一种兼具塑形及涂鸦的硅胶泥及其制备方法与流程

本发明属于有机硅，具体涉及一种兼具塑形及涂鸦的硅胶泥及其制备方法。

背景技术：

1、传统的可塑彩泥以碳酸钙等为原料，以液体石蜡为油性成分,与甘油等配制而成，可供幼儿、儿童使用；室温放置不会变干；而现在颇受儿童喜爱的石膏diy彩绘，采用的为普通石膏粉制作，表面容易刮擦并且不耐摔，仅具备涂鸦功能，不具备自主捏型功能。

2、市面上新型橡皮泥主要以碳酸钙等为原料，以液体石蜡为油性成分,与甘油等配制而成，可供幼儿、儿童及有关人员练习制作陶瓷工艺品等使用。特点：不含防腐剂，作为油性成分使用的是液体石蜡，无毒无臭，使用安全。室温下几乎不会蒸发干燥，故长期稳定性好。由于不固化的特征，该产品适合反复使用，因此孩子的手上的细菌会粘到橡皮泥上橡皮泥，使橡皮泥上的细菌会越来越多；并且由于不固化以及本身软性，无法进行表面涂鸦；而石膏diy彩绘，由使用者亲自动手，利用画笔和防水颜料，参照样品或图册，在储蓄罐、笔筒、烟灰缸、脸谱等各种造型的卡通石膏像白坯上进行彩绘；该成品容易刮破受损。更重要的是，目前市场上的石膏彩绘制品形状是固定的，不能由制作者亲自完成塑形，缺少了diy的乐趣。

3、cn117903550a公开了一种可涂画解压脆壳胶泥及其制备方法，所述胶泥组分按质量百分比计，包括胶粘剂15％-60％、保湿剂1％-15％、防粘剂0.1％-8％、防腐剂0.1％-8％以及余量水，所述防粘剂包括硅油、蜡、凡士林中的至少一种；所述脆壳组分按质量百分比计，包括成膜剂45％-95％、吸墨剂2％-50％及功能助剂0.2％-5％，所述吸墨剂包括气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、高岭土、硅藻土、膨润土、硅微粉、淀粉、氢氧化铝中的至少一种。cn111040901a公开了一种可以任意塑形的橡皮泥皂的配方及其制备工艺，橡皮泥皂的配方包括组分a和组分b，所述组分a包括橄榄油、乳木果油、棕榈油、椰子油、丙二醇、山梨糖醇、氢氧化钠和水，所述组分b包括塔塔粉、珍珠粉、淀粉和钛白粉，所述组分a和组分b的质量比为7:3。

4、现有技术中还没有公开一种胶泥可以作为可塑形橡皮泥，以及固化后作为石膏彩绘的胶泥，即同时能够满足优异的可塑性和稳定性，适合手工成型；以及能够方便快速固化成型作为彩绘、涂鸦的基体，保持很好的力学强度以及上色稳定性。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明采用特种硅烷改性聚醚制作一款适合diy胶泥，采用环保催化体系，符合儿童玩具行业规定。本发明提供的胶泥能稳定储存于铝塑密封包装中；挤出后如橡皮泥一样，有良好的可塑性和稳定性，适合手工成型；成型后在室温下能逐步固化成弹性体；也可以通过加入适量水加速固化。而硅烷改性聚醚固化后能在表面进行颜料涂布，因此该胶泥完全固化后可在表面进行diy涂鸦，力学性能好，颜色牢固。本发明结合市场上橡皮泥和石膏彩绘两大儿童玩具各自的优点，提出兼具橡皮泥和石膏彩绘功能的新型胶泥。

2、具体而言，本发明提出了以下技术方案：

3、一种兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，包括以下质量份的原料：10-20份二官能硅烷改性聚醚树脂，3-6份有机硅嵌段端硅烷聚醚，0.6-1份多官能度硅烷封端聚醚树脂，10-20份活性重质碳酸钙，1-5份增塑剂，60-90份活性填料，0.1-0.5份着色剂，1-5份触变剂，1-5份表面活性剂，3-8份偶联剂，1-3份除水剂，1-3份表面润滑剂。

4、所述二官能团硅烷改性聚醚树脂为瓦克聚醚改性树脂stp-e10，stp-e30，xt-50中的至少一种。

5、目前市场上主流硅烷改性聚醚树脂产品用的是日本钟渊化学工业公司的ms树脂，ms树脂种类比较齐全，性能也比较优异，但是树脂活性很低，三甲氧基改性的高活性树脂也必须用有机锡催化。如果用非锡体系催化表干和固化需要很久，可能需要1-2天才能固化。瓦克公司的改性硅烷聚合物stp由于氨基甲酸酯基诱导效应强，和硅烷氧基之间只间隔一个碳原子，使得stp系列树脂活性非常高，可以做到只用氨基硅烷偶联剂就能催化，无需使用有机锡催化剂，更加安全。但是stp系列树脂表面喷漆彩绘对涂料颜色的结合性不好，因此也不适合彩绘、涂鸦用的树脂载体；此外，固化后的产品强度也有待加强。但是，基于其优异的性能，本发明仍使用作为基础树脂载体，配合多官能度硅烷封端聚醚以及有机硅嵌段端硅烷聚醚，能够同时具有高的固化活性，以及表面对颜料结合能力强，固化后可以进行表面喷漆、彩绘，所得产品强度高，和颜料结合好，适合作为立体造型的涂鸦、彩绘儿童制品。

