一种史莱姆玩具促进液及其用途的制作方法

1.本发明涉及凝胶制备技术领域，具体而言，涉及一种用于diy制备史莱姆玩具的史莱姆玩具促进液及其用途。


背景技术：

2.史莱姆，取其英文“slime”的谐音，意指粘液、黏土、软泥。后来史莱姆变成了电子游戏与奇幻小说中经常出现的虚构生物，如其名特征是流动的粘稠液体，到半固体的果冻状，而且具有弹性能蹦跳移动，又叫“戳戳泥”。
3.史莱姆玩具可以买现成的，也可以买材料进行diy制作，diy自制史莱姆玩具更能给给儿童带来新奇感和愉悦的直接感观享受，有利于智力和创造力的开发。
4.目前市面上diy制作史莱姆玩具的主要原材料有胶水、粘土、硼砂、色料，制作时需将粘土放入容器里，加入热水、胶水和硼砂水，搅拌成泥状，等水干了后可做成史莱姆，但由于制作过程中需要准备多种原料，并需调配各种原料的比例，还需加热，制备过程较繁琐，制得的史莱姆不够柔软，手感不佳，而且直接接触硼砂水和热水，其中硼砂的添加量超过欧盟玩具安全标准，使儿童在diy操作过程中存在安全隐患。
5.欧盟玩具安全标准en71-3：2013 a2：2017明确规定了硼元素含量需在300ppm以下，通过换算，硼砂的含量应控制在2600ppm，也就是0.26％以下，为确保安全，需尽量控制硼砂含量在0.2％以下。
6.cn108948615a公开了一种益智diy无毒水晶泥及其制备方法，先利用保湿剂、聚乙烯醇、增稠剂、悬浮助剂混合加热搅拌制成pva溶液，再加入防腐剂、交联剂、ph调节剂、色浆、添加剂搅拌制得水晶泥。diy制作的过程更加繁琐和复杂，而且同样需要调配各种原材料的比例关系，并需边搅拌边升温至100℃，虽然采用硼砂盐代替硼砂，照样含有硼元素，无法满足国际标准对硼元素含量的要求，不适合于儿童进行diy操作。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术的不足，提供了一种简单、方便、实用的史莱姆玩具促进液，所述促进液配方简单，制作过程简便，硼砂含量非常低，并可长期保存；使用该促进液加在生活中常用的白胶或透明胶中，即可diy制得一种气泡细腻浓密、手感特别、触变性好、回弹时间短、敞开摆放不会轻易变干变硬、更加柔软顺滑、更具可玩性的史莱姆玩具，同时也更适于儿童进行diy操作来制备史莱姆玩具。
8.本研究小组为了实现儿童更安全方便地进行diy操作来制备史莱姆玩具，经过大量的实验，研发了史莱姆玩具促进液，该促进液加在生活中常用的白胶或透明胶中，即可diy制得史莱姆玩具。但是大量研究证明，硼砂的存在，可使制得的史莱姆玩具备良好的手感，且保证不会粘手，因此为了保证制得的史莱姆玩具促进液的质量，并提高其安全性，只能通过加入其他试剂来尽可能地降低硼砂的用量。
9.本研究小组惊喜地发现，当史莱姆玩具促进液中采用有机钛螯合物和硼砂共同作
为交联剂时，不仅能降低硼砂的含量至0.1％以下，使安全性更高，而且制得的史莱姆玩具触变性非常好，内含有大量细腻浓密的气泡，因气泡均匀而密集排布，使外观看上去呈白色，手感非常特别，捏上去有种捏泡泡的感觉，更加柔软顺滑，向下按能迅速回弹，而且敞开室外摆放不会轻易变干变硬，可玩性更强，是很好的减压玩具，市场前景可期。
10.一方面，本发明提供了一种史莱姆玩具促进液，由保湿剂、交联剂、ph调节剂、防腐剂和水组成，其中所述交联剂为有机钛螯合物和硼砂的混合物，所述有机钛螯合物为有机钛三乙醇胺螯合物、有机钛乙酰丙酮螯合物、有机钛乳酸螯合物中的一种或多种。
11.本发明所述的有机钛螯合物，为金属阳离子与含有两个或两个以上配位原子的多配合体络合而成的具有环状结构的配位化合物。
12.有机钛三乙醇胺螯合物，又称二(三乙醇胺)钛酸二异丙酯，其结构式如式ⅰ所示。
[0013][0014]
有机钛乙酰丙酮螯合物，又称二(乙酰丙酮基)钛酸二异丙酯，其结构式如式ⅱ所示。
[0015][0016]
有机钛乳酸螯合物，又称二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛，其结构式如式ⅲ所示。
[0017][0018]
进一步地，所述有机钛螯合物为有机钛乳酸螯合物，所述有机钛乳酸螯合物为二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛。
[0019]
虽然采用有机钛三乙醇胺螯合物、有机钛乙酰丙酮螯合物、有机钛乳酸螯合物都可制得史莱姆玩具促进液，但实验证明有机钛三乙醇胺螯合物制得的史莱姆容易产生条状聚合物，难以融为一体，如果使用有机钛乙酰丙酮螯合物，制得的史莱姆会有粘手的现象，因此最优选为有机钛乳酸螯合物，制得的史莱姆触变性更好，内部的气泡更具均匀浓密，可玩性更强，柔韧性也更强，手感更好。
[0020]
进一步地，所述交联剂的含量为5-12％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为60：1～130：1。
[0021]
本发明的交联剂中，由于有机钛乳酸螯合物的加入，大幅降低了硼砂的用量，因此即使交联剂总量提升，硼砂的用量仍能保证在安全范围内使用。
[0022]
进一步地，所述交联剂的含量为10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1。
