一种高承载记忆棉及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及家居用品的技术领域，具体涉及一种高承载记忆棉及其制备方法与应用，高承载记忆棉由如下重量份的原料制备而成：聚氧乙烯三醇25‑40份、聚醚多元醇10‑20份、甲苯二异氰酸酯10‑20份、开孔剂1‑2.5份、硅油0.2‑0.4份、辛酸亚锡0.003‑0.005份、功能性复合粉体1.5‑3.5份、乙二醇10‑15份及硅烷偶联剂3‑8份，所述功能性复合粉体为采用氧化石墨烯与气相白炭黑经原位凝胶化处理而得；本发明专利技术的高承载记忆棉具有透气及回弹性好、承载力高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高承载记忆棉及其制备方法与应用
本专利技术涉及家居用品的
，尤其是涉及一种高承载记忆棉及其制备方法与应用。
技术介绍
记忆绵又叫“慢回弹海绵”、“惰性海绵”及“零压绵”，是一种具有开孔结构的黏弹性聚氨酯软质泡棉。记忆棉在受到压力冲击时，会同时发生两种形变：一种是弹性形变(蓄能性形变)，其所蓄积的部分能量，能在外力撤除后让记忆绵材料慢慢恢复到受压前的形状；另一种是塑性变形(耗能性形变)，这种变形可吸收90％以上的冲击能，对与其接触的施压物体现很小的反弹力；因此，记忆棉具有吸收压力且反复使用而不变形的特点。聚氨酯软质泡棉是一种有彼此发生热力学微相分离的硬分子链段与软分子链段构成的聚合物，其即含有固定相，又含有可逆相。固定相的功能是记忆泡沫的原始形状，以及使泡沫变形后能恢复至原来的形状，同时使泡沫具有所需要的承载能力。可逆相是富有大分子软段的无定形区，其功能是能使泡沫发生软化/硬化的可逆变化，从而实现泡沫的形状变化，同时使泡沫具有所要求的回弹性。现有的聚氨酯记忆棉虽然有很多优异的性能，但是仍然存在一些缺陷，如形状恢复力较小、力学性能欠佳、透气性欠佳等，使得其在实际生产生活的应用中受到限制。尤其是力学性能欠佳、形状恢复力小导致其被较重的施压物压至变形后，难以完全恢复，影响其使用寿命。影响聚氨酯记忆棉承载力的因素主要有泡沫泡孔的尺寸大小及分布、泡孔孔壁的薄厚、泡孔的开孔率，固定相的结构组成、性能及用量等。申请公布号为CN104744664A的专利技术专利申请公开了一种纳米银记忆棉的生产方法，其主要包括两个步骤：1.纳米银原浆的生产：1)用无水乙醇和蒸馏水按质量比100:60配制成无水乙醇/水的混合溶液，并用质量浓度36％的乙酸调节溶液PH至5.5左右；2)取用规格为3-8nm的纳米银粉、纳米二氧化钛粉和聚乙烯吡咯烷酮，按照质量比为40:45:5配制，加入无水乙醇/水的混合溶液中，在40℃温度下恒温搅拌4h至溶液呈现溶胶状态；3)按照溶胶与γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷偶联剂质量比为9:1的配制，室温下搅拌2h，即得到纳米银原浆；2.纳米银记忆棉的生产：1)将N，N-二甲基甲酰胺用4A分子筛干燥；2)将软段分子量在3000-5000的聚己二酸丁二醇酯与纳米银原浆按照质量比100-120:5-7配制搅拌，并在80-100℃的条件下抽真空脱水；3)取3-5重量份2,4-甲苯二异氰酸酯和100-110重量份70℃熔融状态的PBAG与纳米银原浆混合物，在80℃以及氮气保护下快速搅拌反应2h得预聚物；4)在搅拌反应器中加入40-50重量份N，N-二甲基甲酰胺搅拌2h；5)加入35-40重量份的1,4-丁二醇做为硬段进行扩链反应，在80℃条件下继续搅拌2.5h；6)抽真空脱除溶液中的气泡，并将溶液转移至模具中，在50℃-60℃真空烘箱中蒸发干燥；7)从烘箱中取出模具，经脱模后冷却至常温，自然时效24小时，即制备成纳米银记忆棉材料。其以纳米银为原料，通过溶胶-凝胶的方法制备纳米银包覆二氧化钛，使纳米银包裹了聚氨酯分子，提高了记忆棉材料的力学性能，并使其具有较高的密度，同时兼具抗菌、防霉的功能。但是，上述现有技术存在如下缺陷：第一，纳米银原浆中的纳米银与纳米二氧化钛容易团聚，使记忆棉内部出现局部密度不均的问题，不仅影响记忆棉的力学性能，而且会导致其除湿、透气性能下降；第二，由于可逆相是富有大分子软段的无定形区，将纳米银原浆复合在软段聚合物(可逆相)中，在成型后可逆相随温度变化发生软硬变化的过程中，纳米银与二氧化钛颗粒保持不变，并且其在可逆相中的分散均匀性受泡孔尺寸大小及分布、泡孔孔壁的薄厚、泡孔的开孔率的影响，极易在变化过程中出现局部分散过多或过少的问题，从而对记忆棉的承载力存在不利的影响。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的是提供一种高承载记忆棉，具有透湿气及回弹性好、承载力高的优点。本专利技术的第二个目的是提供一种高承载记忆棉的制备方法。本专利技术的第三个目的是提供一种高承载记忆棉的应用。本专利技术的第一个目的通过以下技术方案得以实现：一种高承载记忆棉，其由如下重量份的原料制备而成：聚氧乙烯三醇25-40份、聚醚多元醇10-20份、甲苯二异氰酸酯10-20份、开孔剂1-2.5份、硅油0.2-0.4份、辛酸亚锡0.003-0.005份、功能性复合粉体1.5-3.5份、乙二醇10-15份及硅烷偶联剂3-8份，所述功能性复合粉体为采用氧化石墨烯与气相白炭黑经原位凝胶化处理而得。通过采用上述技术方案，石墨烯作为一种新型的二维材料，是由sp2杂化碳原子以蜂巢的结构形式组成的单层碳原子层，其特殊的结构使其具有大比表面积、高透明度、化学惰性和优异的机械强度；将其应用于记忆棉中，不仅能够强化人体皮肤的免疫细胞功能，达到消炎抑菌之效，而且能通过体温激发远红外波，达到抗菌抑菌、超强祛湿的功效。但是，单原子层厚度的石墨烯片层由于具有巨大的比表面积，片层之间存在较强的范德华作用力，导致石墨烯片层之间极易发生片层叠合团聚效应。气相白炭黑由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点，使它表现出极强的活性，一部分与本专利技术高分子材料体系中的氧起键合作用，提高了分子间的键力；另一部分则分布在高分子链的空隙中，全面支撑，使记忆棉的承载力得到较大的提高。通过氧化石墨烯与气相白炭黑经原位凝胶化处理得到的功能性复合粉体，使石墨烯片层之间相互缠绕构成疏松多孔骨架，气相白炭黑颗粒则均匀分散在氧化石墨烯表面及其孔结构中，降低了石墨烯及气相白炭黑自身的团聚效应，增加了石墨烯与气相白炭黑同高分子材料的相互作用，提高了其在本专利技术记忆棉中的分散性能，从而提高了本专利技术记忆棉的透湿气及承载力性能。乙二醇在本专利技术的记忆棉中，一方面作为硬段的低分子量扩链剂；另一方面作为分散剂，配合硅烷偶联剂，对功能性复合粉体的表面进行处理，能够提高功能性复合粉体在本专利技术记忆棉体系中的分散均匀性。作为优选：其由如下重量份的原料制备而成：聚氧乙烯三醇30-37份、聚醚多元醇12-18份、甲苯二异氰酸酯12-18份、开孔剂1-2.5份、硅油0.2-0.4份、辛酸亚锡0.003-0.005份、功能性复合粉体1.5-3.5份、乙二醇10-15份及硅烷偶联剂3-8份。作为优选：所述功能性复合粉体制备前，先对气相白炭黑进行如下操作：在球料比为4:1、浆料浓度2.8％的条件下，加入浆料总重12％的聚乙二醇，对气相白炭黑进行超细研磨，得到磨细后的气相白炭黑。通过采用上述技术方案，对气相白炭黑进行预处理，使其团聚体解离，得到粒径较小的颗粒，使气相白炭黑颗粒能更加均匀的分散在氧化石墨烯表面及其孔结构中，提高了功能性复合粉体在本专利技术记忆棉中的分散性能。作为优选：所述氧化石墨烯为采用生物质石墨烯为原料，用Hummers方法制备而成。通过采用上述技术方案，生物质石墨烯是以生物质秸秆中的纤维素为原料，不仅具有石墨烯二维片层结构，还具有增强远红外的性能，其具有良好的生物相容性，不含有也不产生对人体有害的化学物质和成分，是一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高承载记忆棉，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：聚氧乙烯三醇25-40份、聚醚多元醇10-20份、甲苯二异氰酸酯10-20份、开孔剂1-2.5份、硅油0.2-0.4份、辛酸亚锡0.003-0.005份、功能性复合粉体1.5-3.5份、乙二醇10-15份及硅烷偶联剂3-8份，所述功能性复合粉体为采用氧化石墨烯与气相白炭黑经原位凝胶化处理而得。/n

