CN102886855A - 一种功能分区发泡垫体制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种功能分区发泡垫体制作方法，属于发泡垫体制作技术领域。为了克服现有的发泡材料不能同时成型多密度垫体和无抗菌、无负离子功能的不足,本发明提供一种功能分区发泡垫体，该垫体不仅能在同一模具中同时发泡多密度发泡珠粒，而且具有抗菌作用和永久诱发释放负离子，达到改善空气质量的目的。包括珠粒材料载压，分区泡沫垫体成型，泡沫垫体烘干定型；不同密度的珠粒备料到不同的储料罐中，对储料罐通过载压来增强珠粒内部的压力，通过时间、压力、温度等参数的控制对载压进行调节，以实现各种不同密度模制件的生产；其特点是：在模具内使用隔板将模具分区，并利用横向蒸气将功能粉体加入到模具内的珠粒中。
Description
技术领域
本发明属于发泡垫体制作技术领域，具体涉及一种功能分区发泡垫体制作方法。
背景技术
发泡材料是含有大量气孔的材料，因此它具有质量轻、成本低、导热率小、比强度高、隔音、能吸收大量冲击能量等优点，广泛应用于床垫、包装、汽车、保温、建筑等领域。我国每年用量在数十万吨，已经发展成为重要的工业产业。
常见的发泡材料主要包括聚氨酯、聚苯乙烯和聚烯烃三大类。其中聚苯乙烯发泡材料难以降解、不能回收再利用，是公认的白色污染物，联合国环保组织数年前倡导在全球范围内停止生产和使用。聚氨酯在发泡过程中会产生有毒的异氰酸酯残留物，并且也不能回收利用，其用途受到了限制。聚烯烃类尤其是聚丙烯发泡材料具有质轻、原料来源丰富、性价比高、易于回收降解以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性等特点，是产量增长最快的绿色环保发泡材料。
聚丙烯发泡珠粒一般采用物理发泡技术制成，再将珠粒进行模具烧结成型为各种各样的形状和尺寸后使用。由于珠粒的密度不同，其发泡成型的温度差异也较大。因此，同一模具成型的发泡材料密度是一致的，弹性和硬度也是一样的。对于要求多种密度的产品，只能采取分段开模，各段分别成型后再用粘合剂粘结成一体，成本高、工艺复杂、增加环境污染源，更无法实现具有抗菌和负离子等功能。
发明内容
为了克服现有的发泡材料不能同时成型多密度垫体和无抗菌、无负离子功能的不足,本发明提供一种功能分区发泡垫体，该垫体不仅能在同一模具中同时发泡多密度发泡珠粒，而且具有抗菌作用和永久诱发释放负离子，达到改善空气质量的目的。
本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：
一种功能分区发泡垫体制作方法，包括珠粒材料载压，分区泡沫垫体成型，泡沫垫体烘干定型；不同密度的珠粒备料到不同的储料罐中，对储料罐通过载压来增强珠粒内部的压力，通过时间、压力、温度等参数的控制对载压进行调节，以实现各种不同密度模制件的生产；其特点是：在模具内使用隔板将模具分区，并利用横向蒸气将功能粉体加入到模具内的珠粒中，具体操作步骤如下：
1）配制功能粉体（重量比）
纳米银 10％～35％
二氧化钛 20％～45％
电气石粉 50％～75％
其中，纳米银的粉体粒径为5nm～100nm；二氧化钛采用锐钛型，粉体粒径为10nm～100nm；电气石粉采用铁电气石粉、镁电气石粉、锂电气石粉中任意一种，粉体粒径为3um～10um；
按比例称取三种粉体，先将电气石粉体和二氧化钛粉体投入搅拌机，混合搅拌30分钟，再加入纳米银混合搅拌30分钟，即配制完成功能粉体；
2）合模预热将上模具和下模具闭合后进行预热，使模具的表面温度达到珠粒的熔点温度；
3）进料不同密度的珠粒通过不同的进料枪进入模具，不同密度发泡区在模具中使用隔板进行区分，进料完成后抽掉模具中的隔板；
4）分区泡沫成型
a.纵向水蒸气冲刷，打开下行蒸气管的阀门，使水蒸气从上至下冲刷，将空气从下行排气管排出，同时冷凝水流出；
b.横向水蒸汽，打开横向蒸气管使水蒸气从一边横扫向珠粒，穿透珠粒后到达另一边，将空气从横向排气管排出；
c.压力保持，横向水蒸气后，需要经过压力保持过程，关闭下行排气管；在此过程中，取配制好的功能粉体，该功能粉体重量占到进料珠粒重量的1％～3％，随横向水蒸气均匀进入模具内，同时关闭横向排气管，使压力逐渐达到峰值；
d.冷却，在通入水蒸气后，使模具内部的温度控制到120℃～150℃，持续保持3～5分钟后，开始降温；
5）脱模随着模具内部压力的下降以及温度降低至40℃～50℃，即可脱模；
6）垫体烘干定型将脱模后的垫体放到烘房，温度设定为60℃～80℃，烘房保持空气干燥，通风良好，持续烘干30～50分钟后自然降至室温。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
由于本发明采用同一垫体有多种密度，呈现软硬不同的分区，均匀承托物体重量。同时垫体具有抗菌、抑菌、永久诱发释放负离子的作用，满足人们追求环保、经济、舒适、健康的需求，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明原理示意图。