[0023]
进一步地，所述保湿剂为选自甘油，1，3-丁二醇，山梨醇，小分子聚乙二醇中的一种或多种。
[0024]
进一步地，所述ph调节剂为选自碳酸氢钠、三乙醇胺、碳酸钠、乙酸钠中的一种或多种。
[0025]
ph调节剂可以将促进液调至弱碱性，与弱酸性的透明胶或者白胶混合时，可diy制备出中性的史莱姆玩具，不会对皮肤产生损伤，更安全健康。
[0026]
进一步地，所述保湿剂为小分子聚乙二醇，ph调节剂乙酸钠，防腐剂为食品级防腐剂。
[0027]
进一步地，所述防腐剂可选自食品级防腐剂，如苯甲酸及其盐类、山梨酸及其盐类、对羟基苯甲酸的酯类等。
[0028]
进一步地，所述保湿剂含量为4％-6％；ph调节剂含量为1.5％-7％；防腐剂含量为0.02-0.06％，其余为去离子水。
[0029]
进一步地，所述保湿剂为小分子聚乙二醇，含量为5％；ph调节剂乙酸钠，含量为7％；防腐剂为0.05％的食品级防腐剂，其余为去离子水。
[0030]
进一步地，所述史莱姆玩具促进液还可加入增稠剂、色浆或香精。增稠剂可以帮助调节粘度，可选用丙烯酸树脂(卡波姆)等；色浆和香精分别用于调节颜色和气味。
[0031]
再一方面，本发明提供了一种混合物用于与白胶或透明胶混合制备史莱姆玩具的用途，所述混合物由保湿剂、交联剂、ph调节剂、防腐剂和去离子水组成，其中交联剂为有机钛螯合物和硼砂；保湿剂为选自甘油、1，3-丁二醇、山梨醇或小分子聚乙二醇中的一种或多种；ph调节剂为选自碳酸氢钠、三乙醇胺、碳酸钠、乙酸钠中的一种或多种；所述有机钛螯合物为有机钛三乙醇胺螯合物、有机钛乙酰丙酮螯合物、有机钛乳酸螯合物中的一种或多种。
[0032]
进一步地，所述保湿剂为小分子聚乙二醇，含量为5％；交联剂为有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物，含量为10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1；ph调节剂为乙酸钠，含量为7％；防腐剂为0.05％的食品级防腐剂，其余为去离子水。
[0033]
本发明提供的史莱姆玩具的促进液的制备方法为：将保湿剂、交联剂、ph调节剂、防腐剂加在去离子水中搅拌混合均匀即可。
[0034]
白胶或透明胶的主要成分为醋酸乙烯酯、乙烯醇、聚乙烯醇等。本发明提供的史莱姆玩具促进液可以与常用的各类白胶或透明胶直接搅拌即可制得史莱姆，方便快捷，并可通过促进液和白胶或透明胶之间的不同比例混合，得到不同手感的史莱姆，进一步丰富了游戏体验的趣味性和感官感受。
[0035]
本发明提供的史莱姆玩具促进液成本低、工艺简单，绿色安全(硼元素含量符合欧盟玩具标准)。将促进液加在生活中常用的白胶或透明胶中，即可制得史莱姆，并且制得的史莱姆不粘手，具有良好的弹性、触变性和拉伸效果，手感极佳。
[0036]
另外，本发明提供的史莱姆玩具促进液，在空气中敞开放置也能保证一年以上不变质，可随用随取，但成品史莱姆玩具若长时间敞开放置，会慢慢变干变硬，无法再使用。
[0037]
综上所述，本发明的有益效果为：
[0038]
1、硼砂含量低，绿色安全；
[0039]
2、制得的史莱姆含有细腻浓密且均匀的气泡，使手感特别，且更柔韧顺滑，触变性好；
[0040]
3、与不含有机钛乳酸螯合物相比，制得的史莱姆回弹时间更短，回弹能力更好，而且敞开摆放能维持更长时间不变干变硬；
[0041]
4、史莱姆玩具促进液可长期保存，随取随用；
[0042]
5、工艺简便、成本低。
附图说明
[0043]
图1为实施例1提供的回弹能力测试对比照片，包括图1-1、图1-2、图1-3
[0044]
图1-1为按下至出现明显凹陷对比照片
[0045]
图1-2为开始回弹恢复对比照片
[0046]
图1-3为完全恢复对比照片
具体实施方式
[0047]
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。本实施例中使用的试剂均为已知产品，通过购买市售产品获得。
[0048]
实施例1考察不同交联剂对制备史莱姆玩具促进液的影响
[0049]
本实施例分别采用以下三组配方制备史莱姆玩具促进液：
[0050]
第一组为：小分子聚乙二醇5％；硼砂0.2％；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0051]
第二组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物(购自广州市碧恒化工有限公司，型号tyzor 371)和硼砂的混合物10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0052]
第三组为：小分子聚乙二醇5％；n,n'-亚甲基双丙烯酰胺(购自济南太化化工，分析纯)和硼砂的混合物10％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0053]
