CN111647122A - 一种具有温度调节功能的海绵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：多元醇，至少包括聚醚多元醇和聚合物多元醇/聚酯多元醇中的一种或多种；相变微胶囊，所述相变微胶囊内封闭包裹有相变材料，所述相变材料的相变温度介于35.5℃至37.3℃之间，当环境/接触温度低于或高于所述相变温度时，所述相变主材会向外界释放或吸收热量。本发明通过在生产海绵的乳化液中应用相变微胶囊，实现海绵自动感知环境温度并自动调节的功能，进而在其周围形成相对恒温的微气候，可广泛应用在各种高科技穿戴类产品内；通过应用合成硅油配合不同配比的发泡物质和发泡环境，可形成不同密度、不同硬度的海绵，并具有舒适的手感。

Description

一种具有温度调节功能的海绵
技术领域
本发明涉及海绵技术领域,特别涉及一种具有温度调节功能的海绵。
背景技术
海绵，是一种多孔材料，大多由木纤维素纤维或发泡塑料聚合物制成，具有较好的吸湿性、保温隔热、吸音减震、阻燃防静电等特性,广泛地应用在汽车、家具、日用品、内衣等领域产品的生产和防护当中。
随着科学技术的飞速发展，海绵产品已经被广泛地应用到更为宽广的领域中，常规海绵的传统防护和隔绝功能已逐渐无法满足人们对品质越来越高的要求，比如一些应用在人体穿戴类产品内的海绵；虽然目前该类产品可基本满足使用需求，但稍长时间使用很容易闷热，使用的舒适度不高。
因此，本发明对传统海绵进行改进，以改善其物理性能，使海绵产品能适应科技的发展并应用到更为广阔的行业。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种具有温度调节功能的海绵，能自动感知环境温度并自动调节的功能，具有节能、经济、环保等特点，并具有舒适的手感，可广泛应用在各种高科技穿戴类产品内。
为解决上述技术问题,本发明采取的技术方案的一方面如下:
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇，包括聚醚多元醇和聚合物多元醇/聚酯多元醇中的一种或多种；
相变微胶囊，所述相变微胶囊内封闭包裹有相变材料，所述相变材料的相变温度介于
35.5℃至37.3℃之间，当环境/接触温度低于或高于所述相变温度时，所述相变主材会向外界释放或吸收热量。
进一步的，每100质量份数的所述多元醇中对应所述相变微胶囊的添加量介于0.1至5份之间。
进一步的，所述混合物中还包括硅油、聚氨酯催化剂、多异氰酸酯改性剂和发泡剂。
进一步的，每100质量份数的所述多元醇中对应所述硅油的添加量介于0.4至0.9份之间，所述硅油为氨基改性硅油和环氧基改性硅油混合而成。
进一步的，每100质量份数的所述多元醇中所述聚氨酯催化剂的添加量介于0.3至0.5份之间，所述聚氨酯催化剂包括凝胶催化剂和有机锡催化剂中的一种或两种。
进一步的，所述多异氰酸酯改性剂为TDI、改性MDI中的一种或多种，每100质量份数的所述多元醇中所述多异氰酸酯改性剂的添加量介于35至45份之间，所述多异氰酸酯改性剂的异氰酸酯当量大于3000。
进一步的，所述发泡剂为水，每100质量份数的所述多元醇中所述发泡剂的添加量介于2.4至3.5份之间。
进一步的，所述混合物中还包括有表面活性剂，每100质量份数的所述多元醇中所述表面活性剂的添加量小于0.15份。
为实施上述技术方案,本发明采取的技术方案的另一方面如下:
一种制备上述技术方案中所述的具有温度调节功能的海绵的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，称取100份多元醇、0.1～5份相变微胶囊、0.4～0.9份硅油、0.3～0.5份聚氨酯催化剂、35～45份多异氰酸酯改性剂、2.4～3.5份发泡剂，以及适当的添加剂，通过入料管道将所有原料抽入搅拌机的搅拌腔内并进行高速搅拌形成乳化液；
步骤二，将步骤一所得的乳化液输送至成型线体进行发泡成型。
优选的，在所述步骤一中,搅拌机的转速为5500～6200r/min，搅拌温度为15～18℃，搅拌时间为80～100秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过在生产海绵的乳化液中应用相变微胶囊，实现海绵自动感知环境温度并自动调节的功能，进而在其周围形成相对恒温的微气候，可广泛应用在各种高科技穿戴类产品内；通过应用水作为发泡剂，使海绵在生产过程中具有节能、经济、环保等优点；通过应用合成硅油配合不同配比的发泡物质和发泡环境，可形成不同密度、不同硬度的海绵，并具有舒适的手感。
附图说明
图1是本发明中混合物的组成图；
图2是本发明的制备方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
