CN111592860A

CN111592860A - 一种含保温保湿材料的魔术贴及其生产工艺

Info

Publication number: CN111592860A
Application number: CN202010529838.5A
Authority: CN
Inventors: 仇斌; 张峰; 侯贵华; 代少俊
Original assignee: Jiangsu Zhongheng Pet Articles Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zhongheng Pet Articles Co Ltd
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2020-08-28

Abstract

本发明公开了一种含保温保湿材料的魔术贴及其生产工艺；所述魔术贴由一个扁平的长方形无纺布袋和内部的保温保湿内芯组成，其中无纺布袋一侧为活动口，一面缝有魔术贴毛面，内芯是将保温保湿材料缝合在两层无纺布间，并用网格线将内芯分割成小块以固定保温保湿材料；保温保湿材料是将相变材料石蜡纳米颗粒均匀分散在丙烯酸和丙烯酰胺共聚物吸水树脂中制备的，制备工艺包括超声细乳化、自由基聚合、冷冻干燥、破碎等步骤。本发明的含保温保湿材料的魔术贴可固定于其他产品或物件上，为周围一定空间提供恒温恒湿的适宜环境，保温保湿材料制备方法简便，占地较小，易于实施。

Description

一种含保温保湿材料的魔术贴及其生产工艺

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种含保温保湿材料的魔术贴及其生产工艺。

背景技术

恒温恒湿是通过温度和湿度控制系统，使环境的相对湿度和温度保持不变或只在很窄的范围内变化。随着科技的进步和人们生活水平的不断提高，工业生产、科学研究、食品加工、特殊材料的保存和运输等许多领域对恒温恒湿环境的需求越来越多。此外，适宜的环境湿度和温度对于动植物的健康生长也至关重要，如一些名贵植物和娇贵的小动物需要稳定的温度和湿度环境。目前，恒温恒湿系统的研究主要集中在恒温恒湿空调系统及其控制技术方面，而较小空间的恒温恒湿发生系统的研究比较缺乏；并且恒温恒湿系统装置的占地面积大、费用也相对较高。因此，亟需研究一种工艺简便，易于实施的保温保湿材料。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可以给一定空间提供恒温恒湿环境的含保温保湿材料的魔术贴及其生产工艺。

为了实现以上目的，本发明首先提供一种含保温保湿材料的魔术贴，所述魔术贴由一个扁平的无纺布袋和内部的保温保湿内芯组成；其中无纺布袋的一侧为活动口，可打开和闭合；便于更换内芯；所述内芯是将保温保湿材料缝合在无纺布袋的两层无纺布间，并用网格线将芯层分割成多个小块，以便固定保温保湿材料；所述无纺布袋的一面缝有魔术贴毛面，便于粘贴固定。

优选的，所述活动口具体方式为拉链或磁性吸附。

本发明还提供一种含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，包括以下步骤：

(1)保温保湿材料的制备：将石蜡加入到十二烷基硫酸钠的水溶液中，然后用超声波细胞破碎仪超声细乳化，得到石蜡细乳液；在石蜡细乳液中加入聚乙烯醇水溶液、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、NaOH，搅拌均匀，得到混合液，通氮气除氧后，再加入引发剂，反应后得到水凝胶；将水凝胶冷冻干燥，最后用粉碎机粉碎，得到保温保湿材料粉末；

(2)内芯的制备：将保温保湿材料粉末夹在两层无纺布之间，周边缝制，并用网格线将芯层分割成小块以固定保温保湿材料；

(3)内芯的封装：用无纺布缝制无纺布袋，布袋尺寸与内芯匹配，一侧为拉链或者磁性吸附，然后在无纺布袋的一面缝有魔术贴的毛面，将内芯装入无纺布袋，得到成品，即为魔术贴。

优选的，步骤(1)中所述十二烷基硫酸钠水溶液的质量浓度为0.06％-0.2％。

优选的，步骤(1)中所述石蜡与十二烷基硫酸钠的水溶液的用量比为1g：10mL；所述聚乙烯醇与石蜡的质量比为1:5-10。

优选的，步骤(1)中所述超声细乳化的时间为5～20min。

优选的，步骤(1)中所述混合液反应体系中丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、石蜡、NaOH和水的质量比为1:0.2-0.5:0.001-0.01:0.5-2:0.1-0.5:3-6；所述水是指混合液中的水。

优选的，步骤(1)中所述通氮气除氧的时间为30min；所述加入引发剂后反应的时间为4h。

优选的，步骤(1)中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾-亚硫酸钠或过硫酸钾-四甲基乙二胺中的一种；所述引发剂用量为丙烯酸和丙烯酰总质量的0.2％-1％。

