CN119410085A - 一种环保驱蚊橡皮擦及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保驱蚊橡皮擦及其制备方法，属于橡皮擦技术领域，首先，本发明制备的环保驱蚊橡皮擦由以下质量百分比原料组成：碳酸钙40%～50%；PVC糊树脂25%～28%；增塑剂18%～20%；驱蚊剂5.5%～7.5%；硬脂酸0.5%～1.5%；硬脂酸锌0.5%～1.5%和硬脂酸钙0.5%～1.5%。本发明通过向以碳酸钙和PVC糊树脂为主要材料的橡皮擦中添加本发明自制的驱蚊剂，最终经检测，所制备的环保驱蚊橡皮擦在保证优异擦除效果和力学性能的基础上，兼具优异的驱蚊效果。

Description

一种环保驱蚊橡皮擦及其制备方法

技术领域

本发明属于橡皮擦技术领域，具体涉及一种环保驱蚊橡皮擦及其制备方法。

背景技术

在日常生活和学习工作环境中，蚊虫叮咬一直是困扰人们的问题。传统的驱蚊方式主要依靠蚊香、驱蚊液等化学药剂，但这些产品存在诸多局限性。蚊香燃烧会产生烟雾和有害气体，不仅污染室内空气，对人体呼吸道也有一定刺激；驱蚊液虽相对便捷，但其中含有的化学成分如避蚊胺等，部分人群可能对其过敏，且大量使用也会对环境造成一定压力。

橡皮擦作为学生常用文具，在日常使用场景中与使用者近距离接触频繁。而教室、办公室等学习工作场所往往也是蚊虫容易出没的地方。目前市场上的橡皮擦功能较为单一，仅具备基本的擦除字迹功能，无法满足人们在使用过程中对驱蚊防护的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保驱蚊橡皮擦及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种环保驱蚊橡皮擦，由以下质量百分比原料组成：

碳酸钙 40%～50%；

PVC糊树脂 25%～28%；

增塑剂 18%～20%；

驱蚊剂 5.5%～7.5%；

硬脂酸 0.5%～1.5%；

硬脂酸锌 0.5%～1.5%；

硬脂酸钙 0.5%～1.5%。

进一步地，所述增塑剂由环氧大豆油、甘油和柠檬酸酯类增塑剂按照质量比2～4:1:5～7混合而成。

进一步地，所述柠檬酸酯类增塑剂为柠檬酸三乙酯或柠檬酸三丁酯。

进一步地，所述驱蚊剂由以下步骤制备：

室温下，混合香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈，再以800r/min转速磁力搅拌4～5min，得到油相，再向去离子水中搅拌加入乳化剂，得到水相，将油相加入水相中，在10000r/min下高速剪切乳化2min，然后在氮气保护下，将体系升温至78～80℃，再以300r/min的转速搅拌聚合8～10h，完毕后，得到驱蚊剂。

进一步地，所述香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的用量比为2.5～10g:3g:2g:0.1g。

进一步地，所述乳化剂为乳化剂EL-20、乳化剂EL-40和乳化剂EL-80中的一种；所述水相中乳化剂的用量为5.5～7.0wt%。

进一步地，所述油相和水相的体积比为1:10。

进一步地，所述一种环保驱蚊橡皮擦的制备方法，包括以下步骤：

首先按照上述质量百分比称取各原料，然后将硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙搅拌混合10～20min，再置于高速球磨机中进行球磨过100目，得到混合粉料，再将碳酸钙、PVC糊树脂、增塑剂、驱蚊剂和混合料置于搅拌釜内室温搅拌10～20min，再升温至50～60℃，恒温搅拌1～2h，搅拌完毕后，冷却至室温后，再进行真空脱泡，得到橡皮擦原料，再将橡皮擦原料倒入模具中进行热压成型，热压成型完毕后，冷却至室温，再经脱模后切削打磨至所需尺寸和形状，得到保驱蚊橡皮擦。