三组配方制得的史莱姆玩具促进液与市售普通透明胶按质量比1：1混合均匀，并分别对制得的史莱姆玩具进行性能检测，其中回弹时间是指分别取20g史莱姆玩具，采用推力计往下按史莱姆玩具至推力计读数为5n，此时史莱姆玩具出现明显凹陷计为开始，记录开始至恢复原状所需时间，结果如表1所示。
[0054]
表1不同交联剂对制得的史莱姆玩具的影响
[0055]
[0056][0057]
由表1可以看出，当史莱姆促进液中加入有机钛螯合物后，明显提升了制得的史莱姆玩具的质量和性能。首先，通过检测史莱姆促进液与透明胶混合搅拌后变成史莱姆玩具所需的时间，第一组需要3-5min，第三组需要3-4min，而第二组由于含有有机钛螯合物，使所需时间缩短至1-2min，成型更快速，更适合孩子进行diy操作；其次，制得的史莱姆玩具同时敞开放置，第一组和第三组在5小时就明显变硬变干，不能再玩，而第二组由于含有有机钛螯合物，使变硬变干时间大幅延后，经历72小时后才开始变干，更增加了可玩性；然后分别用手指往下按制得的史莱姆玩具至出现明显凹陷开始，记录回弹时间，第二组回弹时间明显更短，仅需5秒，恢复原状能力更强。此外更特别的是制得的史莱姆玩具的性能：第一组和第二组制得的史莱姆玩具触变性较差，因此在搅拌过程中会排放掉部分气泡，导致获得的史莱姆玩具含少量不均匀气泡，手感不好，且易从指缝溢出；而第二组因为添加了有机钛螯合物，使触变性大幅提升，搅拌过程中产生大量浓密气泡而不会外排，最后获得的史莱姆玩具呈白色，含有浓密细腻的气泡，而且气泡分别均匀，手感非常好，捏起来有种特别的捏泡泡的感觉，可玩性和趣味性更佳。
[0058]
取其中第一组和第二组制得的史莱姆玩具进行回弹能力的测试，并拍摄照片如图1(包括图1-1，图1-2，图1-3)所示。其中图1-1为同时取一定量的史莱姆玩具，往中间按下至出现明显凹陷；图1-2为两组史莱姆玩具开始回弹恢复，其中第二组的回弹能力明显好于第一组更好；图1-3为两组史莱姆玩具最后的恢复情况，第二组已经完全复原，第一组则仍存在轻微凹陷，可见含有有机钛乳酸螯合物的史莱姆玩具促进液制得的史莱姆玩具，回弹能力更好，能迅速恢复原状。
[0059]
实施例2考察不同有机钛螯合物对制备史莱姆玩具促进液的影响
[0060]
本实施例分别采用以下三组配方制备史莱姆玩具促进液：
[0061]
第一组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛三乙醇胺螯合物(购自上海凯茵化工有限公司，型号te)和硼砂的混合物10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0062]
第二组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物(购自广州市碧恒化工有限公司，型号tyzor 371)和硼砂的混合物10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0063]
第三组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乙酰丙酮螯合物(购自天长市天辰化工助剂油料有限公司，型号tc-aa75)和硼砂的混合物10％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0064]
三组配方制得的史莱姆玩具促进液与市售普通透明胶按质量比1：1混合均匀，并分别对制得的史莱姆玩具进行性能检测，结果如表2所示。
[0065]
表2不同有机钛螯合物对制得的史莱姆玩具的影响
[0066][0067]
由表2可以看出，第一组由于采用有机钛三乙醇胺螯合物，导致制得的史莱姆玩具融合性不佳，可能会出现条状聚合物，影响了史莱姆玩具的质量，而且与白胶混合后变史莱姆所需时间延长到2-4min；第三组由于采用有机钛乙酰丙酮螯合物，偶尔会出现粘手现象，影响玩乐体验，也并不适合制作史莱姆玩具促进液，与白胶混合后变史莱姆所需时间延长到2-3min；第二组采用的有机钛乳酸螯合物最适合用于制备史莱姆玩具促进液，制得的史莱姆玩具可玩性和趣味性都得到大幅提升。
[0068]
实施例3考察有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的加量制备史莱姆玩具促进液的影响
[0069]
本实施例分别采用以下五组配方制备史莱姆玩具促进液(其中的有机钛乳酸螯合物购自广州市碧恒化工有限公司，型号tyzor 371)：
[0070]
第一组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物3％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0071]
第二组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物5％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0072]
第三组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物10％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0073]
