CN111662490A - 一种低气味、低voc的环保型天然胶乳制品的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法。利用多羟基低聚物紫胶树脂钠盐在Ca2+诱导作用下进行聚集，形成多孔结构聚集体紫胶树脂钙盐，同时，在发泡前将多孔结构聚集体加入熟成的胶液中，制成紫胶树脂钙盐/天然胶乳复合海绵。本发明中紫胶树脂钙盐为致密的纳米级多孔聚集体结构，与天然胶乳混合制备紫胶树脂钙盐/天然胶乳复合海绵，可以吸附、锁住海绵中部分挥发性有机化合物，同时，通过降低硫磺加入量，也可以减少海绵的气味和刺激性。

Description

一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法
技术领域
本发明涉及复合海绵技术领域，特别是一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法。
背景技术
随着胶乳海绵越来越广泛的应用，人们对海绵质量要求也越来越高。在生产胶乳海绵的过程中，一方面胶乳本身及小料会有挥发性气体，同时，生产过程中也会产生一些气体。目前，胶乳海绵的气味可通过添加可散发香味的物质进行改善，这种方法遮蔽气味效果有限，而且还可能增加VOC释放量，并未从根本上解决气味、VOC的散发问题。
如今胶乳海绵气味及VOC散发问题已经引起广泛重视，尤其是胶乳枕头及床垫产品要求也越来越严格，宜家、喜临门等知名企业已经对胶乳海绵的气味及VOC释放提出了主观评价和客观评价的要求，低气味、低VOC释放量的胶乳海绵的研发至关重要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法。
本发明的技术方案为：包括以下步骤：
S1、原料准备包括：天然乳胶、紫胶树脂钠盐、氧化锌分散体、氯化钙、硫磺分散体、油酸钾、蓖麻油酸钾、焦磷酸钾、氟硅酸钠分散体；
S2、将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制CaCl2溶液，缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加CaCl2溶液，混合搅拌，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用；
S3、将步骤S1准备的焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体加入到天然乳胶中，搅拌熟成后得混合物A；
S4、向混合物A中加入紫胶树脂钙盐聚集体，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡，发泡过程中注入氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体，发泡后的胶乳混合液注入枕头模具，进入蒸箱进行硫化；
S5、将乳胶制品半成品进行水洗、真空烘干后，即完成低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制作。
步骤S1、S2中的天然乳胶、焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体、紫胶树脂钙盐聚集体、氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体的质量比为100:1～7:2～9:4～8:1～6:4～10:3～6:3～6。
所述硫磺分散体包括硫磺、促进剂M、促进剂ZDC、分散剂N和水，其质量比为5～10:5～10:10～20：1～2: 58～79，
所述氧化锌分散体包括氧化锌、油酸钾和水，其质量比为20～50:2～10:40～78。
所述氟硅酸钠分散体包括氟硅酸钠和水，其质量比为30～50:50～70。
步骤S3中的熟成时间为6~12h，熟成温度为25～30℃。
步骤S4中，进入蒸箱的硫化温度为90～100℃，硫化时间为15～22min。
步骤S2中，将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成4-6wt%的紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制0.1mol/L的CaCl2溶液，15-20℃条件下缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加CaCl2溶液，混合搅拌15-20min，室温静置4-6h，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
首先，配方中减少硫磺加入量，减小了复合海绵的气味和刺激性；其次，在乳胶发泡前首次将紫胶树脂钙盐聚集体引入混合胶液中，紫胶树脂钠盐为类不对称双子（Gemini）表面活性剂结构，Ca2+诱导作用下进行聚集，形成多孔结构聚集体紫胶树脂钙盐，可以吸附、锁住海绵中部分挥发性有机化合物，紫胶树脂是由紫胶桐酸与壳脑酸形成的内酯和交酯组成，紫胶桐酸为直链大分子，且为含有多羟基饱和碳链，因此，紫胶树脂钙盐表面存在大量羟基，通过氢键作用有利于有机化合物的吸附。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步解说。
本发明包括以下步骤：
S1、原料准备包括：天然乳胶、紫胶树脂钠盐、氧化锌分散体、氯化钙、硫磺分散体、油酸钾、蓖麻油酸钾、焦磷酸钾、氟硅酸钠分散体；
S2、将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成紫胶树脂钠盐溶液（即紫胶树脂钠盐溶于水中），用蒸馏水配制CaCl2溶液，缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加CaCl2溶液，混合搅拌，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用；
S3、将步骤S1准备的焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体加入到天然乳胶中，搅拌熟成后得混合物A；
S4、向混合物A中加入紫胶树脂钙盐聚集体，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡，发泡过程中注入氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体，发泡后的胶乳混合液注入枕头模具，进入蒸箱进行硫化；
S5、将乳胶制品半成品进行水洗、真空烘干后，即完成低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制作。
步骤S1、S2中的天然乳胶、焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体、紫胶树脂钙盐聚集体、氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体的质量比为100:1～7:2～9:4～8:1～6:4～10:3～6:3～6。
所述硫磺分散体包括硫磺、促进剂M、促进剂ZDC、分散剂N和水，其质量比为5～10:5～10:10～20：1～2: 58～79，
所述氧化锌分散体包括氧化锌、油酸钾和水，其质量比为20～50:2～10:40～78。
所述氟硅酸钠分散体包括氟硅酸钠和水，其质量比为30～50:50～70。
步骤S3中的熟成时间为6~12h，熟成温度为25～30℃。
步骤S4中，进入蒸箱的硫化温度为90～100℃，硫化时间为15～22min。
步骤S2中，将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成4-6wt%的紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制0.1mol/L的CaCl2溶液，15-20℃条件下缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加CaCl2溶液，混合搅拌15-20min，室温静置4-6h，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用。