进一步地，所述真空脱泡的真空度为4～5Pa，真空脱泡的时间为1～2h。

进一步地，所述热压成型的压力为1～1.2MPa，热压成型的温度为120～130℃，热压成型的时间为4～5min。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种环保驱蚊橡皮擦及其制备方法，本发明通过向以碳酸钙和PVC糊树脂为主要材料的橡皮擦中添加本发明自制的驱蚊剂，最终经检测，所制备的环保驱蚊橡皮擦在保证优异擦除效果和力学性能的基础上，兼具优异的驱蚊效果。具体原理如下：

首先，本发明自制的驱蚊剂中以香茅油为主要驱蚊成分，香茅油是一种天然的植物提取物，含有香茅醇、香叶醇等成分，这些成分具有特殊的气味，能够干扰蚊子的嗅觉系统，使蚊子难以定位人体，从而起到驱蚊的作用；然后，本发明通过微胶囊化将香茅油包裹起来形成微胶囊，具体地，本发明以甲基丙烯酸羟乙酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为壳材，香茅油作为芯材，采用原位聚合法制备香茅油微胶囊，即驱蚊剂。微胶囊形式的驱蚊剂可使香茅油缓慢释放，延长其驱蚊的有效时间，同时，微胶囊能够保护香茅油的有效成分，减少其在储存和使用过程中的挥发和分解，提高驱蚊剂的稳定性。

然后，本发明选用甲基丙烯酸羟乙酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在引发剂偶氮二异丁腈作用下利用原位聚合制备微胶囊壳材，由于甲基丙烯酸羟乙酯含有端羟基，赋予所制备的微胶囊表面丰富的羟基官能团，橡皮擦各原料混合搅拌过程中，表面富含羟基的驱蚊剂能够与碳酸钙（碳酸钙表面含有羟基）、PVC糊树脂（含有氯原子等极性基团）和硬脂酸及其钙镁盐（含有羧基）间产生相互作用（主要为氢键作用），进而提高驱蚊剂与橡皮擦基材间的相互作用，提高了驱蚊剂在橡皮擦基材间的稳定性，最终表现在提高环保驱蚊橡皮擦的驱蚊作用的稳定性。

最后，橡皮擦是学生等群体的常用文具，而在日常学习生活中，蚊虫叮咬是常见困扰，将驱蚊功能与橡皮擦相结合，满足了人们对于文具实用性和防蚊需求的双重追求，使产品更具竞争力，能够吸引更多消费者购买。并且，在文具市场中，产品同质化现象较为普遍，环保驱蚊橡皮擦的出现为文具品牌提供了差异化竞争的机会，有助于品牌树立独特的形象和优势，吸引更多消费者关注和选择，提升品牌的市场份额和竞争力。进一步地，随着消费者对健康和环保的关注度不断提高，更倾向于选择天然、无毒、无害的产品，环保驱蚊橡皮擦采用植物提取的天然原料等环保材料制作，不含有害化学物质，符合消费者对环保和健康的要求。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

制备驱蚊剂：

S1、室温下，混合香茅油(85/38%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)、甲基丙烯酸羟乙酯(纯度96%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(纯度85%；含100ppmMEHQ稳定剂；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)和偶氮二异丁腈(纯度98%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)，再以800r/min转速磁力搅拌4min，得到油相，其中，香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的用量比为2.5g:3g:2g:0.1g；

S2、室温下，向去离子水中搅拌加入乳化剂，得到水相，其中，乳化剂为乳化剂EL-20，乳化剂EL-20购自天津科技生化技术有限公司，水相中乳化剂的用量为5.5wt%；

S3、将油相按照体积比1:10加入水相中，在10000r/min下高速剪切乳化2min，然后在氮气保护下，将体系升温至78℃，再以300r/min的转速搅拌聚合8h，完毕后，得到香茅油微胶囊，即得驱蚊剂。

实施例2

制备驱蚊剂：

S1、室温下，混合香茅油(85/38%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)、甲基丙烯酸羟乙酯(纯度96%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(纯度85%；含100ppmMEHQ稳定剂；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)和偶氮二异丁腈(纯度98%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)，再以800r/min转速磁力搅拌5min，得到油相，其中，香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的用量比为8g:3g:2g:0.1g；