本发明的优点和技术效果是：

(1)本发明的含保温保湿材料的魔术贴可方便固定于其他产品或物件上，操作简单，使用方便。

(2)本发明保温保湿材料的基体是丙烯酸与丙烯酰胺的共聚物，具有很强的吸水保水性能，在室温100％湿度条件下预处理后，可使周围一定体积空间的维持恒定湿度；保温保湿材料的分散相为石蜡，是一种固液相变材料，当外界温度变化时，可发生固液相变，吸热或放热，使得周围一定体积的空间维持恒定温度；因此，本发明的含保温保湿材料的魔术贴可为周围一定空间提供恒温恒湿的适宜环境。

(3)本发明的保温保湿材料在制备过程中加入的聚乙烯醇，可在石蜡颗粒外形成包覆层，避免石蜡在发生固液相变时，保温保湿材料中石蜡液滴的凝并和泄露，延长保温保湿材料的使用寿命。

(4)本发明的含保温保湿材料的魔术贴制备工艺简便，易于实施。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进行详细描述，但本发明不局限于这些实施例。

实施例1：

(1)保温保湿材料的制备：将10.0g石蜡加入到100mL浓度为0.08％十二烷基硫酸钠的水溶液中，然后用超声波细胞破碎仪超声细乳化10min，得到石蜡细乳液；在石蜡细乳液中加入聚乙烯醇水溶液、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、NaOH，其中聚乙烯醇与石蜡质量比为1:8，控制反应体系中丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、石蜡、NaOH和水的质量比为1:0.4:0.005:1:0.4:5，搅拌均匀后，通氮气除氧半小时，再加入过硫酸钾-亚硫酸钠氧化还原引发剂，用量为丙烯酸和丙烯酰总质量的0.2％-1％；反应4小时得到水凝胶；将水凝胶冷冻干燥，最后用粉碎机粉碎，得到保温保湿材料粉末。

(2)内芯的制备：将20g保温保湿材料粉末夹在两层无纺布之间，周边缝制，并用网格线将芯层分割成小块以固定保温保湿材料；

(3)内芯的封装：用无纺布缝制无纺布袋，布袋尺寸与内芯匹配，一条边缝上拉链，然后在袋的一面缝三道魔术贴的毛面，将内芯装入无纺布袋，得到成品。

在25℃，100％湿度环境下预吸湿5h后，含20g保温保湿材料粉末魔术贴可迅速自动吸湿或放湿，将初始湿度在20％-100％之间的6L密闭容器内的湿度恒定在48％-52％之间。

在升温和降温速率为1℃/min，10-50℃高低温交变环境下，含20g保温保湿材料粉末魔术贴可将6L密闭容器内的温度维持恒定在25-30℃之间。

含20g保温保湿材料粉末魔术贴可将置于40℃温度下6L密闭容器内的温度维持恒定在25-30℃之间8h。

实施例2：

设计四组平行实验，制备过程与实施例1相同，不同之处仅为改变聚乙烯醇与石蜡的质量比，其他条件与实施例1相同，考察聚乙烯醇与石蜡的质量比对含保温保湿材料的魔术贴使用性能的影响。样品2-1为未加聚乙烯醇的试样、样品2-2、2-3和2-4的聚乙烯醇与石蜡的质量比分别为1:10、1:8和1:5。

实验结果表明，四组样品在恒湿使用性能方面基本没有差异，差异主要在恒温使用性能方面。

样品2-1经过5次高低温交变后，恒温效果明显下降，且内芯表面有石蜡渗出；

样品2-2经过10次高低温交变后，恒温效果有所下降，内芯表面有少量石蜡渗出；

样品2-3和样品2-4经过20次高低温交变后，恒温效果没有明显变化。

可见，对于未加聚乙烯醇的样品2-1和加入较少量聚乙烯醇的样品2-2，分散在丙烯酸和丙烯酰胺共聚物高吸水树脂基体中的石蜡颗粒在固体到液体的相变过程中容易团聚泄露，使得恒温使用性能下降。加入足够量的聚乙烯醇后，保温保湿材料的使用性能明显改善，稳定性提高。这是由于聚乙烯醇具有良好的成膜性能，能够在石蜡纳米颗粒表面形成包覆膜，从而有效阻止保温保湿材料中石蜡在相变过程中的团聚和泄露。

实施例3：

设计四组平行实验，制备过程与实施例1相同，不同之处仅为改变丙烯酸与丙烯酰胺的质量比，其他条件与实施例1相同，考察丙烯酸与丙烯酰胺的质量比对含保温保湿材料的魔术贴使用性能的影响。样品3-1、3-2、3-3和3-4的丙烯酸与丙烯酰胺的质量比分别为1:0.2、1:0.3和1:0.4和1:0.5。