可以理解的是，相变可表现为气、固、液三态的变化等物理过程，伴随着分子聚集态结构的变化，在此过程中温度不发生变化但伴随热量的释放或吸收，因而具有调解温度的作用；相变微胶囊正是利用相变物质相变过程中释放或吸收潜热、温度保持不变的特性开发出来的。当环境温度或人体接触温度低于相变微胶囊内相变材料的相变温度时，相变材料会从液态转化为固态，释放热能，提供短暂的加热效果，进而达到升温的效果；当环境温度或人体接触温度高于相变微胶囊内相变材料的相变温度时，相变材料会吸收热能，从固态转化为液态，提供短暂的制冷效果，进而达到降温的效果。同时，硅油具有较佳的隔热、电绝缘和抗压缩性能，经过改性的环氧基改性硅油和氨基改性硅油调配使用，可增强海绵的弹性和耐洗性能，并明显增强海绵和柔软性和手感舒适度；应用水作为发泡剂，具有节能、经济、环保等优点。
在混合物中，A1作为表面活性剂，可增强各种原物料的水溶性，降低乳化液的表面张力，改变海绵表面的润湿性，有利于加速海绵的发泡进程，提升生产效率；合成硅油可提升海绵的弹性和手感；聚氨酯有机锡催化剂T-9，具有较高的催化活性，可促进后期的凝胶反应，促进混合物快速发泡，进一步提高生产效率。
本发明的海绵产品具有轻柔、恒温、舒适等优良的特性，可广泛地应用到各种高科技的穿戴产品或服饰中。
实施例一
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括95份聚醚多元醇PPG和5份聚合物多元醇POP2045；
相变微胶囊：0.5份；
硅油：包括0.43份氨基改性硅油和0.12份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：包括0.2份凝胶催化剂A33和0.26份有机锡催化剂T-9；
改性剂：36份TDI；
发泡剂：3份水。
实施例二
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括100份聚醚多元醇330N；
相变微胶囊：3份；
硅油：包括0.47份氨基改性硅油和0.33份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：0.35份凝胶催化剂A33；
改性剂：44份改性MDI；
发泡剂：2.4份水；
表面活性剂：0.1份阳离子表面活性剂A1。
实施例三
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：100份聚醚多元醇300N；
相变微胶囊：2.8份；
硅油：包括0.5份氨基改性硅油和0.35份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：0.33份凝胶催化剂A33；
改性剂：34份TDI；
发泡剂：2.6份水；
表面活性剂：0.1份阳离子表面活性剂A1。
实施例四
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：100份聚醚多元醇330N；
相变微胶囊：2份；
硅油：包括0.28份氨基改性硅油和0.22份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：包括0.24份凝胶催化剂A3和0.23份有机锡催化剂T-9；
改性剂：41份改性MDI；
发泡剂：2.5份水。
实施例五
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括90份聚醚多元醇PPG和10份聚合物多元醇POP2045；
相变微胶囊：0.8份；
硅油：包括0.4份氨基改性硅油和0.32份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：包括0.3份凝胶催化剂A33和0.13份有机锡催化剂T-9；
改性剂：包括35份改MDI和8份TDI；
发泡剂：2.9份水。
实施例六
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括85份聚醚多元醇PPG和15份聚合物多元醇POP；
相变微胶囊：1.5份；
硅油：包括0.26份氨基改性硅油和0.22份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：包括0.35份凝胶催化剂A33和0.12份有机锡催化剂T-9；
改性剂：包括38份改性MDI和5份TDI；
发泡剂：3份水。
实施例七
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括95份聚醚多元醇330N和5份聚合物多元醇POP2045；
相变微胶囊：2份；
硅油：包括0.27份氨基改性硅油和0.18份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：0.42份凝胶催化剂A33；
改性剂：39份TDI；
发泡剂：3.2份水。
实施例八
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括90份聚醚多元醇330N和10份聚合物多元醇；
相变微胶囊：1.8份；