S2、室温下，向去离子水中搅拌加入乳化剂，得到水相，其中，乳化剂为乳化剂EL-40，乳化剂EL-40购自天津科技生化技术有限公司，水相中乳化剂的用量为6.5wt%；

S3、将油相按照体积比1:10加入水相中，在10000r/min下高速剪切乳化2min，然后在氮气保护下，将体系升温至80℃，再以300r/min的转速搅拌聚合10h，完毕后，得到香茅油微胶囊，即得驱蚊剂。

实施例3

制备驱蚊剂：

S1、室温下，混合香茅油(85/38%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)、甲基丙烯酸羟乙酯(纯度96%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(纯度85%；含100ppmMEHQ稳定剂；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)和偶氮二异丁腈(纯度98%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)，再以800r/min转速磁力搅拌5min，得到油相，其中，香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的用量比为10g:3g:2g:0.1g；

S2、室温下，向去离子水中搅拌加入乳化剂，得到水相，其中，乳化剂为乳化剂EL-80，乳化剂EL-80购自天津科技生化技术有限公司，水相中乳化剂的用量为7.0wt%；

S3、将油相按照体积比1:10加入水相中，在10000r/min下高速剪切乳化2min，然后在氮气保护下，将体系升温至80℃，再以300r/min的转速搅拌聚合10h，完毕后，得到香茅油微胶囊，即得驱蚊剂。

实施例4

制备环保驱蚊橡皮擦：

首先，按照如下质量百分比称取各原料：

碳酸钙 40%；

PVC糊树脂 28%；

增塑剂 20%；

实施例1制备的驱蚊剂 7.5%；

硬脂酸 1.5%；

硬脂酸锌 1.5%；

硬脂酸钙 1.5%。

其中，碳酸钙购自国药集团化学试剂有限公司。

其中，PVC糊树脂的比浓黏度为136mL/g，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

其中，增塑剂由环氧大豆油、甘油和柠檬酸三乙酯按照质量比4:1:5混合而成，其中，环氧大豆油为CP级，甘油为AR级，柠檬酸三乙酯的纯度为98%，均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

其中，硬脂酸的型号Lutacid SA50，购自四川天宇油脂化学有限公司。

其中，硬脂酸锌为CP级，购自天津市光复科技发展有限公司。

其中，硬脂酸钙为AR级，购自天津市光复科技发展有限公司。

然后，将硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙搅拌混合10min，再置于高速球磨机中进行球磨过100目，得到混合粉料，再将碳酸钙、PVC糊树脂、增塑剂、实施例1制备的驱蚊剂和混合料置于搅拌釜内室温搅拌10min，再升温至50℃，恒温搅拌1h，搅拌完毕后，冷却至室温后，抽真空至4Pa，进行真空脱泡，真空脱泡时间为1h，真空脱泡完毕后，得到橡皮擦原料，再将橡皮擦原料倒入模具中进行热压成型，热压成型的压力为1MPa，热压成型的温度为120℃，热压成型的时间为4min，热压成型完毕后，冷却至室温，再经脱模后切削打磨至所需尺寸和形状，得到环保驱蚊橡皮擦。

实施例5

制备环保驱蚊橡皮擦：

首先，按照如下质量百分比称取各原料：

碳酸钙 45%；

PVC糊树脂 27%；

增塑剂 18%；

实施例2制备的驱蚊剂 7%；

硬脂酸 1%；

硬脂酸锌 1%；

硬脂酸钙 1%。

其中，碳酸钙购自国药集团化学试剂有限公司。

其中，PVC糊树脂的比浓黏度为136mL/g，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

其中，增塑剂由环氧大豆油、甘油和柠檬酸三丁酯按照质量3:1:6混合而成，其中，环氧大豆油为CP级，甘油为AR级，柠檬酸三丁酯的纯度为98%，均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

