【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超轻粘土的生产加工制作领域，具体涉及一种环保无硼超轻粘土及其制备方法。
技术介绍
1、超轻粘土主要是运用高分子材料与交联剂、发泡剂、水等混合，发生交联反应，同时发泡胀大制成。超轻粘土相比于传统粘土优势在于，膨胀体积较大，比重很小，干燥速度快，做出来的作品干燥后极轻且不容易碎。
2、传统的超轻粘土使用硼酸或硼砂作为交联剂，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，并改善初粘特性，以制备出拉伸性能优异、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。
3、目前市面上的不含硼超轻粘土，以无机材料、山梨糖醇等代替传统的硼砂或硼酸作为交联剂，以物理键维持体系，使聚乙烯醇分子间的作用力较弱，导致超轻粘土存在黏手、拉伸性能弱、强度低、干燥后易开裂、塑性差等问题。
4、因此，研发一种无毒、环保，且成团稳定性好的超轻粘土，是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种环保无硼超轻粘土及其制备方法，配方合理，成份稳定，制备出的环保无硼超轻粘土塑形效果好，可重复使用，便于长久保存，无毒无气味，环保无污染，能够解决传统超轻粘土有毒有害、性能不好的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种环保无硼超轻粘土，按照重量份计，包括以下原料：去离子水65-75份，聚乙烯
4、优选地，所述聚乙烯醇聚合度为1500～2000，醇解度为85％～90％。
5、进一步优选地，所述聚乙烯醇聚合度为1700，醇解度为85％～89％。申请人发现所加入聚乙烯醇会对超轻粘土的粘性产生重要作用，本申请选用特定聚合度和醇解度的聚乙烯醇可以赋予超轻粘土适宜的粘性，不仅使超轻粘土的可塑性优异，而且不易出现粘手的问题。甘油的添加可以使制备的超轻粘土具有柔软和较好的拉伸性。申请人发现甘油的添加量也会影响超轻粘土的性能。甘油添加量较多时，会削弱聚乙烯醇分子间的作用力。甘油是小分子微粒，能够渗入聚乙烯醇分子内部，聚乙烯醇分子链上的羟基易与甘油的羟基结合生成新的氢键，进而使聚乙烯醇分子间强的氢键相互作用力降低，使超轻粘土的拉伸强度降低。
6、优选地，所述防腐剂为尼泊金丁酯。
7、优选地，所述功能型交联剂溶液由质量比为1:18～1:20的功能型交联剂和去离子水配制而成。控制功能型交联剂溶液的浓度在后续制备过程中可以较好地控制功能型交联剂溶液的添加速度，进一步控制超轻粘土制备过程中的捏合时间。
8、优选地，所述功能型交联剂，包括重量份的以下原料：氯化钙3-5份、三羟甲基三聚氰胺6-10份、甘油5-8份，去离子水45-60份。
9、申请人发现为了使制备出的环保无硼超轻粘土拉伸性能较好必须要控制功能型交联剂的合成过程中原料的添加量。本申请通过控制功能型交联剂中三羟甲基三聚氰胺的添加量，使制备出的环保无硼超轻粘土具有较好的拉伸性能，可能的原因在于三羟甲基三聚氰胺具有刚性环，含有许多氢键给体和氢键受体，可以与聚合物形成氢键交联网络结构，增强抗拉强度。严格控制三羟甲基三聚氰胺添加量，使它能以氢键形式分散在聚乙烯醇中，形成空间网状结构最大化，拉伸强度最大。
10、申请人意外发现在功能型交联剂制备过程中加入氯化钙能够对聚乙烯醇的交联起到增强的作用，使制备的超轻粘土拉伸强度有所增强，但需要对其加入量进行严格调控，当氯化钙添加量过多，聚乙烯醇不易发生交联，破坏微观结构，降低超轻粘土的拉伸强度。
11、优选地，所述功能型交联剂的制备方法，具体包括以下步骤：将氯化钙、三羟甲基三聚氰胺、甘油和去离子水配制成的水溶液加入三口烧瓶中，水浴，搅拌，使单体充分溶解，保温反应，获得功能型交联剂。
12、优选地，所述步骤中，所述水浴温度为75～85℃，保温反应时长为4～6h。
13、进一步优选地，所述水浴温度为80℃，保温反应时长为5h。控制水浴温度和反应时长可使三羟甲基三聚氰胺充分溶解，制备出效果较好的功能型交联剂。
14、优选地，所述防腐剂为尼泊金丁酯。
15、优选地，所述膨胀微球的直径为10～15μm。粒径小的膨胀微球其比表面积更大，吸附能力强、分散性好。添加膨胀微球可以增加超轻粘土体积，降低密度；使粘土易成型，弹性佳，有良好的可塑性；且不粘手，易挤压；干后不易收缩，贮存稳定性好，使用时间长。
16、本专利技术进一步提供了一种上述的环保无硼超轻粘土的制备方法，包括如下步骤：
