Пластичная силиконовая композиция с сыпучим наполнителем

Пластичная силиконовая композиция с сыпучим наполнителем

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области изготовления пластичных масс для лепки, формования и игр.

Предшествующий уровень техники

Из предшествующего уровня техники известна масса для лепки на основе песка и акрилового полимерного связующего (сайт Интернета: http://www.lori-toys.ru/shop/group_975/group_1057/).

К основным недостаткам данного технического решения относятся чрезмерная вязкость полимерного связующего вещества и, как следствие, невысокие параметры пластичности и рассыпчатости конечного продукта при комнатной температуре, а также резкий запах, характерный для полимерных продуктов, полученных из акриловых мономеров.

Известна технология изготовления массы для лепки на основе песка и силиконового полимерного связующего (патент US 7862894, МПК B05D 7/00, опубл. 04.01.2011).

Основными недостатками композиции являются жесткость продукта, неприятный запах и то, что композиция оставляет следы связующего полимера на коже.

Известен пластилин для поделок (патент KR 101012314, МПК C08L 83/04 опубл. 02.09.2011), который содержит неорганическое соединение и включает от 60 до 80 масс. % кремнийорганической основы гелевого типа от общей массы пластилина. Кремнийорганическая основа гелевого типа состоит из смеси силоксанов и силиконов с концевыми диметильными, метил-винильными и винильными группами от 15 до 35 масс. % регулятора пластичности от общей массы пластилина. Регулятор пластичности содержит порошкообразный диоксид кремния для контроля твердости от 1 до 5 масс. % агента против растрескивания масляного типа от общей массы пластилина, агент против растрескивания масляного типа содержит полидиметилсилоксан.

Недостатками данной композиции являются: следы кремнийорганических масел на руках и рабочих поверхностях; таяние материала при длительном использовании, что ведет к загрязнениям и ухудшению пластичных свойств материала; присутствие запаха.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании материала для лепки и игр, отвечающего современным требованиям по безопасности, предъявляемым к формующимся материалам для детей от трех лет: экологически чистый, не выделяющий токсичные вещества, должен представлять собой неблагоприятную среду для размножения бактерий и грибков.

Техническим результатом является улучшение свойств композиции и повышение экологической безопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что пластичная силиконовая композиция включает нетоксичный рассыпчатый минеральный компонент, размер частиц которого равен 0,01-1,0 мм, полидиметилсилоксан, щелочной раствор с рН 12-14, сшивающий агент, пластификатор при следующем соотношении компонентов, % масс.:

нетоксичный рассыпчатый минеральный компонент	81,0-95,995
полидиметилсилоксан	2,0-15,0
щелочной раствор (рН 12-14)	1,0-5,0
сшивающий агент	1,0-3,5
пластификатор	0,005-1,0

Предпочтительно в качестве нетоксичного рассыпчатого минерального компонента использовать кремнийсодержащие материалы, имеющие произвольную или строго сферическую форму.

Предпочтительно в качестве щелочного раствора использовать растворы гидроксидов или карбонатов щелочных металлов.

Предпочтительно в качестве сшивающего агента использовать борсодержащие соединения.

Предпочтительно в качестве пластифицирующих добавок использовать жирные кислоты.

Предпочтительно в качестве пластифицирующих добавок использовать соли жирных кислот.

Предпочтительно в качестве пластифицирующих добавок использовать смесь жирных кислот или их солей.