【技术特征摘要】
1.一种高承载记忆棉，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：聚氧乙烯三醇25-40份、聚醚多元醇10-20份、甲苯二异氰酸酯10-20份、开孔剂1-2.5份、硅油0.2-0.4份、辛酸亚锡0.003-0.005份、功能性复合粉体1.5-3.5份、乙二醇10-15份及硅烷偶联剂3-8份，所述功能性复合粉体为采用氧化石墨烯与气相白炭黑经原位凝胶化处理而得。


2.根据权利要求1所述的高承载记忆棉，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：聚氧乙烯三醇30-37份、聚醚多元醇12-18份、甲苯二异氰酸酯12-18份、开孔剂1-2.5份、硅油0.2-0.4份、辛酸亚锡0.003-0.005份、功能性复合粉体1.5-3.5份、乙二醇10-15份及硅烷偶联剂3-8份。


3.根据权利要求1所述的高承载记忆棉，其特征在于：所述功能性复合粉体制备前，先对气相白炭黑进行如下操作：在球料比为4:1、浆料浓度2.8%的条件下，加入浆料总重12%的聚乙二醇，对气相白炭黑进行超细研磨，得到磨细后的气相白炭黑。


4.根据权利要求1所述的高承载记忆棉，其特征在于：所述氧化石墨烯为采用生物质石墨烯为原料，用Hummers方法制备而成。


5.根据权利要求4所述的高承载记忆棉，其特征在于，所述生物质石墨烯采用如下工艺制备得到：木质素秸秆→粉碎处理→弱酸调质→气爆处理→纤维素催化→碳化处理→高压气爆分离→生物质石墨烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙滨，刘龙水，郭学章，陈光辉，
申请(专利权)人：泉州玺堡家居科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35