TWI471380B - 用於手工藝品的熱固性橡膠陶土 - Google Patents

Description

用於手工藝品的熱固性橡膠陶土

本發明係關於用於手工藝品的橡膠陶土(rubber clay)。更特定言之，本發明係關於使用無機化合物的用於手工藝品的熱固性橡膠陶土，該橡膠陶土沒有粘性並因此不會污染雙手、由於由該橡膠陶土製成的手工藝品即使長時間放置也不會硬化從而可再利用，且能使固化的手工藝品應用於玩具。

眾所周知的用於手工藝品的橡膠陶土(稱為橡膠陶土)通常製備用於使兒童能簡單地製作手工藝品，該橡膠陶土作為油性橡膠陶土、水性橡膠陶土等製備並出售。

由油性橡膠陶土制得的手工藝品在保存時可保持原始形狀，但不利地是，兒童無法使用油性橡膠陶土簡單地製作手工藝品。

此外，水性橡膠陶土容易揉捏且因此便於在兒童玩耍中使用，但水性橡膠陶土具有如下缺陷：由於高含濕量導致的在製備程序中過粘、乾燥時收縮並變形，且難以長時間保存。

此外，由油性橡膠陶土和水性橡膠陶土制得的手工藝品由於水分的蒸發而容易硬化且令人遺憾地無法再利用。當將 由油性橡膠陶土或水性橡膠陶土制得的手工藝品在爐中乾燥以永久保存時，該等手工藝品迅速固化但不利地碎裂。

因此，本發明是鑒於上述問題而做出的且本發明的一個目的是提供一種用於手工藝品的熱固性橡膠陶土，其中當含有鉑固化劑的橡膠陶土在爐中乾燥時，所形成的手工藝品固化且同時變得有彈性並因此所形成的手工藝品適於在玩具中使用。

本發明的另一目的是提供一種熱固性橡膠陶土，該熱固性橡膠陶土在製造程序中沒有粘性--因為該熱固性橡膠陶土使用一種具有高透明度的矽氧樹脂和防結塊劑--且即使在工藝品(製品)形成後放置很長時間也不硬化。

本發明的再一目的是提供一種用於手工藝品的熱固性橡膠陶土，該熱固性橡膠陶土包括作為主要成分的抗菌劑並從而可防止細菌繁殖。

本發明的一個態樣提供了一種包含無機化合物的用於手工藝品的橡膠陶土，包括：60至80重量%的凝膠型矽氧樹 脂，基於橡膠陶土總重量計，其中該凝膠型矽氧樹脂由矽氧烷、聚矽氧烷、二甲基-、甲基乙烯基-，以及乙烯基封端的物質的混合物組成；15至35重量%的塑性調節劑，基於橡膠陶土總重量計，其中該塑性調節劑含有粉末型二氧化矽以控制硬度；1至5重量%的油性防結塊劑，基於橡膠陶土總重量計，其中該油性防結塊劑含有聚二甲基矽氧烷以防止結塊；0.1至1重量%的抗菌劑以防止細菌繁殖；及0.65至5重量%的鉑固化劑，基於橡膠陶土總重量計。

該鉑固化劑可包括：0.15至1.5%的鉑催化劑，基於橡膠陶土總重量計；及0.5至3.5%的交聯劑，基於橡膠陶土總重量計。

該鉑催化劑可由下式表示：

由前述明顯可知，含有根據本發明混合物的熱固性橡膠陶土在爐中乾燥程序中固化並變得有彈性(因為該熱固性橡膠陶土含有鉑固化劑)，因此對提供適用於玩具的手工藝品發揮有效作用。

同時，根據本發明的熱固性橡膠陶土在製造手工藝品的程序中沒有粘性(因為該熱固性橡膠陶土使用具有高透明度的矽氧樹脂和防結塊劑)，且該熱固性橡膠陶土即使在手工藝品(製品)形成後放置很長時間也不硬化。

此外，該用於手工藝品的熱固性橡膠陶土包括作為主要成分的抗菌劑並因此可防止細菌繁殖。

在下文中，將詳細描述本發明的優選實施例和各組分的物理特性。提供優選實施例僅用於詳細描述從而使本發明所屬領域的一般技藝人士能容易地實現該等實施例。然而，本發明可以多種不同變型的形式實施且本發明不限於本文記載的實施例和附圖。