硅油：包括0.38份氨基改性硅油和0.25份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：0.38份凝胶催化剂A33；
改性剂：37份TDI；
发泡剂：3.4份水。
表面活性剂：0.07份阳离子表面活性剂A1。
实施例九
一种具有温度调节功能的海绵，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇：包括100份聚醚多元醇330N；
相变微胶囊：2.5份；
硅油：包括0.43份氨基改性硅油和0.24份环氧基改性硅油；
聚氨酯催化剂：0.45份凝胶催化剂A33；
改性剂：42份改性MDI；
发泡剂：3.4份水。
实施例十
一种制备具有温度调节功能的海绵，包括如下步骤：
步骤一，称取100份多元醇、0.1～5份相变微胶囊、0.4～0.9份硅油、0.3～0.5份聚氨酯催化剂、35～45份多异氰酸酯改性剂、2.4～3.5份发泡剂，以及适当的添加剂，通过入料管道将所有原料抽入搅拌机的搅拌腔内并进行高速搅拌形成乳化液；
步骤二，将步骤一所得的乳化液输送至成型线体进行发泡成型。
优选的，在所述步骤一中,搅拌机的转速为5500～6200r/min，搅拌温度为15～18℃，搅拌时间为80～100秒。
在本实施例中，可在一定范围内改变各组份的配比，调整搅拌机的搅拌参数，从而泡发出不同密度、不同硬度的凉感海绵，并可将其按照需要直接成型为不同造型的产品或半成品，生产效率高且适用性广泛。
在实施本发明时，为了避免在生产过程中避免损坏相变微胶囊，应适当降低搅拌机的转速和搅拌时间，并控制搅拌的温度。在本实施例中，采用的搅拌机转速不高于6200r/min，搅拌温度为不超过18℃，搅拌时间不超过100秒。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有温度调节功能的海绵，其特征在于，所述海绵由包括以下物料的混合物发泡生成：
多元醇，至少包括聚醚多元醇和聚合物多元醇/聚酯多元醇中的一种或多种；
相变微胶囊，所述相变微胶囊内封闭包裹有相变材料，所述相变材料的相变温度介于35.5℃至37.3℃之间，当环境/接触温度低于或高于所述相变温度时，所述相变主材会向外界释放或吸收热量。
2.根据权利要求1所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，每100质量份数的所述多元醇中对应所述相变微胶囊的添加量介于0.1至5份之间。
3.根据权利要求2所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，所述混合物中还包括硅油、聚氨酯催化剂、多异氰酸酯改性剂和发泡剂。
4.根据权利要求3所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，每100质量份数的所述多元醇中对应所述硅油的添加量介于0.4至0.9份之间，所述硅油为氨基改性硅油和环氧基改性硅油混合而成。
5.根据权利要求3所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，每100质量份数的所述多元醇中所述聚氨酯催化剂的添加量介于0.3至0.5份之间，所述聚氨酯催化剂包括凝胶催化剂和有机锡催化剂中的一种或两种。
6.根据权利要求3所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，所述多异氰酸酯改性剂为TDI、改性MDI中的一种或多种，每100质量份数的所述多元醇中所述多异氰酸酯改性剂的添加量介于35至45份之间，所述多异氰酸酯改性剂的异氰酸酯当量大于3000。
7.根据权利要求3所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，所述发泡剂为水，每100质量份数的所述多元醇中所述发泡剂的添加量介于2.4至3.5份之间。
8.根据权利要求3所述的具有温度调节功能的海绵，其特征在于，所述混合物中还包括有表面活性剂，每100质量份数的所述多元醇中所述表面活性剂的添加量小于0.15份。
9.一种制备权利要求1至8所述的任一种具有温度调节功能的海绵的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，称取100份多元醇、0.1～5份相变微胶囊、0.4～0.9份硅油、0.3～0.5份聚氨酯催化剂、35～45份多异氰酸酯改性剂、2.4～3.5份发泡剂，以及适当的添加剂，通过入料管道将所有原料抽入搅拌机的搅拌腔内并进行高速搅拌形成乳化液；
步骤二，将步骤一所得的乳化液输送至成型线体进行发泡成型。
10.根据权利要求9所述的一种具有温度调节功能的海绵的制备方法,其特征在于，在所述步骤一中,搅拌机的转速为5500～6200r/min，搅拌温度为15～18℃，搅拌时间为80～100秒。
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