一种高韧性的自降温清凉凝胶垫及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种高韧性的自降温清凉凝胶垫及其应用。该凝胶垫由内部的凝胶和外部的垫片组成，其中内部的凝胶由可聚合功能单体、生物高分子、化学交联剂、物理交联剂、填充剂、防腐剂和保水剂溶于水在氧化还原引发体系下注入模具聚合而成，外部的垫片为PVC膜或铝箔膜，其特点是采用物理和化学复配交联体系，并具有降温、清凉和散热功能。本发明专利技术凝胶垫可部分替代空调、水垫、冰晶垫、玉石垫和竹草凉席等。本发明专利技术凝胶垫可用于床上用凉垫、办公室午睡枕、汽车或沙发等坐垫、床垫、杯垫、笔记本散热垫和宠物凉爽垫等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于软湿高分子凝胶、纳米复合材料和家居用品领域，特别涉及一种高韧性的自降温清凉凝胶垫及其应用。
技术介绍
夏天，当气温高于28°C时，人体会感觉不适，而且随着温度的不断升高，这种不适也会越来越强烈。开窗户或吹风扇由于气流太热而效果不佳，开空调虽然很凉爽，但因长时间空气不流通而导致头昏脑胀、记忆力衰退、体内水分流失、免疫力下降等诸多状况，直接的损害身体健康，即所谓的“空调病”。在目前能源紧缺的情况下，空调的使用还导致电能消耗过大。据调查统计，夏天中国平均每户每天使用空调10个小时，那么一个夏天一户因使 用空调相当耗电至少600度，相当于I个60瓦日光灯连续工作10000个小时即416. 7天的耗电量。目前降温用品除空调外有坐垫、靠垫、床垫和枕垫等，诸如各种凉席、草席、枕席等，只是将人体与床单隔开，使人体不与棉麻布单直接接触，但很快就与体温一致，实际达不到凉爽效果。另有产品利用冰块降温，但既笨重而且携带不方便。此外还有水垫和冰晶垫，水垫是利用水来给人体降温，当久坐后，垫子中的温度也会上升，因而必须做换水处理。水晶垫是利用填充物芒硝，极易受潮，吸收人体的遇热后产生的水分来进行降温，但当达到一定温度，垫子中的填充物也会因为芒硝受热融合而成为液体状。水凝胶(hydrogel)是最常见的一种凝胶，是通过共价键、范德华力或氢键等作用相互交联形成三维网络结构，在水中能够溶胀但不溶解的聚合物，是自然界中普遍存在的一种物质形态，人体的肌肉、血管、眼球等器官都是由水凝胶构成。水凝胶具有良好的吸水性，并在一定的条件下脱水退溶胀，是一类集吸水、保水、缓释于一体并且发展迅速的功能高分子材料。它能吸收大量的水，能保持一定的形状并且性质柔软。利用高分子凝胶中水的高比热容可以将人体表热量吸收到降温垫的内部，通过凝胶的三维网状分子结构对热量的高传导性和扩散性，使人体的热量与凝胶凉垫之间，凝胶凉垫与周围空气之间形成了良好的热交换和传导过程，让身体与床垫本来散热不充分的接触面有了更有效的散热途径，从而扩大身体的散热面积，形成舒适有效的降温。中国专利CN2930345Y公开了一种降温衣的做法，其核心是凝胶储冷剂袋的使用，即在人体抗热能力较弱的后背及前襟前胸部位，设置一些贴身小袋，在小袋内设置有密封的能反复使用的凝胶状储冷剂袋子，平时将储袋取出放于冰箱内，出门时再将储冷的储冷剂袋装入降温衣贴身小袋内。显然其缺点是每次使用前需要放入冰箱冷冻，而且降温效果范围小。中国专利CN1068138A公开了一种“聚合物水凝胶及其蓄冷装置”，其蓄冷装置的核心是由塑料外壳和以聚合物水凝胶为冷冻介质，外面再辅以隔离层而组成，但这种装置结构相对复杂，而且大部分用于医疗中，此外也不具有环保性。中国专利CN101879148B公开了一种细菌纤维素水凝胶降温贴的制备方法及其制品，主要是将经过处理达到医用等级的细菌纤维素水凝胶膜在一定浓度的明胶水溶液中浸泡，通过加入冰片和薄荷脑实现降温功效。中国专利CN102532767A公开了ー种水基降温材料及其制备方法，该水基降温材料包括水凝胶和相变储能微胶囊。综上分析，目前报导的水凝胶均需加入外部材料，如微胶囊和冰片等实现降温功能，不具有自降温功能，而且也未指出凝胶是否具有柔韧性等特点，而良好的柔韧性对产品的重复使用有重要现实意义。本专利技术的一种高韧性的自降温清凉凝胶垫不加入外部降温介质，具有自降温功能，且柔韧性高，可拉、弯和扭，可无限次重复使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高韧性的自降温清凉凝胶垫，克服水垫、冰晶垫和竹草凉席等夏季降温用品舒适度差、降温时间短、重复使用性差的缺点。