17、(1)聚乙烯醇胶水制备：将聚乙烯醇加入到水中，加热溶解，至溶液澄清透明后冷却，加入甘油，搅拌均匀得到聚乙烯醇胶水；
18、(2)聚乙烯醇原胶制备：缓慢向步骤(1)得到的聚乙烯醇胶水中加入功能型交联剂溶液，捏合，最后加入防腐剂，搅拌均匀，得到聚乙烯醇原胶；
19、(3)环保无硼超轻粘土制备：将所述步骤(2)得到的聚乙烯醇原胶与膨胀微球混合，捏合，得到所述环保无硼超轻粘土。
20、优选地，所述步骤(1)中加热温度80～90℃。控制加热时间能让聚乙烯醇较好的溶解在水中。
21、优选地，所述步骤(2)中加入功能型交联剂溶液时不停捏合，使制备环保无硼超轻粘土的原料混合均匀，性能更好。
22、本专利技术具有如下有益效果：
23、1、本专利技术采用的原材料安全无毒，无毒无气味，制备出的环保无硼超轻粘土性能较好且环保无污染。
24、2、本专利技术通过合成一种功能型交联剂，并且控制其与聚乙烯醇、膨胀微球的添加量，使制备出的环保超轻粘土密度低、不粘手、拉伸性能强、塑型效果好且便于长久保存。
25、3、本专利技术配方合理，成份稳定，生产工艺简单，制备出的环保超轻粘土可重复使用，也可以放干后将作品长期保存。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种环保无硼超轻粘土，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：去离子水65-75份，聚乙烯醇8-16份，甘油5-13份，功能型交联剂溶液20-35份，膨胀微球10-20份，防腐剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于：所述聚乙烯醇聚合度为1500～2000，醇解度为85％～90％。
3.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于，所述功能型交联剂溶液由质量比为1:18～1:20的功能型交联剂和去离子水配制而成。
4.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于，所述功能型交联剂包括重量份的以下原料：氯化钙3-5份、三羟甲基三聚氰胺6-10份、甘油5-8份，去离子水45-60份。
5.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于，所述功能型交联剂的制备步骤如下：将氯化钙、三羟甲基三聚氰胺、甘油和去离子水配制成的水溶液加入三口烧瓶中，水浴，搅拌，保温反应，获得功能型交联剂。
6.根据权利要求5所述所述功能型交联剂的制备步骤，其特征在于，所述水浴温度为75～85℃，保温反应时长为4～
7.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于：所述防腐剂为尼泊金丁酯。
8.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于：所述膨胀微球的直径为10～15μm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的环保无硼超轻粘土的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中加热温度80～90℃。
...【技术特征摘要】
1.一种环保无硼超轻粘土，其特征在于，按照重量份计，包括以下原料：去离子水65-75份，聚乙烯醇8-16份，甘油5-13份，功能型交联剂溶液20-35份，膨胀微球10-20份，防腐剂0.1-0.3份。
2.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于：所述聚乙烯醇聚合度为1500～2000，醇解度为85％～90％。
3.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于，所述功能型交联剂溶液由质量比为1:18～1:20的功能型交联剂和去离子水配制而成。
4.根据权利要求1所述环保无硼超轻粘土，其特征在于，所述功能型交联剂包括重量份的以下原料：氯化钙3-5份、三羟甲基三聚氰胺6-10份、甘油5-8份，去离子水45-60份。
5.根据权利要求1所述环保...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊运章，
申请(专利权)人：东莞市上景电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。