[发明专利]包含可交联粘合剂的游戏组合物

说明书

发明领域

本发明涉及由粘合剂和包含水溶性盐复合物的交联体系形成的游戏组合物。

发明背景

经过多年，玩具领域的从业者已经提供了不同种类的游戏组合物，以娱乐儿童和成人并帮助开发手工技能和灵活性以及创造性。虽然这种游戏材料组合物的种类很多，但通常都包括使用由用户操作和塑造的自由成型或可锻造材料。虽然已经提供可模塑并趋于保持其形状的某些材料(如橡皮泥)，但其他材料是疏松和更加自由流动的。其他材料仍然是具有流体样流动特性的凝胶。

不管所用的游戏组合物的类型，重要的是这种材料对儿童安全。安全性要求通常规定游戏材料组合物对皮肤和眼睛无刺激性以及如果摄入的话是无毒的。期望这些材料的其他要求是避免损坏衣服、装饰织物或地毯。常规的游戏组合物，如上述的那些，通常包括硼化合物，例如用作交联剂的四硼酸钠。硼化合物虽然是有效的交联剂，但最近在细查之下已经发现当以高浓度存在时有些具有潜在的刺激性。然而，降低组合物中硼化合物的含量会劣化化合物意欲建立的聚合物网络。因此需要配制一种使硼化合物(而且特别是四硼酸钠)的含量最小化同时提供形成可用的游戏组合物所必需的交联性质的交联体系。

发明概述

本发明涉及水基游戏组合物，其包含可交联的网络聚合物和有效交联所述聚合物的交联体系。所述交联体系是水溶性盐复合物，包含第一交联剂、第二交联剂和第三交联剂。第一交联剂是水溶性碱金属盐或磷酸的钠盐。第二交联剂是水溶性碱金属盐。第三交联剂是水溶性硼酸盐。所述交联体系包含减少量的硼化合物，同时在包含聚乙烯醇(以形成可模塑的捏塑体组合物)和瓜尔胶(以形成水凝胶)的交联网络聚合物中保持有效。

发明详述

本发明的交联体系在可交联的聚合物分子之间产生交联以形成聚合物网络。交联体系是包含第一交联剂、第二交联剂和第三交联剂(也称为胶凝剂或螯合剂)的水溶性盐复合物。第一交联剂相比交联体系中的其他交联剂在网络聚合物(即游戏组合物的粘合剂)中产生最大的交联密度。也就是说，第一交联剂在网络聚合物的每单位体积中产生最大数量的交联。在本发明的一种实施方式中，第一交联剂在网络聚合物中产生至少约45％的交联。作为实例，第一交联剂在网络聚合物中产生约55％的交联。第一交联剂在碱性环境(例如pH为8.5-10的环境)中有效。在本发明的一种实施方式中，第一交联剂是水溶性碱金属碳酸氢盐。作为实例，第一交联剂是碳酸氢钾(KHCO₃)。可选的化合物可包括碳酸氢镁、碳酸氢钠、其衍生物及其组合。在本发明的另一实施方式中，第一交联剂是磷酸的盐，如磷酸氢二钠(Na₂HPO₄，也称为二盐基磷酸钠)、磷酸氢二镁，磷酸氢二钾、其衍生物及其组合。

第二交联剂和第三交联剂在本发明的交联体系中各自产生低于第一交联剂的交联密度(即，各自在聚合物网络中每单位体积产生较低数量的交联)。在一种实施方式中，第二交联剂在网络聚合物中产生不超过30％的交联。作为实例，第二交联剂在网络聚合物中产生约25％的交联。在一种实施方式中，第二交联剂是水溶性碱金属碳酸盐。作为实例，第二交联剂是碳酸钠(Na₂CO₃)、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钾、碳酸镁、其衍生物及其组合。第二交联剂选择为在微酸性到微碱性环境(例如pH为5.1-8.4的环境)中有效。

第三交联剂可以产生比第一和第二交联剂低的交联密度。第三交联剂可在网络聚合物中产生不超过25％的交联。作为实例，第三交联剂在网络聚合物中产生约15-20％的交联。在本发明的一种实施方式中，第三交联剂是硼化合物，如硼酸的盐。作为实例，第三交联剂是四硼酸钠(Na₂B₄O₇)。第三交联剂选择为在酸性到碱性环境(例如，pH为5.1-9.5的环境)中有效。

在本发明的一种实施方式中，第一交联剂以最大的量存在于交联体系中。其次，第二交联剂以少于第一交联剂，但大于第三交联剂的量存在。