專利名稱：一種空氣沙子及其制備方法
一種空氣沙子及其制備方法技術領域
本發明屬于材料領域，具體涉及一種自身具有抑菌殺菌功能的空氣沙子以其制備方法。
背景技術：
孩子們都喜歡玩沙子，每次在沙地里都會玩的忘記了時間，有的一些幼兒園還專門為孩子準備了沙子的場地，孩子喜歡玩沙子是符合他們認知水平發展的。而且，玩沙子有助于加強孩子感知能力的提高、有助于開發孩子的想象力，還有助于幫助孩子的精細動作發展，沙子最一般的組成成份為二氧化硅，通常為石英的形式，因其化學性質穩定和質地堅硬、比重高、易滋生細菌等有害物質，單一的分子結構使得它的可塑性和安全性無法保障，目前國際上最高檔的是韓國空氣沙，能利用各種造型模具自由創作、也可以發揮想象力構思作品，重復使用、無毒無害、自由造型，但是同樣存在一定的缺陷，例如，韓國空氣沙子失去了沙子流動性和松散，踩踏后形成結板，就好像普通河沙吸取水分后沉結，憑兒童的力氣很難鏟動結板后的沙子，成本導致價格過高，普通家庭購買力受到限制。發明內容
本發明所要解決的技術問題是保留了沙子的特性又徹底改變了沙子分子結構， 使得產品既有沙子原有特點，又具有松軟、比重輕、不加水就能達到沙雕塑形效果、自我抑菌殺菌成分安全性能優越，符合父母對玩具安全性的苛求，能有效利用各種玩沙工具進行操作，真實感知沙子的特性。
本發明提供一種空氣沙子，其特征在是，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，所述各組分的質量含量分別為二氧化硅 60 70%、煅燒貝殼粉:15 20%、聚乙二醇:5 8%、聚乙烯醇1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、 甘油3 5%、丙二醇7 9%，空氣沙子的各個組分之和為100%。
對于上面所提到的質量含量，進一步選取優選項為空氣沙子由以下質量含量的組分制成二氧化硅70%、煅燒貝殼粉10%、聚乙二醇2%、聚乙烯醇2. 5%、發泡粉2. 5%、甘油 5%、丙二醇8%，空氣粘土的各組分之和為100%。
本發明提供的空氣沙子，其特性為解決產品外觀與普通沙子一致性，塑形功能優于沙子，不結板，受外力作用后可定型，不粘手，自身具有抑菌殺菌功能，遇水分解速度快， 流動性與濕度為15%的海灘沙一樣。
本發明的另一個目的提供空氣沙子的制備方法，該方法具有工藝過程合理、產品收率高的特點。
本發明還提供了一種空氣沙子的制備方法，該方法包括如下步驟(1)利用二氧化硅為主體，煅燒貝殼粉為分子結構連接載體，聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉K12為反應元素，一起加入到可升溫的反應釜中；(2)反應釜在轉速25/分鐘的勻速下進行攪拌；(3)升溫使其反應元素 與二氧化硅以及煅燒貝殼粉充分反應，起到微粒定型效果；(4)達到120度后，關閉加熱持續混合；(5)加入70%左右濃度的丙二醇溶液，攪拌混合，反應釜轉速調整到20轉/分鐘；(6)降低溫度加入甘油，反應釜轉速調整到40轉/分鐘；(7)持續10分鐘產品完成。該方法具有工藝過程合理、產品收率高的特點。具體實施方法
本發明提供了一種空氣沙子，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，所述各組分的質量含量分別為二氧化硅70%、煅燒貝殼粉10%、聚乙二醇5 8%、聚乙烯醇1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 2. 5 3. 5%、甘油3 5%、山梨醇7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%。針對各組分的優異性，以下內容進一步解釋 一、二氧化硅又稱硅石，化學式Si02。自然界中存在有結晶二氧化硅和無定形二氧化硅兩種。結晶二氧化硅因晶體結構不同，分為石英、鱗石英和方石英三種。純石英為無色晶體，大而透明棱柱狀的石英叫水晶。若含有微量雜質的水晶帶有不同顏色，有紫水晶、茶晶、墨晶等。普通的砂是細小的石英晶體，有黃砂(較多的鐵雜質)和白砂(雜質少、較純凈)。二氧化硅晶體中，硅原子的4個價電子與4個氧原子形成4個共價鍵，硅原子位于正四面體的中心，4個氧原子位于正四面體的4個頂角上，整個晶體是一個巨型分子，SiO2是表示組成的最簡式不表示單個二氧化硅分子，僅是表示二氧化硅晶體中硅和氧的原子個數之比。SiO2中Si—0鍵的鍵能很高，熔點、沸點較高(熔點1723°C，沸點2230°C )。自然界存在的硅藻土是無定形二氧化硅，是低等水生植物硅藻的遺體，為白色固體或粉末狀，多孔、質輕、松軟的固體，吸附性強；