根據本發明的熱固性橡膠陶土包括矽氧樹脂、塑性調節劑、防結塊劑、抗菌劑和鉑固化劑。更優選地，該熱固性橡膠陶土包含60至80重量份矽氧樹脂、15至35重量份塑性調節劑、1至5重量份防結塊劑、0.1至1重量份抗菌劑以及0.65至5重量份鉑固化劑，基於橡膠陶土總重量計。

相對於橡膠陶土總重量計，以60至80重量份的量提供矽氧樹脂，且矽氧樹脂包括矽氧烷和聚矽氧烷，以二甲基-、甲基乙烯基-、乙烯基封端。含有該等組分的矽氧樹脂用於保 持橡膠陶土的形狀。

在一個實施例中，該矽氧樹脂使用CAS號68083-18-1，即二甲基-、甲基乙烯基-，和乙烯基封端的矽氧烷和聚矽氧烷。

為促進成型並保持形狀，此種矽氧樹脂的存在量優選為60至80重量份--相對於橡膠陶土總重量計--。當該矽氧樹脂的加入量超過80重量份或更多--相對於橡膠陶土總重量計--時，容易成型，但所形成的製品在放置時易於變形。

相對於橡膠陶土總重量計以15至35重量份的量提供塑性調節劑，且塑性調節劑包含粉末狀二氧化矽。用於手工藝品的橡膠陶土中含有的塑性調節劑用於決定橡膠陶土的可塑性(硬度)。

在該情況下，該塑性調節劑作為二氧化矽細微性為5至50,000毫微米的粉末存在且該塑性調節劑使用CAS號7631-86-9二氧化矽。

此外，該塑性調節劑選自細微性為5至20毫微米的熱解法二氧化矽、細微性為20至2,000毫微米的沉澱二氧化矽、細微性為2,000至50,000毫微米的矽藻土及上述物質之結合物。

熱解法二氧化矽由於相當高的透明度能有利地清晰地呈 現各種顏色，沉澱二氧化矽由於相對高的透明度可清晰地呈現顏色。

此外，矽藻土是淺灰色或米色並因此矽藻土不適於鮮明色彩的顯現，但適於深色的顯現。

相對於橡膠陶土總重量計以1至5重量份的量提供防結塊劑，且防結塊劑包含聚二甲基矽氧烷，當防結塊劑包含在用於手工藝品的橡膠陶土中時，防結塊劑用於防止橡膠陶土的硬化。

防結塊劑是透明油且防結塊劑是CAS號63148-62-9聚二甲基矽氧烷。

此種防結塊劑延遲橡膠陶土隨時間的固化和硬化，並且此種防結塊劑用作橡膠陶土的軟化劑。

此外，含有聚二甲基矽氧烷的防結塊劑廣泛地用於化妝品等且防止橡膠陶土硬化，並且該防結塊劑賦予橡膠陶土表面以光澤和光彩。

相對於橡膠陶土總重量計，以0.1至1重量份的量提供抗菌劑，抗菌劑用於防止橡膠陶土中的細菌繁殖。只要能賦予用於手工藝品的橡膠陶土以抗菌性能，可以使用任何如液體或粉末之抗菌劑。含有抗菌劑的用於手工藝品的橡膠陶土可在製備完成後抑制細菌繁殖，並該橡膠陶土防止玩耍由用於手工藝品的橡膠陶土制得的玩具的使用者的細菌感染。

鉑固化劑的存在量為0.65至5重量份，基於橡膠陶土總重量計，當在爐中乾燥時，鉑固化劑用於固化由橡膠陶土制得的工藝品且賦予該工藝品彈性。因此，當完全乾燥時具有彈性的工藝品適用於玩具。

當鉑固化劑的存在量少於0.65重量份時，用於手工藝品的橡膠陶土不易硬化，且由於由橡膠陶土制得的工藝品在外力下可能變形，因此很難長時間對由橡膠陶土制得的工藝品進行保存，當鉑固化劑含量超過5重量份，固化時間過短且陶土在生產工藝品的程序中硬化。

