一种丙烯酸型乳液及其制备方法

技术领域

本发明属于儿童安全涂料技术领域，具体涉及一种丙烯酸型乳液及其制备方法。

背景技术

水性颜料笔作为一种常用绘画涂抹笔，因其色彩艳丽、颜色多样、方便实用而深受小朋友的喜爱，广大家长也将其视为儿童智力开发的重要工具，拥有很大的市场空间。水性颜料笔之所以能拥有绚丽的颜色，主要来自染料，而在染料中含有一定量的可溶性重金属元素，如铅、钡、铬、锑、镉、汞、砷等，最主要的是在现有绝大多数颜料笔所用的染料中有芳香烃等致癌物质严重超标，在使用过程中，这些重金属和致癌物质会通过皮肤直接接触、消化系统，不知不觉的进入人体产生危害。现在国内市场上绝大多数非工业用颜料大致分液态和固态两种。液态颜料直接倒在美术盘中后，由画笔醮着使用，一不小心还会翻倒在地上或者作品上，尤其对于自控能力尚不成熟的小朋友，往往搞得满身都是，而固态颜料也就是市场上常见的蜡笔，市场上大多数蜡笔都为纸包装，即在笔芯外套一层薄薄的包装纸，有的甚至是“裸装”，这样为使用者带来极大的潜在危险。纸制包装极易损坏，一旦皮肤和笔芯直接接触，很容易在皮肤组织上残留，而让孩子每次都能在使用后及时将手洗干净也是不具备实际操作性的。部分生产企业为使蜡笔颜色鲜艳、更具吸引力，在生产过程中添加过量铅盐助剂以及使用了劣质廉价的铅盐助剂从而造成了铅含量超标。众所周知，过多摄入铅易会对人的血液系统、神经系统、消化系统、肾生殖系统造成损害，特别是对少年儿童生长发育和智力发育产生严重的不良影响。并且在使用性能上，蜡笔为油性，相容性相对较差，很难上色，容易造成涂抹不均，达不到理想的效果，大大降低儿童的绘画兴趣。

因此，有必要研发一种丙烯酸型乳液来解决上述问题。

发明内容

本发明目的是提供一种丙烯酸型乳液及其制备方法，以解决上述问题。

本发明的一种技术方案是：提供一种丙烯酸型乳液，按重量百分比计算，包括聚乙烯吡咯烷酮8-10份、硬酯酸钠3-5份、聚乙二醇4-6份、水性丙烯酸树脂9-15份、分散剂1-3份、乳化剂1-3份、水性色浆1-3份、双酚A 0.1～1.5份、十二烷基磺酸钠0.1-0.4份，甘油6-9份、香精0.04-0.06份、消泡剂0.1-0.4份、余量为去离子水。

进一步的，按重量百分比计算，包括聚乙烯吡咯烷酮9份、硬酯酸钠4份、聚乙二醇5份、水性丙烯酸树脂12份、分散剂2份、乳化剂2份、水性色浆2份、双酚A1份、十二烷基磺酸钠0.3份，甘油7份、香精0.05份、消泡剂0.3份、余量为去离子水。

本发明的另一技术方案是：

提供一种丙烯酸型乳液的制备方法，包括以下步骤：

(1)在常温状态下，往反应釜中加入去离子水、聚乙烯吡咯烷酮、硬酯酸钠，加热升温到80～90℃，搅拌溶解，溶解完全以后，停止加热，获得组份A；

(2)在常温状态下，将聚乙二醇、水性丙烯酸树脂、分散剂和乳化剂搅拌混合10-20分钟，升温至60-70℃，保持60-70分钟，获得组份B；

(3)在常温状态下，将水性色浆、双酚A、十二烷基磺酸钠搅拌混合，获得组份C；

(4)在常温状态下，将组份A、组份B和消泡剂混合搅拌，升温至80-90℃，保持15-30分钟，降温至60-70℃再加入甘油，保温20-30分钟后，降温至50-60℃，边搅拌边加入香精、组份C，搅拌混合均匀后，继续降温至40℃以下，获得丙烯酸型乳液。

进一步的，在步骤(1)中，所述搅拌的转速为600-800rpm；在步骤(2)中，所述搅拌的转速为200-300rpm；在步骤(3)中，所述搅拌的转速为400-500rpm；在步骤(4)中，所述搅拌的转速为800-1000rpm。