Пример конкретного выполнения

В смеситель дозируют 5000 мл полидиметилсилоксана (с метильными концевыми группами) марки ПМС-10000 и 1000 мл водного раствора гидроксида натрия. Далее полученную смесь нагревают в смесителе до температуры, при которой гидроксид натрия воздействует на молекулы полидиметилсилоксана, разрывая связи кремний-кислород, что приводит к образованию высокомолекулярного силанолята натрия, обладающего меньшей молекулярной массой, чем молекулы исходного полидиметилсилоксана. После завершения процесса реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры. В охлажденную смесь постепенно вводят раствор соляной кислоты, который взаимодействует с непрореагировавшим гидроксидом натрия с образованием воды и хлорида натрия, выпадающего в осадок, а также высокомолекулярным силанолятом натрия, преобразуя его в высокомолекулярный силанол. Реакционная среда после добавления раствора соляной кислоты должна иметь рН 7-8. Полученную смесь вновь нагревают при постоянном перемешивании, затем добавляют в нее 1400 г борной кислоты. Процесс взаимодействия с борной кислотой представляет собой образование связей между длинноцепными молекулами силанола, приводящее к значительному загустеванию смеси. Также на данном этапе путем испарения из реакционной смеси удаляется вода, образовавшаяся в смеси при нейтрализации непрореагировавшего гидроксида натрия. Далее в смесь при нагревании и постоянном перемешивании вносится пластифицирующий агент (0,5 г стеариновой кислоты).

Для создания окрашенной композиции в смесь добавляется 1-2% от общей массы красящего вещества.

Далее в полученную смесь при нагревании и постоянном перемешивании вносится 50 кг кварцевого песка, представляющего собой смесь кварцевых песков с размером частиц 0,01-0,1 мм и 0,2-0,3 мм в соотношении 2:3. Полученная композиция обрабатывается в смесителе для обеспечения равномерного нанесения связующего на поверхность частиц песка.

В качестве основы связующего вещества, покрывающего частицы рассыпчатого материала, используется химически модифицированное, искусственно загущенное силиконовое масло, не содержащее химически агрессивных и раздражающих компонентов, а также каких-либо токсичных веществ. Кроме того, загуститель силиконового масла проявляет свойства антисептика, делая материал неблагоприятной средой для размножения микробов и бактерий.

Рассыпчатый неорганический материал, на поверхность которого наносится связующее вещество при создании пластичной силиконовой композиции, может быть представлен частицами песка, песчаной пыли или стеклянными/силикагелевыми микросферами, а также их различными сочетаниями. Перечисленные материалы являются химически инертными и не представляют никакой опасности для здоровья. Все модифицирующие материал добавки (пластификаторы, красители, ароматизаторы и др.) прошли соответствующую сертификацию на предмет безопасности для здоровья человека.

Нетоксичный рассыпчатый минеральный компонент, на поверхность которого наносится связующее вещество, может быть представлен частицами песка, песчаной пыли или стеклянными/силикагелевыми микросферами, которые являются химически инертными и не представляют никакой опасности для здоровья человека. Все модифицирующие материал добавки (пластификаторы,

красители, амортизаторы и др.) прошли соответствующую сертификацию на предмет безопасности для здоровья человека.

Основные компоненты композиции подобраны в пропорциях, обеспечивающих оптимальные характеристики продукта: отсутствие липкости, жирности и неприятных запахов, хорошие пластичность, текучесть, адгезия частиц друг к другу и т.д.

1. Пластичная силиконовая композиция с сыпучим наполнителем, предназначенная для лепки и игр, включающая нетоксичный рассыпчатый минеральный компонент, размер частиц которого равен 0,01-1,0 мм, полидиметилсилоксан, щелочной раствор с рН 12-14, сшивающий агент, пластификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нетоксичный рассыпчатый минеральный компонент	81,0-95,995
полидиметилсилоксан	2,0-15,0
щелочной раствор с рН 12-14	1,0-5,0
сшивающий агент	1,0-3,5
пластификатор	0,005-1,0.

2. Пластичная силиконовая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нетоксичного рассыпчатого минерального компонента используют кремнийсодержащие материалы, имеющие произвольную или строго сферическую форму.

3. Пластичная силиконовая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве щелочного раствора используют растворы гидроксидов или карбонатов щелочных металлов.

4. Пластичная силиконовая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сшивающего агента используют борсодержащие соединения.

5. Пластичная силиконовая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пластифицирующих добавок используют жирные кислоты.

6. Пластичная силиконовая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пластифицирующих добавок используют соли жирных кислот.

7. Пластичная силиконовая композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве пластифицирующих добавок используют смесь жирных кислот или их солей.