其中，硬脂酸的型号Lutacid SA50，购自四川天宇油脂化学有限公司。

其中，硬脂酸锌为CP级，购自天津市光复科技发展有限公司。

其中，硬脂酸钙为AR级，购自天津市光复科技发展有限公司。

然后，将硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙搅拌混合20min，再置于高速球磨机中进行球磨过100目，得到混合粉料，再将碳酸钙、PVC糊树脂、增塑剂、实施例2制备的驱蚊剂和混合料置于搅拌釜内室温搅拌20min，再升温至55℃，恒温搅拌2h，搅拌完毕后，冷却至室温后，抽真空至5Pa，进行真空脱泡，真空脱泡时间为2h，真空脱泡完毕后，得到橡皮擦原料，再将橡皮擦原料倒入模具中进行热压成型，热压成型的压力为1.2MPa，热压成型的温度为123℃，热压成型的时间为5min，热压成型完毕后，冷却至室温，再经脱模后切削打磨至所需尺寸和形状，得到环保驱蚊橡皮擦。

实施例6

制备环保驱蚊橡皮擦：

首先，按照如下质量百分比称取各原料：

碳酸钙 50%；

PVC糊树脂 25%；

增塑剂 18%；

实施例3制备的驱蚊剂 5.5%；

硬脂酸 0.5%；

硬脂酸锌 0.5%；

硬脂酸钙 0.5%。

其中，碳酸钙购自国药集团化学试剂有限公司。

其中，PVC糊树脂的比浓黏度为136mL/g，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

其中，增塑剂由环氧大豆油、甘油和柠檬酸三丁酯按照质量比2:1:7混合而成，其中，环氧大豆油为CP级，甘油为AR级，柠檬酸三丁酯的纯度为98%，均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

其中，硬脂酸的型号Lutacid SA50，购自四川天宇油脂化学有限公司。

其中，硬脂酸锌为CP级，购自天津市光复科技发展有限公司。

其中，硬脂酸钙为AR级，购自天津市光复科技发展有限公司。

然后，将硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙搅拌混合20min，再置于高速球磨机中进行球磨过100目，得到混合粉料，再将碳酸钙、PVC糊树脂、增塑剂、实施例3制备的驱蚊剂和混合料置于搅拌釜内室温搅拌20min，再升温至60℃，恒温搅拌2h，搅拌完毕后，冷却至室温后，抽真空至5Pa，进行真空脱泡，真空脱泡时间为2h，真空脱泡完毕后，得到橡皮擦原料，再将橡皮擦原料倒入模具中进行热压成型，热压成型的压力为1.2MPa，热压成型的温度为130℃，热压成型的时间为5min，热压成型完毕后，冷却至室温，再经脱模后切削打磨至所需尺寸和形状，得到环保驱蚊橡皮擦。

对比例1

对比例1为实施例5的对照组，将实施例5中的实施例2制备的驱蚊剂替换为香茅油(85/38%；购自上海麦克林生化科技股份有限公司)，其余原料、原料用量和制备步骤保持与实施例5中一致，最终得到环保驱蚊橡皮擦。

对比例2

对比例2为实施例5的对照组，将实施例5中的实施例2制备的驱蚊剂去除，其余原料、原料用量和制备步骤保持与实施例5中一致，最终得到橡皮擦。

测试例1

对实施例4～实施例6和对比例1～对比例2最终制备的橡皮擦进行性能测试，性能测试过程如下，测试结果如表1所示：

消字率：参照中华人民共和国轻工行业标准QB/T2309-2020《橡皮擦》中5.4.2的规定，进行消字率的测试。

硬度：参照中华人民共和国轻工行业标准QB/T2309-2020《橡皮擦》中5.4.1的规定，采用上海六棱仪器厂的LX-A型硬度计进行邵氏硬度测试。

攻击力试验：在40cm×30cm×30cm蚊笼中放入蚊虫约150只雌白纹伊蚊(以下简称：试蚊)，实验人员将手伸入蚊笼中2min，前来停落的试蚊多于30只则为攻击力合格，可用于人体驱避试验。