实验结果表明，四组样品在恒温使用性能方面基本没有差异，差异主要在恒湿使用性能方面。在25℃，100％湿度环境下预吸湿5h后，含20g保温保湿材料粉末魔术贴可迅速自动吸湿或放湿，样品3-1、3-2、3-3和3-4将初始湿度在20％-100％之间的6L密闭容器内的湿度分别恒定在71％-75％、64％-68％、48％-52％和31％-35％之间。这是由于随着丙烯酸与丙烯酰胺的质量比的改变，制备的保温保湿材料的吸水性能发生改变，随着丙烯酰胺含量的增大，保温保湿材料的吸水性能下降，从而使得魔术贴的恒湿使用性能发生改变。因此，可以通过改变丙烯酸与丙烯酰胺的质量比调控含保温保湿材料的魔术贴的恒湿使用性能。

实施例4：

设计三组平行实验，制备过程与实施例1相同，不同之处仅为改变石蜡在保温保湿材料中的含量，其他条件与实施例1相同，考察石蜡含量对含保温保湿材料的魔术贴使用性能的影响。样品4-1、4-2、4-3的丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、石蜡、NaOH和水的质量比分别为1:0.4:0.005:0.5:0.4:5、1:0.4:0.005:1:0.4:5和1:0.4:0.005:2:0.4:5。

实验结果表明，四组样品在恒湿使用性能方面基本没有差异，差异主要在恒温使用性能方面。含20g样品4-1、4-2、4-3的魔术贴分别可将置于40℃温度下6L密闭容器内的温度维持恒定在25-30℃之间5h、8h和10h。这是由于随着保温保湿材料中石蜡含量的变化，保温保湿材料的相变焓随之改变，石蜡用量越多，相变焓越大，保温性能越好。

实施例5：

设计四组平行实验，制备过程与实施例1相同，不同之处仅为改变丙烯酸与NaOH的质量比，其他条件与实施例1相同，考察丙烯酸与NaOH的质量比对含保温保湿材料的魔术贴使用性能的影响。样品4-1、4-2、4-3制备反应体系中的丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、石蜡、NaOH和水的质量比分别为1:0.4:0.005:1:0.1:5、1:0.4:0.005:1:0.25:5、1:0.4:0.005:1:0.35:5和1:0.4:0.005:1:0.5:5。

实验结果表明，四组样品在恒温使用性能方面基本没有差异，差异主要在恒湿使用性能方面。在25℃，100％湿度环境下预吸湿5h后，含20g保温保湿材料粉末魔术贴可迅速自动吸湿或放湿，样品5-1、5-2、5-3和5-4将初始湿度在20％-100％之间的6L密闭容器内的湿度分别恒定在39％-43％、44％-48％、48％-52％和46％-50％之间。这是由于随着丙烯酸与NaOH的质量比的改变，丙烯酸中和度变化，制备的保温保湿材料的吸水性能发生改变，随着NaOH用量的增大，保温保湿材料的吸水性能先提高后下降，从而使得魔术贴的恒湿使用性能发生改变。当丙烯酸与NaOH的质量比为1:0.35，保温保湿材料的吸水性能最高。因此，可以通过改变丙烯酸与NaOH的质量比调控含保温保湿材料的魔术贴的恒湿使用性能。

综上所述，本发明的含保温保湿材料的魔术贴可方便固定于其他产品或物件上，可为周围一定空间提供一定温度和湿度范围的恒温恒湿的环境，具有广泛的使用范围和良好的发展前景。

说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种含保温保湿材料的魔术贴，其特征在于，所述魔术贴由一个扁平的无纺布袋和内部的保温保湿内芯组成；其中无纺布袋的一侧为活动口，可打开和闭合；便于更换内芯；所述内芯是将保温保湿材料缝合在无纺布袋的两层无纺布间，并用网格线将芯层分割成多个小块，以便固定保温保湿材料；所述无纺布袋的一面缝有魔术贴毛面，便于粘贴固定。

2.根据权利要求1所述的一种含保温保湿材料的魔术贴，其特征在于，所述活动口具体方式为拉链或磁性吸附。

3.根据权利要求1～2任一所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述十二烷基硫酸钠水溶液的质量浓度为0.06％-0.2％。

5.根据权利要求3所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述石蜡与十二烷基硫酸钠的水溶液的用量比为1g：10mL；所述聚乙烯醇与石蜡的质量比为1:5-10。

6.根据权利要求3所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声细乳化的时间为5～20min。

7.根据权利要求3所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合液反应体系中丙烯酸、丙烯酰胺、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、石蜡、NaOH和水的质量比为1:0.2-0.5:0.001-0.01:0.5-2:0.1-0.5:3-6；所述水是指混合液中的水。

8.根据权利要求3所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述通氮气除氧的时间为30min；所述加入引发剂后反应的时间为4h。

9.根据权利要求3所述的含保温保湿材料的魔术贴的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾-亚硫酸钠或过硫酸钾-四甲基乙二胺中的一种；所述引发剂用量为丙烯酸和丙烯酰胺总质量的0.2％-1％。