进一步的，在步骤(4)中后还包括步骤(5)，所述步骤(5)具体为：将所述丙烯酸型乳液加入至挤出笔中使用。

进一步的，所述挤出笔包括伸缩柱、提拉柱、按压扣、笔身和可替换出液头，所述可替换出液头与所述笔身的底部通过螺纹连接，所述笔身设有第一中空通道和第二中空通道，所述第一中空通道和所述第二中空通道通过出气孔连通，所述伸缩柱自所述笔身的顶端插入所述第一中空通道内，所述提拉柱自所述笔身的顶端插入所述第二中空通道内，所述笔身上设有一个凹槽，所述按压扣通过活动轴固定在所述凹槽内，所述凹槽内设有矩形长孔，所述按压扣的背面设有凸起，所述凸起插入所述矩形长孔内，当所述按压扣下压至所述凹槽内时，所述凸起接触所述提拉柱的底部，并将所述提拉柱上抬。

进一步的，所述第一中空通道的内径与所述第二中空通道的内径的比例为3～5：1，所述第一中空通道的长度与所述第二中空通道的长度的比例为7-8：1。

进一步的，所述提拉柱位于所述第二中空通道内的部分的长度等于所述第二中空通道的长度。

进一步的，所述挤出笔还包括第一密封圈、第二密封圈和第三密封套，所述第一密封圈和第三密封套套设在所述伸缩柱上，所述第一密封圈位于所述伸缩柱与所述第一中空通道的连接处，所述第三密封套位于所述伸缩柱的底部，所述第一密封圈和第三密封套均贴合所述第一中空通道的内壁，所述第二密封圈位于所述提拉柱与所述第二中空通道的连接处，所述第二密封圈贴合所述第二中空通道的内壁。

进一步的，所述提拉柱的顶端穿设有提拉环。

本发明提供了一种丙烯酸型乳液及其制备方法，主要优点在于：环保无害、不影响儿童健康，不易老化，方便清洗，而且固含量高，粘度低。

附图说明

图1为本发明所述的一种丙烯酸型乳液的制备方法所提及的挤出笔的立体结构示意图；

图2为本发明所述的一种丙烯酸型乳液的制备方法所提及的挤出笔的主视结构示意图。

其中，1为伸缩柱、2为提拉柱、3为按压扣、4为笔身、5为可替换出液头、6为提拉环。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例进一步说明本发明的技术方案。但是本发明不限于所列出的实施例，还应包括在本发明所要求的权利范围内其他任何公知的改变。

首先，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

(1)在常温状态下，往反应釜中加入去离子水、聚乙烯吡咯烷酮8份、硬酯酸钠3份，加热升温到80℃，搅拌溶解，溶解完全以后，停止加热，获得组份A；

(2)在常温状态下，将聚乙二醇4份、水性丙烯酸树脂9份、分散剂1份和乳化剂1份搅拌混合10分钟，升温至60℃，保持60分钟，获得组份B；

(3)在常温状态下，将水性色浆1份、双酚A0.1份、十二烷基磺酸钠0.1份搅拌混合，获得组份C；

(4)在常温状态下，将组份A、组份B和消泡剂0.1份混合搅拌，升温至80℃，保持15分钟，降温至60℃再加入甘油6份，保温20分钟后，降温至50℃，边搅拌边加入香精0.04份、组份C，搅拌混合均匀后，继续降温至40℃以下，获得丙烯酸型乳液。

实施例2

(1)在常温状态下，往反应釜中加入去离子水、聚乙烯吡咯烷酮9份、硬酯酸钠4份，加热升温到85℃，搅拌溶解，溶解完全以后，停止加热，获得组份A；

(2)在常温状态下，将聚乙二醇5份、水性丙烯酸树脂12份、分散剂2份和乳化剂2份搅拌混合15分钟，升温至65℃，保持65分钟，获得组份B；

(3)在常温状态下，将水性色浆2份、双酚A1份、十二烷基磺酸钠0.3份搅拌混合，获得组份C；

(4)在常温状态下，将组份A、组份B和消泡剂0.3份混合搅拌，升温至85℃，保持22分钟，降温至65℃再加入甘油7份，保温25分钟后，降温至55℃，边搅拌边加入香精0.05份、组份C，搅拌混合均匀后，继续降温至40℃以下，获得丙烯酸型乳液。