6、所述多官能度硅烷封端聚醚树脂是异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯在有机锡催化剂存在下反应得到。异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯用量满足异氰酸酯基和端羟基超支化聚酯中羟基数量比为1-1.2：1；有机锡选自二月桂酸二丁基锡、二新癸酸二甲基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种，优选地，有机锡加入量是异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯质量总和的0.1-0.5wt％。

7、进一步地，异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷选自异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷中得至少一种，所述端羟基超支化聚酯的数均分子量为600-1200，羟值为500-550mg koh/g。在本发明一个优选实施方式中，所述端羟基超支化聚酯为武汉超支化树脂科技有限公司生产的hyper h201、hyper h202。

8、更进一步地，所述多官能度硅烷封端聚醚树脂通过包括以下步骤的制备方法制得：异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯按照异氰酸酯基：羟基数量比1-1.2：1投料，加入原料质量总和0.1-0.5wt％的有机锡催化剂，80-110℃反应至体系nco含量不再变化，降温，加入无水乙醇除去残留的异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷，加入原料质量总和1-3wt％的活性炭，在50-70℃条件下搅拌1-3h，吸附有机锡催化剂，过滤，得到多官能度硅烷封端聚醚树脂。

9、所述有机硅嵌段端硅烷聚醚通过包括以下步骤的制备方法制得：

10、双端羟基聚醚改性硅油和异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷在有机锡催化剂存在反应，制得有机硅嵌段端硅烷聚醚。

11、进一步地，双端羟基聚醚改性硅油数均分子量为2000-4000，具体选自道康宁sf-8427，栢森茂bm-13667；异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷的nco基和双端羟基聚醚改性硅油的羟基数量比为1-1.2：1，有机锡选自月桂酸二丁基锡、二新癸酸二甲基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种，优选地，有机锡加入量是双端羟基聚醚改性硅油和异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷质量总和的0.1-0.5wt％，反应条件是80-110℃反应至体系nco含量不再变化，之后降温，加入无水乙醇除去残留的异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷，加入双端羟基聚醚改性硅油和异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷质量总和1-3wt％的活性炭，在50-70℃条件下搅拌1-3h，吸附有机锡催化剂，过滤，得到有机硅嵌段端硅烷聚醚。

12、本发明通过二官能硅烷改性聚醚树脂、有机硅嵌段端硅烷聚醚、多官能度硅烷封端聚醚树脂三者按照一定比例的协同配合，得到了具有可塑形，在空气中水气存在下即可固化，也可加湿加快固化速度，固化后强度高，对颜料固定能力好，可以兼做橡皮泥塑形和石膏彩绘的解压玩具，大人和儿童都适宜。

13、本发明的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，除了上述组分，还对以下成分进行合理配伍：

14、所述活性填料选自活性硅微粉，活性重质碳酸钙中得至少一种；优选为活性重质碳酸钙，其粒径为2-5μm，白度≥90％，水份≤0.1％。具体选自欧米亚有限公司95t，广西科隆粉体公司tc10的至少一种。

15、所述增塑剂是环保类增塑剂kalang液体石蜡，伊仕曼高环保增塑剂benzoflex988，麦克林氢化蓖麻油的至少一种。

16、所述的着色剂为钛白粉tr81，钛白粉r960，钛白粉a-100中的至少一种。

17、所述的触变剂气相二氧化硅h18，超支化聚酰胺蜡的至少一种。

18、所述的表面活性剂为德国毕克byk-300，byk-307，byk-370中的至少一种。

19、所述的偶联剂为迈图γ-氨丙基三甲氧基硅烷(a1110)，n-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(a1120)中的至少一种。

20、所述除水剂选自分子筛，迈图偶联剂a-171中的至少一种。a171活性很高，优先和水汽反应，因此可以做为储存稳定剂，等同于分子筛的除水效果。

21、所述表面润滑剂为中海南联的58#全精炼石蜡；52#全精炼石蜡；65#全精炼石蜡中的至少一种。

22、本发明还提供上述兼具塑形及涂鸦的硅胶泥的制备方法，包括以下步骤：

23、(s1)二官能硅烷改性聚醚树脂，有机硅嵌段端硅烷聚醚，多官能度硅烷封端聚醚树脂混合均匀，得到混合树脂；混合树脂，增塑剂，表面活性剂，除水剂，偶联剂混合均匀，得混合物；