該鉑固化劑含有0.15至1.5重量份鉑催化劑以及0.5至3.5重量份交聯劑，基於橡膠陶土總重量計。鉑催化劑優選為具有圖1所示結構的化合物，並且鉑催化劑固化乙烯基封端的有機乙烯基聚矽氧烷和其中氫原子直接連接於矽原子的有機氫聚矽氧烷。

構成本發明鉑固化劑的鉑催化劑是二甲基-、甲基乙烯基-，和乙烯基封端的矽氧烷和聚矽氧烷，與2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷的鉑酸鹽(2-)、六氯-、(OC-6-11)-二氫的反應產物，上述物質之混合物。構成鉑固化劑的交聯劑是二甲基-、甲基乙烯基，和乙烯基封端的矽氧烷和聚矽氧烷，與二氧化矽的二甲基、mMe氫、二氯二甲基矽烷的反應產物、1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)三酮、1,3,5-三-2-丙烯基、1-乙炔基環己醇等、上述物質之混合物。

同樣，用於手工藝品的橡膠陶土還可包括顏料或磷光劑。

該顏料含有作為主要成分的有機化合物，將顏色賦予具有高透明度的矽氧樹脂組合物，並且該顏料以相對於橡膠陶土總重量計1至3重量份混合。

亦即，藉由僅混合矽氧樹脂、塑性調節劑、防結塊劑、抗菌劑和鉑固化劑而製備的橡膠陶土是透明的，且藉由將該等成分與呈現紅色、綠色、藍色等的有色顏料混合而製備的橡膠陶土呈現多種顏色。

此外，相對於橡膠陶土總重量計，以1至10重量份的量提供構成第二種組合物的磷光劑。亦即，當鋁細微性為3至10,000毫微米的磷光劑進一步與橡膠陶土組合物混合時，可以製備自動積聚光能並在黑暗中發光的發光工藝品。

在該實施例中，使用基於鋁的磷光劑，但也可使用多種其他磷光劑。

接下來，使用該組合物製備用於手工藝品的橡膠陶土的方法以及橡膠陶土的物理特性將參考圖2描述。

實例1

將68重量份的矽氧樹脂、27重量份的塑性調節劑、3重量份防結塊劑、1重量份抗菌劑和1重量份鉑固化劑混合 並揉捏以製備用於手工藝品的橡膠陶土。

對比實例1

將82重量份的矽氧樹脂、13重量份的塑性調節劑、3重量份防結塊劑、1重量份抗菌劑和1重量份鉑固化劑混合並揉捏以製備用於手工藝品的橡膠陶土。

對比實例2

將38重量份的矽氧樹脂、57重量份的塑性調節劑、3重量份防結塊劑、1重量份抗菌劑和1重量份鉑固化劑混合並揉捏以製備用於手工藝品的橡膠陶土。

測定實例1和對比實例1和2中製備的用於工藝品的橡膠陶土可塑性隨時間的變化(單位：1/100 mm)，結果示於下表1中。

塑性儀是用於測定可塑性的設備，在該測定中將樣品置於兩個平行架之間，向樣品施加預定的荷載，並使用千分錶讀出時間和厚度的變化。

1)標準：ASTMD-926

2)類型：Williams型

3)標準條件：加壓負荷：5 Kg，受壓面積：直徑60 mm，直讀式厚度計：量程15 mm或更大，體重：約10 Kg

4)樣品製備：樣品厚度：10 mm，圓柱直徑：16 mm

5)測試方法：a.將千分錶調為0。

b.等待測試器環境溫度穩定。

c.將樣品快速加至兩平行架之間。

d.測試時間過後讀表。

由上表1可見，實例1製備的用於手工藝品的橡膠陶土即使在室溫下長時間放置也根本不硬化，且由於適當的可塑性，由該橡膠陶土制得的工藝品不易於變形，因此工藝品的成型簡單且可以長時間保存。

