CN106147099A - 一种填充用轻质凝胶材料组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轻质低密度的凝胶型填充材料及其制备方法。该材料由轻质的微球、微球结合剂、油相、粘弹性材料、水、增溶剂组成。组分间通过相互作用可以形成稳定的凝胶结构。该凝胶具有低密度，同时具有凉感、优良的分散压力性能，可用做各种垫子、垫片、鞋垫、枕头、胸罩等的填充材料。

Description

一种填充用轻质凝胶材料组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种填充材料使用的轻质低密度的凝胶组合物，主要用于各类垫子的填充。

背景技术

多种合成材料已经被用做座位、坐垫、安装垫、运动装备、假体设备的填充。这些采用的填充材料能提供形状支撑、舒适性和保护作用。通常这些填充材料包括两类：一类是泡沫海绵，一类是软质胶体材料。泡沫海绵类作为填充物密度较低，材质比较轻，泡沫的软硬度可以调节，可以较快的或者慢回弹恢复变形，泡沫具有较好的透气性，还可以做成具有更轻密度的发泡微球的形式。但是泡沫海棉类材料不能流动，不能均匀的分散压力，不能有效的提供压力补偿，不能有效分散冲击应力，不能提供凉感。

软质胶体材料又分为水基和油基两种。各种水性胶体材料一般通过在水中溶解水性单体或者水性高分子的方法制备，最终获得一种可流动的粘稠水性液体或者凝胶。水性填充材料一般具有较好的凉感，但是容易蒸发，需要提供密封的封装加工，同时水容易滋生微生物的增长，需要加入防腐剂等。油基的填充物能克服水基的一些不足，不会蒸发且耐微生物，但是凉感通常不如水性材料。软质胶体都具有压力补偿作用，有些种类的软质胶体还可以达到触变流动状态，施加的重量可以均匀分配在凝胶上，能有效将压力分散。

和泡沫材料比较，软质胶体材料具有较高的密度，使得采用软质胶体作为填充体的垫子质量比较大，运输、使用和保存都存在不便。比较理想的性质是这些软质胶体填充物能具有比较轻的密度。专利（CN102674228A）描述了通过丙烯酸类单体的聚合形成了坐垫用的水凝胶材料，其中水的含量较高，此类水性材料填充物密度一般为1左右。专利（CN1212619）描述了一种油性凝胶的制备方法，通过嵌段型热塑性弹性体化合物与烃类作用可获得缓释用的凝胶材料。此类材料以矿物油和弹性体材料为主体，该专利没有提及材料的密度。专利（CN200510040056.0）描述了一种填充密封用阻水膏，该材料含有合成聚烯烃油，合成聚芳烃油，气相二氧化硅，高分子抑油剂，吸水膨胀剂和抗氧化剂，其中气相二氧化硅重量含量2-10%，产物为凝胶状，可作为电缆填充材料，发明没有提及产品的密度。

发明内容

当前的发明旨在提供一种填充用的轻质低密度凝胶组合物。组合物包括以下组分： 一种石蜡基的油相，一种轻质的微球，一种含有一个或者两个羧酸基团的脂肪酸化合物，一种粘弹性物质、增溶剂和水。

其特征在于石蜡基的油相：各种液体烷烃可以被采用，优选的种类为饱和的石蜡油，环烷油。液体烷烃分子量优选400到3000。石蜡基的油相含量为40-80%

采用的微球为中空的低密度无机微球，优选中空玻璃微球、膨胀珍珠岩微球。优选的微球大小为20到150微米，最优选的尺寸为90到15微米，密度范围0.02-0.3。低密度无机微球含量为10-35%。

所采用的脂肪酸化合物包括正己酸、辛酸、月桂酸、油酸、硬脂酸、辛二酸，脂肪酸化合物含量为1-10%。

所采用增溶剂为非离子型的表面活性剂，主要为有聚氧乙烯型和多元醇型两类。优选：烷基酚聚氧乙烯醚，高碳脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯酯，PEG-40氢化蓖麻油，PEG-60氢化蓖麻油，增溶剂含量为0-5%。

粘弹性物质主要中低分子量的聚异丁烯，优选聚异丁烯分子量5000-20000。聚异丁烯含量为1-10%。

水的含量为0-15%。

本发明特点之一脂肪酸化合物羧基化合物可以和采用微球的阳离子产生结合力。这种结合是一种可逆的结合，有利于吸收外部施加在凝胶材料上的负载力。同时脂肪酸化合物能使微球较好的分散在凝胶基质中。凝胶的主体基质为油性，为了增加凝胶的凉感，通过增溶剂的作用在凝胶中引入了水。因而本发明的填充材料可以达到轻质低密度、柔软、优良的压力分散性能、具有凉感的性能。可应用于各种垫子、垫片、鞋垫、枕头、胸罩中。