24、(s2)向步骤(s1)的混合物中加入活性填料，着色剂，触变剂，表面润湿剂，升温至50-70℃，混合均匀，真空搅拌脱泡，得到兼具塑形及涂鸦的硅胶。

25、本发明提供的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥结合了市面上橡皮泥和石膏彩绘各自的优点，提供了一种可以方便塑形，得到任意使用者想要的形状后，可以固化，固化后具有良好的力学强度，不易开裂，方便diy上色彩绘，是一种成人和儿童皆适宜的解压放松玩具。本发明采用的原料全部无毒无害，无刺激性气味，安全可靠，符合儿童玩具标准。

技术特征：

1.一种兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，包括以下质量份的原料：10-20份二官能硅烷改性聚醚树脂，3-6份有机硅嵌段端硅烷聚醚，0.6-1份多官能度硅烷封端聚醚树脂，10-20份活性重质碳酸钙，1-5份增塑剂，60-90份活性填料，0.1-0.5份着色剂，1-5份触变剂，1-5份表面活性剂，3-8份偶联剂，1-3份除水剂，1-3份表面润滑剂；所述多官能度硅烷封端聚醚树脂是异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯在有机锡催化剂存在下反应得到；所述有机硅嵌段端硅烷聚醚通过包括以下步骤的制备方法制得：双端羟基聚醚改性硅油和异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷在有机锡催化剂存在反应，制得有机硅嵌段端硅烷聚醚。

2.根据权利要求1所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，所述二官能团硅烷改性聚醚树脂为瓦克聚醚改性树脂stp-e10，stp-e30，xt-50中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，多官能度硅烷封端聚醚树脂制备中，异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯用量满足异氰酸酯基和端羟基超支化聚酯中羟基数量比为1-1.2：1；有机锡选自二月桂酸二丁基锡、二新癸酸二甲基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，有机锡加入量是异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯质量总和的0.1-0.5wt％。

5.根据权利要求3所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷选自异氰酸酯基甲基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基甲基三乙氧基硅烷中得至少一种，所述端羟基超支化聚酯的数均分子量为600-1200，羟值为500-550mg koh/g。

6.根据权利要求3所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，所述多官能度硅烷封端聚醚树脂通过包括以下步骤的制备方法制得：异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷和端羟基超支化聚酯按照异氰酸酯基：羟基数量比1-1.2：1投料，加入原料质量总和0.1-0.5wt％的有机锡催化剂，80-110℃反应至体系nco含量不再变化，降温，加入无水乙醇除去残留的异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷，加入原料质量总和1-3wt％的活性炭，在50-70℃条件下搅拌1-3h，吸附有机锡催化剂，过滤，得到多官能度硅烷封端聚醚树脂。

7.根据权利要求1所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，有机硅嵌段端硅烷聚醚制备中，双端羟基聚醚改性硅油数均分子量为2000-4000，具体选自道康宁sf-8427，栢森茂bm-13667；异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷的nco基和双端羟基聚醚改性硅油的羟基数量比为1-1.2：1，有机锡选自月桂酸二丁基锡、二新癸酸二甲基锡、二月桂酸二正辛基锡、辛酸亚锡中的至少一种，优选地，有机锡加入量是双端羟基聚醚改性硅油和异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷质量总和的0.1-0.5wt％，反应条件是80-110℃反应至体系nco含量不再变化，之后降温，加入无水乙醇除去残留的异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷，加入双端羟基聚醚改性硅油和异氰酸酯基甲基三烷氧基硅烷质量总和1-3wt％的活性炭，在50-70℃条件下搅拌1-3h，吸附有机锡催化剂，过滤，得到有机硅嵌段端硅烷聚醚。

8.根据权利要求1所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，所述活性填料选自活性硅微粉，活性重质碳酸钙中得至少一种；优选为活性重质碳酸钙，其粒径为2-5μm，白度≥90％，水份≤0.1％。具体选自欧米亚有限公司95t，广西科隆粉体公司tc10的至少一种。

9.根据权利要求1所述的兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，其特征在于，所述增塑剂是环保类增塑剂kalang液体石蜡，伊仕曼高环保增塑剂benzoflex 988，麦克林氢化蓖麻油的至少一种；和/或

10.权利要求1-9任一项所述兼具塑形及涂鸦的硅胶泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种一种兼具塑形及涂鸦的硅胶泥，包括以下质量份的原料：10‑20份二官能硅烷改性聚醚树脂，3‑6份有机硅嵌段端硅烷聚醚，0.6‑1份多官能度硅烷封端聚醚树脂，10‑20份活性重质碳酸钙，1‑5份增塑剂，60‑90份活性填料，0.1‑0.5份着色剂，1‑5份触变剂，1‑5份表面活性剂，3‑8份偶联剂，1‑3份除水剂，1‑3份表面润滑剂。本发明提供的硅胶泥结合了市面上橡皮泥和石膏彩绘各自的优点，可以方便塑形，得到任意使用者想要的形状后，固化后具有良好的力学强度，不易开裂，方便DIY上色彩绘，是一种成人和儿童皆适宜的解压放松玩具。本发明采用的原料全部无毒无害，无刺激性气味，安全可靠，符合儿童玩具标准。

技术研发人员：何培林,黄成生
受保护的技术使用者：广东德聚技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5