实施例3

(1)在常温状态下，往反应釜中加入去离子水、聚乙烯吡咯烷酮10份、硬酯酸钠5份，加热升温到90℃，搅拌溶解，溶解完全以后，停止加热，获得组份A；

(2)在常温状态下，将聚乙二醇6份、水性丙烯酸树脂15份、分散剂3份和乳化剂3份搅拌混合20分钟，升温至70℃，保持70分钟，获得组份B；

(3)在常温状态下，将水性色浆3份、双酚A1.5份、十二烷基磺酸钠0.4份搅拌混合，获得组份C；

(4)在常温状态下，将组份A、组份B和消泡剂0.4份混合搅拌，升温至90℃，保持30分钟，降温至70℃再加入甘油9份，保温30分钟后，降温至60℃，边搅拌边加入香精0.06份、组份C，搅拌混合均匀后，继续降温至40℃以下，获得丙烯酸型乳液。

上述三个实施例中，所制备的丙烯酸型乳液可以用挤出笔来盛放，更便于涂抹。挤出笔的具体结构请参阅图1至图2，图1为本发明所述的一种丙烯酸型乳液的制备方法所提及的挤出笔的立体结构示意图；图2为本发明所述的一种丙烯酸型乳液的制备方法所提及的挤出笔的主视结构示意图。如图1和2所示，挤出笔包括伸缩柱1、提拉柱2、按压扣3、笔身4、可替换出液头5和提拉环6，笔身4用于握持，在笔身4的表面设有多组条纹，用于加大摩擦力，更便于握紧，笔身4的内部设有第一中空通道(未图示)和第二中空通道(未图示)，其中，第一中空通道(未图示)为上下贯通笔峰4的通道，用于容纳丙烯酸型乳液，可替换出液头5与笔身4的底部通过螺纹(未图示)连接，第一中空通道的底端就与可替换出液头5连通，使得第一中空通道中的丙烯酸型乳液可以从可替换出液头5流出，便于涂抹，在可替换出液头5中还设有可以控制丙烯酸型乳液流速的控速结构，伸缩柱1自笔身4的顶端插入第一中空通道内，当需要注入丙烯酸型乳液时，拔掉伸缩柱1即可将丙烯酸型乳液灌入第一中空通道中，为了便于压力平衡，避免丙烯酸型乳液过快的流出，又或者断断续续的流出，在第一中空通道和第二中空通道之间设置出气孔(未图示)，提拉柱2自笔身4的顶端插入第二中空通道内，为了方便提拉柱2的拔出和携带，提拉柱2的顶端穿设有提拉环6。当在第一中空通道中灌入丙烯酸型乳液后，多余的空气能从出气孔进入第二中空通道中，并从上排出，当排完后，盖紧提拉柱2即可，为了便于提拉柱2向下塞紧第二中空通道和向上打开通气，在笔身4上设有一个凹槽(未图示)，按压扣3通过活动轴固定在凹槽内，凹槽内设有矩形长孔(未图示)，按压扣3的背面设有凸起(未图示)，凸起插入矩形长孔内，当按压扣3下压至凹槽内时，凸起接触提拉柱2的底部，并将提拉柱2上抬，当抬起按压扣3时，按压扣3部分向凹槽外抬起，凸起引导提拉柱3向上运动。为了更好的达到空气与液体之间的平衡，保障丙烯酸型乳液的流出速度，第一中空通道的内径与第二中空通道的内径的比例为3～5：1，第一中空通道的长度与第二中空通道的长度的比例为7-8：1。在上述比例条件下，丙烯酸型乳液流出时能够保持流畅但不过快的速度，除此之外，提拉柱2位于第二中空通道内的部分的长度等于第二中空通道的长度。考虑到丙烯酸型乳液的风干风险，以及可能存在的泄液泄气问题，第一密封圈(未图示)和第三密封套(未图示)套设在伸缩柱1上，第一密封圈位于伸缩柱1与第一中空通道的连接处，第三密封套位于伸缩柱1的底部，第一密封圈和第三密封套均贴合第一中空通道的内壁，第二密封圈(未图示)位于提拉柱2与第二中空通道的连接处，第二密封圈贴合第二中空通道的内壁。

实施例1～3与现有技术的对比如表1：

表1

在表1中，实施例1-3的配方中含有有害物质的水性色浆被包裹于颗粒之中，形成了一个保护层，使得颜料既能显色，又能保证不会析出有害物质。

对本发明所述的丙烯酸型乳液进行碾压再次粉碎后，检测有害成份如表2：

表1

从表2中可以看出，本发明所述的丙烯酸型乳液的有害物质含量比常规颜料有明显下降，而且符合国家标准。

与现有技术相比，本发明的丙烯酸型乳液的有益效果是：环保无害、不影响儿童健康，不易老化，方便清洗。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。