防腐剂为苯氧乙醇，润滑剂为羊毛脂，保湿剂为甘油，保水剂为羧甲基纤维素醚，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，聚乙烯醇的的平均聚合度为2600，醇解度为89%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法如实施例11所述。
实施例13
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份份计的以下原料：水62份；聚乙烯醇9份，实施例5的钛酸酯螯合剂0.2份，水溶性食品级色素3份，聚苯乙烯发泡剂14份，润滑剂1.5份，保湿剂3.5份，保水剂3份，表面活性剂0.2份，水性分散剂0.3份，防腐剂0.3份；水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂，水溶性食品级色素为柠檬黄；防腐剂为苯氧乙醇，润滑剂为医用凡士林，保湿剂为甘油，保水剂为羧甲基纤维素醚，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，聚乙烯醇的的平均聚合度为2100，醇解度为99%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法如实施例11所述。
实施例14
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，包括按重量份份计的以下原料：水70份；聚乙烯醇6份，实施例6的钛酸酯螯合剂0.3份，水溶性食品级色素1份，聚苯乙烯发泡剂10份，润滑剂2份，保湿剂4份，保水剂4份，表面活性剂0.1份，水性分散剂0.2份，防腐剂0.2份，水性分散剂为德谦W—18水性润湿分散剂，水溶性食品级色素为姜黄色素，防腐剂为苯氧乙醇。润滑剂为医用凡士林0.5份、羊毛脂1.5份，保湿剂为山梨糖醇3份、甘油1份，保水剂为羧甲基纤维素醚，表面活性剂为十二烷基硫酸钠，聚乙烯醇的的平均聚合度为3000，醇解度为85%。
环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法如实施例11所述。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，应当指出，对于本领域的及任何熟悉本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，及作出的若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：包括按重量份计的以下原料：水60-75份；聚乙烯醇5-15份，聚乙烯醇的平均聚合度大于等于2000；钛酸酯螯合剂0.1-0.3份，水溶性食品级色素1-3份，微球发泡剂8-15份，润滑剂1-3份，保湿剂3-8份，保水剂1-5份，表面活性剂0.1-0.3份，水性分散剂0.1-0.3份；钛酸酯螯合剂包括按重量份的以下原料制备而成，20-30份Tyzor371、10-20份Tyzor212、8-12份聚丙烯酰胺、15-25份六偏磷酸钠。
2.根据权利要求1所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：钛酸酯螯合剂包括按重量份的以下原料制备而成，25份Tyzor371、15份Tyzor212、10份聚丙烯酰胺、20份六偏磷酸钠。
3.根据权利要求1所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：钛酸酯螯合剂的制备方法，将20-30份Tyzor371、10-20份Tyzor212、8-12份聚丙烯酰胺、15-25份六偏磷酸钠，加入25-34份的水中，在90-95℃下，搅拌，反应成凝胶状，得到凝胶状物质，即为钛酸酯螯合剂。
4.根据权利要求1所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：还包括防腐剂0.2-0.5份。
5.根据权利要求4所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：防腐剂为苯氧乙醇；微球发泡剂为聚苯乙烯发泡剂或丙烯酸聚合微球。
6.根据权利要求1所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：聚乙烯醇的平均聚合度为2400，醇解度为99%。
7.根据权利要求1所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土，其特征在于：润滑剂为医用凡士林或羊毛脂中的至少一种；保湿剂为山梨糖醇或甘油中的至少一种；保水剂为羧甲基纤维素醚；表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
（1）聚苯乙烯超轻微球制备：通过真空蒸汽发泡技术将微球发泡剂发泡得到聚苯乙烯超轻微球；
（2）聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到去离子水中，加热搅拌至胶水完全溶解，然后加入表面活性剂，混合均匀；
（3）食品色素制备：将水溶性食品级色素加入到水中，同时加入保湿剂、水性分散剂用球磨机反复混合均匀；
（4）超轻粘土前驱体制备：将聚乙烯醇胶水加入到搅拌分散机中，开启搅拌，然后加入聚苯乙烯超轻微球、食品色素、润滑剂和保水剂充分混合均匀；如果存在防腐剂，防腐剂和保水剂一起加入混合；
（5）环保无硼超轻粘土制备：向超轻粘土前驱体中加入钛酸酯螯合剂搅拌使其充分螯合交联制得环保无硼高分子聚乙烯醇基超轻粘土。
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