人体驱避试验：准备橡皮擦，取同组实施例/对比例生产的橡皮擦，平均分为10组，每组独立进行人体驱避试验，单组实施例/对比例取10组试验结果的平均值，具体地，人体驱避试验过程如下：在实验人员两只手背上各暴露40mm×40mm皮肤，遮盖其余部分，其中一只手不使用任何驱蚊产品作为对照组，另一只手持有橡皮擦作为试验组，先后将两只手伸入盛放试蚊的蚊笼，记录2min内叮刺裸露皮肤的试蚊个数，记作叮刺数，单组实施例/对比例取10组试验结果的平均值，并依下式计算橡皮擦对皮肤的有效保护率：

。

人体驱避试验的持久性：取生产后放置90天的橡皮擦进行人体驱避试验，具体试验过程同上，最终计算90天后的有效保护率。

表1 测试结果

项目	实施例4	实施例5	实施例6	对比例1	对比例2
						实验纸-消字率/%	92.0	95.3	94.8	95.1	95.7
邵氏硬度/A	61	67	65	66	69
						有效保护率/%	89.8	93.4	91.3	86.5	7.5
90天有效保护率/%	83.5	88.2	85.4	44.0	5.0

由表1可以看出，本发明实施例4～实施例6制备的橡皮擦具有优异的擦除性能和力学性能，同时表现出优异的驱蚊效果。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括、包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，由以下质量百分比原料组成：

碳酸钙 40%～50%；

PVC糊树脂 25%～28%；

增塑剂 18%～20%；

驱蚊剂 5.5%～7.5%；

硬脂酸 0.5%～1.5%；

硬脂酸锌 0.5%～1.5%；

硬脂酸钙 0.5%～1.5%。

2.根据权利要求1所述的一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，所述增塑剂由环氧大豆油、甘油和柠檬酸酯类增塑剂按照质量比2～4:1:5～7混合而成。

3.根据权利要求2所述的一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，所述柠檬酸酯类增塑剂为柠檬酸三乙酯或柠檬酸三丁酯。

4.根据权利要求1所述的一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，所述驱蚊剂由以下步骤制备：

室温下，混合香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈，再以800r/min转速磁力搅拌4～5min，得到油相，再向去离子水中搅拌加入乳化剂，得到水相，将油相加入水相中，在10000r/min下高速剪切乳化2min，然后在氮气保护下，将体系升温至78～80℃，再以300r/min的转速搅拌聚合8～10h，完毕后，得到驱蚊剂。

5.根据权利要求4所述的一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，所述香茅油、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和偶氮二异丁腈的用量比为2.5～10g:3g:2g:0.1g。

6.根据权利要求4所述的一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，所述乳化剂为乳化剂EL-20、乳化剂EL-40和乳化剂EL-80中的一种；所述水相中乳化剂的用量为5.5～7.0wt%。

7.根据权利要求4所述的一种环保驱蚊橡皮擦，其特征在于，所述油相和水相的体积比为1:10。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的一种环保驱蚊橡皮擦的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先按照上述质量百分比称取各原料，然后将硬脂酸、硬脂酸锌和硬脂酸钙搅拌混合10～20min，再置于高速球磨机中进行球磨过100目，得到混合粉料，再将碳酸钙、PVC糊树脂、增塑剂、驱蚊剂和混合料置于搅拌釜内室温搅拌10～20min，再升温至50～60℃，恒温搅拌1～2h，搅拌完毕后，冷却至室温后，再进行真空脱泡，得到橡皮擦原料，再将橡皮擦原料倒入模具中进行热压成型，热压成型完毕后，冷却至室温，再经脱模后切削打磨至所需尺寸和形状，得到保驱蚊橡皮擦。

9.根据权利要求8所述的一种环保驱蚊橡皮擦的制备方法，其特征在于，所述真空脱泡的真空度为4～5Pa，真空脱泡的时间为1～2h。

10.根据权利要求8所述的一种环保驱蚊橡皮擦的制备方法，其特征在于，所述热压成型的压力为1～1.2MPa，热压成型的温度为120～130℃，热压成型的时间为4～5min。