本专利技术的一种高韧性的自降温清凉凝胶垫，由内部凝胶和外部垫片组成,其中内部凝胶由可聚合功能単体、生物高分子、化学交联剂、物理交联剂、填充剂、防腐剂和保水剂溶于水在氧化还原弓I发体系下注入模具聚合而成，外部垫片为PVC膜或铝箔膜。 所述的可聚合功能单体为丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、双こ基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酷、丙烯酸こ酷、甲基丙烯酸こ酷、丙烯酸叔丁酷、丙烯酸-N，N-ニ甲胺基こ酷、甲基丙烯酸-2-羟基こ酷，其无机熬，以及其共混、接枝产物或衍生物。所述的生物高分子为淀粉、羧甲基纤维素钠、聚羟基丁酸酷、聚(羟基丁酸-羟基戊酸酷)、聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酷、海藻酸钠、左旋聚丙交酷、聚天冬氨酸、聚こニ醇、聚乳酸、谷氨酸、瓜耳胶、胶原蛋白、琼脂、半乳糖、腐植酸钠和蚕丝丝胶中的任意一种或多种混合物。所述的化学交联剂为N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、ニ(甲基)丙烯酸こニ醇酯、ニこ烯基苯、戊ニ醛和ニ缩水甘油基こ醚中的任意ー种，物理交联剂为硅酸镁锂、锂皂石、镁皂石和锂镁皂石中的任意ー种。所述的填充剂为纳米碳酸钙、纳米高岭土、纳米蒙脱土、碳纤维、石英粉、滑石粉、石棉粉、云母、凹凸棒、炭黑、石墨、氧化铝粉、纳米碳化硅和纳米海泡石中的任意一种或多种混合物。所述的防腐剂为苯甲酸钠、山梨酸钾、对羟基苯甲酸こ酷、对羟基苯甲酸丁酯和双こ酸钠中的任意ー种，所述的保水剂为多价或多羟基的糖或醇，具体为甘油、山梨醇、丙ニ醇、ニ甘醇、丁ニ醇和こニ醇中的任意ー种。所述的氧化还原体系中的氧化剂为过硫酸氨或过硫酸钾，还原剂为四甲基こニ胺或亚硫酸氢钠。所述的自降温清凉凝胶垫的高韧性在于采用物理和化学交联剂复配体系。所述的自降温清凉凝胶垫的外包装为棉、麻、毛、丝绸和化纤织物。所述的自降温清凉凝胶垫在床上用凉垫、办公室午睡枕、汽车或沙发等坐垫、床垫、杯垫、笔记本散热垫和宠物凉爽垫的应用，并避光保存。与现有产品相比，本专利技术具有以下有益效果(I)充分利用了凝胶的亲水性和高弾性，产品柔软舒适，可通过吸收空气中水分实现自我降温功能，降温持续时间4-8h。(2)产品无毒无害，具有良好的柔韧性，耐刮擦、摔、砸、揉、搓、拉和压，可重复使用。(3)产品可部分替代空调、水垫、冰晶垫、玉石垫和竹草凉席等。附图说明图I为自降温清凉凝胶垫的内部外观。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细阐述。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，其他的任何未违背本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I一种高韧性的自降温清凉凝胶垫，由内部的凝胶和外部的垫片组成，其中内部的凝胶由丙烯酰胺、聚天冬氨酸、N，N’ -亚甲基双丙烯酰胺、硅酸镁锂、纳米碳酸钙、山梨酸钾和甘油溶于水在过硫酸氨和四甲基乙二胺体系下注入模具聚合而成，外部的垫片为PVC膜。实施例2一种高韧性的自降温清凉凝胶垫，由内部的凝胶和外部的垫片组成，其中内部的凝胶由丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、锂皂石、纳米碳酸钙、山苯甲酸钠和丙二醇溶于水在过硫酸钾和四甲基乙二胺体系下注入模具聚合而成，外部的垫片为铝箔膜。实施例3一种高韧性的自降温清凉凝胶垫，由内部的凝胶和外部的垫片组成，其中内部的凝胶由丙烯酸、腐植酸钠、N, N’ -亚甲基双丙烯酰胺、镁锂皂石、纳米蒙脱土、对羟基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高韧性的自降温清凉凝胶垫，其特征在于由内部凝胶和外部垫片组成，其中内部凝胶由可聚合功能单体、生物高分子、化学交联剂、物理交联剂、填充剂、防腐剂和保水剂溶于水在氧化还原引发体系下注入模具聚合而成，外部垫片为PVC膜或铝箔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张青松，张库，李申，陈萝娜，彭喆，
申请(专利权)人：天津市志润德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：