图中：1—上模具；2—下模具；3—进料枪；4—隔板；5—下行蒸气管；6—横向蒸气管；7—横向排气管；8—下行排气管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种功能分区发泡垫体制作方法，包括珠粒材料载压，分区泡沫垫体成型，泡沫垫体烘干定型；不同密度的珠粒备料到不同的储料罐中，对储料罐通过载压来增强珠粒内部的压力，通过时间、压力、温度等参数的控制对载压进行调节，以实现各种不同密度模制件的生产；其特点是：在模具内使用隔板将模具分区，并利用横向蒸气将功能粉体加入到模具内的珠粒中，具体操作步骤如下：
1）配制功能粉体（重量比）
纳米银 10％～35％
二氧化钛 20％～45％
电气石粉 50％～75％
其中，纳米银的粉体粒径为5nm～100nm；二氧化钛采用锐钛型，粉体粒径为10nm～100nm；电气石粉采用铁电气石粉、镁电气石粉、锂电气石粉中任意一种，粉体粒径为3um～10um；
按比例称取三种粉体，先将电气石粉体和二氧化钛粉体投入搅拌机，混合搅拌30分钟，再加入纳米银混合搅拌30分钟，即配制完成功能粉体；
2）合模预热将上模具1和下模具2闭合后进行预热，使模具的表面温度达到珠粒的熔点温度；
3）进料不同密度的珠粒通过不同的进料枪3进入模具，不同密度发泡区在模具中使用隔板4进行区分，进料完成后抽掉模具中的隔板4；
4）分区泡沫成型
a.纵向水蒸气冲刷，打开下行蒸气管5的阀门，使水蒸气从上至下冲刷，将空气从下行排气管8排出，同时冷凝水流出；
b.横向水蒸汽，打开横向蒸气管6的阀门，使水蒸气从一边横扫向珠粒，穿透珠粒后到达另一边，将空气从横向排气管7排出；
c.压力保持，横向水蒸气后，需要经过压力保持过程，关闭下行排气管8的阀门；在此过程中，取配制好的功能粉体，该功能粉体重量占到进料珠粒重量的1％～3％，随横向水蒸气均匀进入模具内，同时关闭横向排气管7，使压力逐渐达到峰值；
d.冷却，在通入水蒸气后，使模具内部的温度控制到120℃～150℃，持续保持3～5分钟后，开始降温；
5）脱模随着模具内部压力的下降以及温度降低至40℃～50℃，即可脱模；
6）垫体烘干定型将脱模后的垫体放到烘房，温度设定为60℃～80℃，烘房保持空气干燥，通风良好，持续烘干30～50分钟后自然降至室温。
具体实施例：①制备功能粉体100克，分别称取粒径5um的锂电气石粉体60克、粒径100nm的锐钛型二氧化钛粉体20克、粒径20nm的纳米银粉体20克，按上述方法均匀混合。②合模预热，5个区域分别用隔板区隔开，当模具表面温度达到130℃时，每个区域均有多处进料枪，聚丙烯珠粒进料完成后抽掉隔板。取100克功能粉体随水蒸气进入模具内，提升模具内压力和温度，135℃时保持4分钟，随后降温，当温度降至45℃时脱模，再放入75℃烘房烘干40分钟，降至室温后取出即可。
电气石结构为三方晶系，天然具有热电性与压电性，它存在自发电极在粉体微粒周围形成静电场现象。电气石在外在压力和温度变化时，其内部晶格发生改变，电势差瞬间增大，电离空气中的水分子而形成负离子。锐钛型二氧化钛具有吸湿性，可协同电气石效应释放大量负离子，同时在光照射时，价带上的电子会被激发，越过禁带进入导带，在价带上产生相应的空穴形成触媒效应。功能粉体的外围分布为纳米银，它具有强大的广谱抗菌、杀菌作用，且无任何毒副反应，对人体皮肤也不产生任何刺激反应。
Claims (1)
1.一种功能分区发泡垫体制作方法，包括珠粒材料载压，分区泡沫垫体成型，泡沫垫体烘干定型；不同密度的珠粒备料到不同的储料罐中，对储料罐通过载压来增强珠粒内部的压力，通过时间、压力、温度等参数的控制对载压进行调节，以实现各种不同密度模制件的生产；其特征是：在模具内使用隔板将模具分区，并利用横向蒸气将功能粉体加入到模具内的珠粒中，具体操作步骤如下：
1）配制功能粉体（重量比）
纳米银 10％～35％
二氧化钛 20％～45％
电气石粉 50％～75％
其中，纳米银的粉体粒径为5nm～100nm；二氧化钛采用锐钛型，粉体粒径为10nm～100nm；电气石粉采用铁电气石粉、镁电气石粉、锂电气石粉中任意一种，粉体粒径为3um～10um；
按比例称取三种粉体，先将电气石粉体和二氧化钛粉体投入搅拌机，混合搅拌30分钟，再加入纳米银混合搅拌30分钟，即配制完成功能粉体；
2）进行合模预热后，分区进料，不同密度的珠粒通过不同的进料枪（3）进入模具，不同密度发泡区在模具中使用隔板（4）进行区分，进料完成后抽掉模具中的隔板（4）；
3）进行纵向和横向水蒸气冲刷，经过压力保持过程，关闭下行排气管（8）的阀门；在此过程中，取配制好的功能粉体，该功能粉体重量占到进料珠粒重量的1％～3％，随横向水蒸气均匀进入模具内，同时关闭横向排气管（7），使压力逐渐达到峰值，再经冷却、脱模和垫体烘干定型。
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