二.貝殼粉具有吸附、分解(甲醛、苯、TV0C、氨氣)的作用以及調節空氣濕度等功能、消除異味功能、抗菌、抑菌作用，燒制的貝殼粉膜對大腸桿菌有極強的抗菌和殺菌作用，另外對沙門氏菌、黃色葡萄糖菌也有顯著效。不僅具有高性能的抗菌性，而且具有防腐、防扁虱的功能、防靜電性能、調節空氣濕度獨特的“水呼吸”功能。三、聚乙二醇(PEG)產品可用于藥劑。相對分子量較低的聚乙二醇可用作溶劑、助溶齊U、o/W型乳化劑和穩定劑，用于制作水泥懸劑、乳劑、注射劑等，也用作水溶性軟膏基質和栓劑基質，相對分子量高的固體蠟狀聚乙二醇常用于增加低分子量液體PEG的粘度和成固性，以及外償其他藥物；對于水中不易溶解的藥物，本品可作固體分散劑的載體，以達到固體分散目的，PEG4000、PEG6000是良好的包衣材料，親水拋光材料、膜材和囊材、增塑劑、潤滑劑和滴丸基質，用于制備片劑、丸劑、膠囊劑、微囊劑等。四、聚乙烯醇PVA該產品是一種陰離子表面活性劑，白色或淡黃色(粒)狀固體。屬于硫酸酯類表面活性劑的典型代表，無毒，微溶于醇，不溶于氯仿、醚，易溶于水，與陰離子、非離子復配伍性好，具有良好的乳化性、起泡性、發泡、滲透、去污和分散性能、泡豐富，穩定持久，生物降解快。對堿和硬水不敏感，長期加熱不宜超過95°C。利用其發泡性，可通過加入其它添加劑改善其刺激程度，是脫脂力降低，洗滌手感好，是洗潔精的主要成分。五、發泡粉kl2作為發泡劑被廣泛應用于牙膏、肥皂、洗發香波、洗衣粉、泡沫浴齊U、洗手劑以及化妝品中。工業及其它行業可用作乳化劑、滅火劑發泡劑、紡織助劑、羊毛凈洗劑、絲毛類精品織物的洗滌劑、金屬選礦浮選劑、電鍍添加劑、橡膠發泡劑、砂漿王發泡齊IJ、混泥土引氣劑、農藥可濕性粉劑加工、水乳型粘合劑、涂料潤滑劑等。
六·甘油的化學名為甘油丙三醇，有甜味，為無色透明粘性液體，有良好的吸水性， 常用來做化妝品的添加原料。甘油是最普遍的保濕劑，價格也很便宜，幾乎所有保養品都有它的存在。甘油可以吸取空氣中的水份給皮膚保濕，也能將皮膚中的水份鎖住，不讓它流失。
七.丙二醇為無色粘稠穩定的吸水性液體，幾乎無味無臭，易燃，低毒。與水、乙醇及多種有機溶劑混溶。沸點187. 3°C。熔點-60。。。相對密度1.0381(20/20°C )。折射率 nD(20°C ) 1.4326。表面張力(20°C ) 38mN/m。粘度(20°C ) 60. 5mPa · S。比熱容(20°C) 2.49kJ/(kg·。。)。HK.(10L3kPa)711kJ/kg。燃燒熱(25°C ) 1824. OkJ/mol。閃點(開杯)99°C。自燃點415. 5°C。臨界溫度352°C。臨界壓力6.1MPa。產品用途丙二醇可用作不飽和聚酯樹脂的原料，表面活性劑、乳化劑和破乳劑的原料。可用作防霉劑、防腐劑、防凍劑及煙草保濕劑。
根據上述的各組分的特性，本發明通過實驗得出各組分比，對了進一步說明實際應用中的組分質量含量比，由下舉例實施例1 一種空氣沙子，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、山梨醇7種組分制成，各組分的質量含量分別為二氧化硅60%、煅燒貝殼粉15%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作為添加劑， 則其數值取范圍內即可。
實施例2一種空氣沙子，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，各組分的質量含量分別為二氧化硅66%、煅燒貝殼粉15%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作為添加劑， 則其數值取范圍內即可。
實施例3一種空氣沙子，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，各組分的質量含量分別為二氧化硅60%、煅燒貝殼粉20%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作為添加劑， 則其數值取范圍內即可。
參照最終產品的柔軟性、手感以及流動性能，從原先的取值范圍內得出了最佳的數值取樣實施例4一種空氣沙子，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，各組分的質量含量分別為二氧化硅66%、煅燒貝殼粉15%、聚乙二醇 5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%，由于聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油以及山梨醇是作為添加劑， 則其數值取范圍內即可。
如果對于實施例4中的添加劑的數值需要進一步限定的話，可以采用以下數值 實施例5