另一方面，對比實例1中製備的用於手工藝品的橡膠陶土即使在室溫下長時間放置也根本不硬化，且由於過低的可塑性，由該橡膠陶土制得的工藝品發生變形。由對比實例2製備的橡膠陶土制得的產品無法得到且發生破碎。為此，無法生產工藝品。

測定實例1製備的用於工藝品的橡膠陶土和其他公司產品的可塑性隨時間的變化(單位：1/100 mm)，結果示於下表2中。

由上表2可見，根據本發明的用於手工藝品的橡膠陶土即使放置很長時間，該橡膠陶土之可塑性也沒有表現出很大變化，因此總是適用於工藝品。另一方面，A公司產品的可塑性隨時間增大，產品嚴重硬化，該產品之表面在一天或更長時間後破碎，因此無法形成工藝品。B公司產品由於高可塑性而隨時間硬化並且B公司產品在一天或更長時間後具有似海綿狀的硬化表面，因此無法形成工藝品。此外，C公司產品由於高的初始可塑性導致兒童很難製造成工藝品。

實例2

將68重量份的矽氧樹脂、27重量份的塑性調節劑、3重量份防結塊劑、1重量份抗菌劑和鉑固化劑(0.5重量份圖1所示的鉑催化劑和2重量份交聯劑)揉捏以製備用於手工藝品的橡膠陶土，且將該橡膠陶土在爐中在200℃的溫度下加熱10分鐘。

對比實例3

以與實例2相同的方式製備用於手工藝品的橡膠陶土，除了將藉由混合0.1重量份圖1所示的鉑催化劑和0.5重量份1-乙基環己醇而制得的橡膠陶土進行加熱。

對比實例4

以與實例2相同的方式製備用於手工藝品的橡膠陶土，除了將藉由混合1.7重量份圖1所示的鉑催化劑和4重量份1-乙基環己醇而制得的橡膠陶土進行加熱。

決定在實例2和對比實例3至4中加熱的用於工藝品的橡膠陶土的狀態，結果示於下表3中：

由上表3可見，本發明實例3使用的鉑固化劑由鉑催化劑和交聯劑以適當比例組成，可促進用於手工藝品的橡膠陶土的固化，當由橡膠陶土制得的工藝品在爐中加熱時，該鉑固化劑可賦予用於手工藝品的橡膠陶土以彈性，可用於玩具並提供可永久保存的用於手工藝品的橡膠陶土。

工業實用性

本發明提供了一種用於手工藝品的橡膠陶土，該橡膠陶土使用矽氧樹脂作為主要成分並因此沒有粘性，由橡膠陶土制得的工藝品即使長時間放置也不會硬化並因此可再利用，因此廣泛用於工藝品用橡膠陶土領域。

儘管為了示例說明的目的揭示本發明的優選實施例，但本領域技藝人士應理解，在不背離如所附請求項所揭示的本 發明的範圍和主旨的前提下，各種改進、增加和替代是可能的。

本發明上述和其他目的、特徵和其他優勢將由以下詳細描述結合附圖而更清楚地理解，該附圖中：圖1圖示本發明使用的鉑催化劑的結構。

Claims (2)

1. 一種含有一無機化合物的用於手工藝品的橡膠陶土，其包括：60至80重量%的一凝膠型矽氧樹脂，基於該橡膠用陶土總重量計，其中該凝膠型矽氧樹脂由二甲基-、甲基乙烯基-，和乙烯基封端的矽氧烷和聚矽氧烷的一混合物組成；15至35重量%的一塑性調節劑，基於該橡膠陶土總重量計，其中該塑性調節劑含有粉末型二氧化矽以控制硬度；1至5重量%的一油性防結塊劑，基於該橡膠陶土總重量計，其中該油性防結塊劑含有聚二甲基矽氧烷以防止結塊；0.1至1重量%的一抗菌劑以防止細菌繁殖；及0.65至5重量%的一鉑固化劑，基於該橡膠陶土總重量計，其中該鉑固化劑包括：0.15至1.5%的一鉑催化劑，基於該陶土總重量計；及0.5至3.5%的一交聯劑，基於該橡膠陶土總重量計。
2. 如請求項1所述的橡膠陶土，其中該鉑催化劑由下式表示：