下面的实例描述了本发明的这种复合材料的制备方法，在一个搅拌器中，加入油性液体，加热到100℃，较高的温度能降低粘度，能促进粘弹物质和脂肪酸的溶解。然后加入脂肪酸和粘弹物质，搅拌混合形成均匀的液体形态。之后在此液体溶液中加入微球，分散均匀后，在搅拌下先后入增溶剂和水，冷却后得到轻质凝胶的复合物。

下面结合实施例，进一步阐述本发明内容。在这些事实案例中，除非另外说明，份是指每100重量份中的重量百分数。

实施例 1

在一个电动机械搅拌器中，加入石蜡油50份，加热到100℃。然后加入聚异丁烯1份和正己酸5份，搅拌混合形成均匀的液体形态。之后在此液体溶液中加入中空玻璃微球35份，分散均匀后在搅拌下先后入烷基酚聚氧乙烯醚1份和水8份，冷却后得到轻质凝胶的复合物。其密度为：0.2。

实施例 2

在一个电动机械搅拌器中，加入石蜡油80份，加热到100℃。然后加入聚异丁烯4和辛酸1份，搅拌混合形成均匀的液体形态。之后在此液体溶液中加入中空玻璃微球10份，分散均匀后在搅拌下先后入高碳脂肪醇聚氧乙烯醚1份和水4份，冷却后得到轻质凝胶的复合物。其密度为：0.38。

实施例 3

在一个电动机械搅拌器中，加入石蜡油40份，加热到100℃。然后加入聚异丁烯10份和月桂酸10份，搅拌混合形成均匀的液体形态。之后在此液体溶液中加入膨胀珍珠岩微球30份，分散均匀后在搅拌下先后入，脂肪酸聚氧乙烯酯5份和水5份，冷却后得到轻质凝胶的复合物。其密度为：0.24。

实施例 4

在一个电动机械搅拌器中，加入环烷油50份，加热到100℃。然后加入聚异丁烯5份和辛二酸5份，搅拌混合形成均匀的液体形态。之后在此液体溶液中加入膨胀珍珠岩微球25份，分散均匀后在搅拌下先后入PEG-40氢化蓖麻油5份和水15份，冷却后得到轻质凝胶的复合物。其密度为：0.29。

实施例 5

在一个电动机械搅拌器中，加入环烷油62份，加热到100℃。然后加入聚异丁烯8份和硬脂酸10份，搅拌混合形成均匀的液体形态。之后在此液体溶液中加入膨胀珍珠岩微球20份，分散均匀后在搅拌下先后入PEG-60氢化蓖麻油0份和水0份，冷却后得到轻质凝胶的复合物。其密度为：0.34。

实施对比例：

在一个电动机械搅拌器中，加入石蜡油70份，加热到100℃。然后加入聚异丁烯6份和硬脂酸9份，搅拌混合形成均匀的液体形态。在搅拌下先后入PEG-60氢化蓖麻油5份和水10份，冷却后得到轻质凝胶的复合物。其密度为：0.92。

Claims (7)

1.本发明涉及一种低密度的填充用凝胶组合物，组合物包括以下组分： 一种石蜡基的油相，一种轻质的微球，一种含有一个或者两个羧酸基团的脂肪酸化合物，一种粘弹性物质、增溶剂和水。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：各种烷烃液体可以被采用，优选的种类为饱和的石蜡油、环烷油，烷烃液体分子量优选400到3000。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：采用的微球为中空的低密度无机微球，优选中空玻璃微球、膨胀珍珠岩；优选的微球大小为20到150微米，最优选的尺寸为90到150微米，密度范围0.02-0.3。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所采用的脂肪酸化合物包括包括正己酸、辛酸、月桂酸、油酸、硬脂酸、辛二酸但不限于此。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的制备方法，其特征在于：所采用增溶剂为非离子型的表面活性剂，优选：烷基酚聚氧乙烯醚，高碳脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪酸聚氧乙烯酯，PEG-40氢化蓖麻油，PEG-60氢化蓖麻油。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：粘弹性物质主要包括中低分子量的聚异丁烯，优选聚异丁烯分子量5000-20000。

7.权利要求1～6任一所述的组合物在制备各种垫子、垫片、鞋垫、枕头、胸罩中的应用。