第四组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物12％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0074]
第五组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物15％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0075]
三组配方制得的史莱姆玩具促进液与市售普通透明胶按质量比1：1混合均匀，并分别对制得的史莱姆玩具进行性能检测，结果如表3所示。
[0076]
表3有机钛螯合物含量对制得的史莱姆玩具的影响
[0077][0078]
由表3可以看出，第一组采用有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的含量为1％，导致制得的史莱姆玩具粘手现象明显，影响玩乐体验，而且与白胶混合后变史莱姆所需时间延长到2-3min，敞开放置变干时间缩短为60小时；第二组采用有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的含量为5％，导致制得的史莱姆玩具偶尔会出现粘手现象；第四组采用有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的含量为12％，导致制得的史莱姆玩具手感稍稍偏硬；第五组采用有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的含量为15％，导致制得的史莱姆玩具手感较硬，影响玩乐体验，而且与白胶混合后变史莱姆所需时间延长到2-3min；第三组采用有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的含量为10％时，制得的史莱姆玩具手感更柔软，而且不会出现粘手现象，可玩性和趣味性都得到大幅提升。因此本实施例选择有机钛乳酸螯合物和硼砂混合物的含量为5-12％，最优选为10％。
[0079]
实施例4考察有机钛乳酸螯合物和硼砂的不同配比对制备史莱姆玩具促进液的影响
[0080]
本实施例分别采用以下五组配方制备史莱姆玩具促进液(其中的有机钛乳酸螯合物购自广州市碧恒化工有限公司，型号tyzor 371)：
[0081]
第一组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为30：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0082]
第二组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物10％，其中有机钛乳酸螯合物与硼砂的质量比为60：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0083]
第三组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物10％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为110：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0084]
第四组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物10％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为130：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0085]
第五组为：小分子聚乙二醇5％；有机钛乳酸螯合物和硼砂的混合物10％，其中n,n'-亚甲基双丙烯酰胺与硼砂的质量比为150：1；乙酸钠7％；食品级防腐剂苯甲酸0.05％，其余为去离子水。
[0086]
五组配方制得的史莱姆玩具促进液与市售普通透明胶按质量比1：1混合均匀，并
分别对制得的史莱姆玩具进行性能检测，结果如表4所示。
[0087]
表4有机钛螯合物与硼砂的配比关系对制得的史莱姆玩具的影响
[0088][0089][0090]
由表4可以看出，第五组中采用有机钛乳酸螯合物与硼砂的比例为150：1，因有机钛乳酸螯合物比例过高，制得的史莱姆玩具容易出现粘手现象，严重影响玩乐体验；第四组中采用有机钛乳酸螯合物与硼砂的比例为130：1，制得的史莱姆玩具偶尔也会出现粘手现象；第一组至第三组制得的史莱姆玩具性能较好，但第一组中硼砂含量为0.3％，已达不到硼砂含量小于0.2％以内的要求，因此从安全方面考虑，因优选硼砂比例更低的组，因此本实施例优选有机钛乳酸螯合物与硼砂的比例为60：1-130：1，最优选为第三组的110：1(此时硼砂含量仅为0.09％)。
[0091]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。