一種空氣沙子，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，各組分的質量含量分別為二氧化硅66%、煅燒貝殼粉15%、聚乙二醇5 8%、聚乙烯醇:1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 2. 5 3. 5%、甘油:3 5%、丙二醇:7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%。本發明提供的空氣沙子，其特性為保留了沙子的特性又徹底改變了沙子分子結構，使得產品既有沙子原有特點，又具有松軟、比重輕、不加水就能達到沙雕塑形效果、自我抑菌殺菌成分安全性能優越，符合父母對玩具安全性的苛求，能有效利用各種玩沙工具進行操作，真實感知沙子的特性。本發明還提供了一種空氣沙子的制備方法，該方法包括如下步驟(1)利用二氧化硅為主體，煅燒貝殼粉為分子結構連接載體，聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉K12為反應元 素，一起加入到可升溫的反應釜中；(2)反應釜在轉速25/分鐘的勻速下進行攪拌；(3)升溫使其反應元素與二氧化硅以及煅燒貝殼粉充分反應，起到微粒定型效果；(4)達到120度后，關閉加熱持續混合；(5)加入70%左右濃度的山梨醇溶液，攪拌混合，反應釜轉速調整到25轉/分鐘；(6)降低溫度加入甘油，反應釜轉速調整到40轉/分鐘；(7)持續10分鐘產品完成。該制備過程充分分解了反應元素的化學作用，利用化學溫度控制和物理運動轉速達到穩定的材料結構，達到了期望目的。本發明的產品相對現有技術
對比性解決產品外觀與普通沙子一致性，塑形功能優于空氣沙，不結板，受外力作用后可定型，不粘手，自身具有抑菌殺菌功能，遇水分解速度快，流動性與濕度在15%的海灘沙一樣，是真正意義的環保大眾化產品。安全性完全采用自然界中原生態的材料配伍合成，對兒童身體無任何刺激傷害成分，特別是選用化妝品通用的甘油、貝粉等護膚元素，接觸后對皮膚起到保護滋潤作用，哪怕兒童不小心誤食和掉入眼睛也不會造成后果。環保性本產品所有材料均取自自然，分子結構分散，孩子玩耍丟棄后只要一場大雨就完全溶于自然，無有害物質殘留，對土地無任何污染破壞性。產品檢測本品通過了上海兒童玩具檢驗檢測中心安全性能檢測，EN71檢測，SGS檢測，抑菌性能檢測，各項指標均優于國家標準。
權利要求
1.一種空氣沙子，其特征在是，由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉kl2、甘油、丙二醇7種組分制成，所述各組分的質量含量分別為二氧化硅6(T70%、煅燒貝殼粉15 20%、聚乙二醇5 8%、聚乙烯醇1. 5 2. 5%、發泡粉kl2 :2. 5 3. 5%、甘油3 5%、丙二醇7、％，空氣沙子的各個組分之和為100%。
2.根據權利要求1所述的一種空氣沙子，其特征在于所述空氣粘土由以下質量含量的組分制成二氧化硅70%、煅燒貝殼粉10%、聚乙二醇2%、聚乙烯醇2. 5%、發泡粉2. 5%、甘油5%、丙二醇8%，空氣粘土的各組分之和為100%。
3.—種權利要求1所述的空氣沙子的制備方法，其特征在于該方法包括如下步驟 (I)利用二氧化硅為主體，煅燒貝殼粉為分子結構連接載體，聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉K12為反應元素，一起加入到可升溫的反應釜中；(2)反應釜在轉速15/分鐘的勻速下進行攪拌；(3)升溫使其反應元素與二氧化硅以及煅燒貝殼粉充分反應，起到微粒定型效果；(4)達到120度后，關閉加熱持續混合；(5)加入70%左右濃度的丙二醇溶液，攪拌混合，反應釜轉速調整到25轉/分鐘；(6)降低溫度加入甘油，反應釜轉速調整到40轉/分鐘；(7)持續10分鐘產品完成；(8)半成品出鍋后，溫度必須降到環境溫度，然后進入高速反應鍋進行混攪膨脹10分鐘后倒出，完成所有工序。
全文摘要
本發明提供了一種空氣沙子及其制備方法，該空氣粘土由二氧化硅、煅燒貝殼粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉k12、甘油、丙二醇7種組分制成，而其制備方法包括如下步驟(1)利用二氧化硅為主體，煅燒貝殼粉為分子結構連接載體，聚乙二醇、聚乙烯醇、發泡粉K12為反應元素，一起加入到可升溫的反應釜中；(2)反應釜在轉速25/分鐘的勻速下進行攪拌；(3)升溫使其反應元素與二氧化硅以及煅燒貝殼粉充分反應，起到微粒定型效果；(4)達到120度后，關閉加熱持續混合；(5)加入70%左右濃度的丙二醇溶液，攪拌混合，反應釜轉速調整到20轉/分鐘；(6)降低溫度加入甘油，反應釜轉速調整到40轉/分鐘；(7)持續10分鐘產品完成。該方法具有工藝過程合理、產品收率高的特點。
文檔編號C04B38/10GK103011895SQ201210507438
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月3日 優先權日2012年12月3日
發明者羅樂平, 雷榮 申請人:麗水卓越文具制造有限公司