本发明首先在配方中减少硫磺加入量，减小了复合海绵的气味和刺激性；其次，在乳胶发泡前首次将紫胶树脂钙盐聚集体引入混合胶液中，紫胶树脂钠盐为类不对称双子（Gemini）表面活性剂结构，Ca2+诱导作用下进行聚集，形成多孔结构聚集体紫胶树脂钙盐，可以吸附、锁住海绵中部分挥发性有机化合物，紫胶树脂是由紫胶桐酸与壳脑酸形成的内酯和交酯组成，紫胶桐酸为直链大分子，且为含有多羟基饱和碳链，因此，紫胶树脂钙盐表面存在大量羟基，通过氢键作用有利于有机化合物（如醇类、胺类等）的吸附。
步骤S4中，在发泡后，进入蒸箱硫化前，进行热风定型，使用二氧化碳和热空气混合的方式进行定型。
发泡胶乳在热风定型前段表面已经初步的胶凝，具有一定强度，经过中段时，二氧化碳随热空气渗透进入发泡胶乳中与其中的水分结合形成碳酸，与天然乳胶中的氨形成碳酸氨，降低pH，能够使发泡胶乳加速胶凝，从而使其在进入硫化阶段前内部能够充分的胶凝。这样可以在不影响产品质量的前提下，提高生产效率，降低成本。从而避免发泡胶乳在进入硫化阶段前没有胶凝完全，在硫化阶段会出现泡沫坍塌的现象。
具体应用中：
实施例1
一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品，包括以下步骤：
S1、原料包括：天然乳胶，紫胶树脂钠盐，氧化锌分散体，氯化钙，硫磺分散体，起泡剂油酸钾、蓖麻油酸钾，螯合剂焦磷酸钾，迟缓胶凝剂氟硅酸钠分散体；
S2、将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成4wt%的紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制0.1mol/L的CaCl2溶液，15℃条件下缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加等摩尔量的CaCl2(0.1mol/L)，混合搅拌15min，室温静置4h，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用；
S3、将步骤S1准备的焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体加入到纯天然乳胶液中，25℃条件下搅拌熟成6h后得混合物A；
S4、向混合物A中加入紫胶树脂钙盐聚集体4份，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡，发泡过程中注入氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体，发泡后的胶乳混合液注入枕头模具，进入蒸箱进行硫化，硫化温度为90℃，硫化时间为15min；
S5、将纯天然乳胶制品半成品进行水洗、真空烘干后，即完成低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制作。
所述纯天然乳胶制品原料中天然乳胶、焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体、氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体的质量比为100:1:2:4:1:3:3，熟成后加入紫胶树脂钙盐聚集体，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡。
实施例2
一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品，包括以下步骤：
S1、原料包括：天然乳胶，紫胶树脂钠盐，氧化锌分散体，氯化钙，硫磺分散体，起泡剂油酸钾、蓖麻油酸钾，螯合剂焦磷酸钾，迟缓胶凝剂氟硅酸钠分散体；
S2、将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成5wt%的紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制0.1mol/L的CaCl2溶液，18℃条件下缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加等摩尔量的CaCl2(0.1mol/L)，混合搅拌18min，室温静置5h，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用；
S3、将步骤S1准备的焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体加入到纯天然乳胶液中，28℃条件下搅拌熟成8h后得混合物A；
S4、向混合物A中加入紫胶树脂钙盐聚集体6份，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡，发泡过程中注入氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体，发泡后的胶乳混合液注入枕头模具，进入蒸箱进行硫化，硫化温度为95℃，硫化时间为20min；
S5、将纯天然乳胶制品半成品进行水洗、真空烘干后，即完成低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制作。
所述纯天然乳胶制品原料中天然乳胶、焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体、氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体的质量比为100:1:2:4:3:4:5，熟成后加入紫胶树脂钙盐聚集体，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡。
实施例3
一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品，包括以下步骤：
S1、原料包括：天然乳胶，紫胶树脂钠盐，氧化锌分散体，氯化钙，硫磺分散体，起泡剂油酸钾、蓖麻油酸钾，螯合剂焦磷酸钾，迟缓胶凝剂氟硅酸钠分散体；
S2、将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成6wt%的紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制0.1mol/L的CaCl2溶液，20℃条件下缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加等摩尔量的CaCl2(0.1mol/L)，混合搅拌20min，室温静置6h，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用；
S3、将步骤S1准备的焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体加入到纯天然乳胶液中，30℃条件下搅拌熟成12h后得混合物A；
S4、向混合物A中加入紫胶树脂钙盐聚集体8份，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡，发泡过程中注入氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体，发泡后的胶乳混合液注入枕头模具，进入蒸箱进行硫化，硫化温度为100℃，硫化时间为22min；
S5、将纯天然乳胶制品半成品进行水洗、真空烘干后，即完成低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制作。
所述纯天然乳胶制品原料中天然乳胶、焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体、氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体的质量比为100:7:9:6:3:6:5，熟成后加入紫胶树脂钙盐聚集体，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡。
对照例：相同配方及制备工艺，但不添加紫胶树脂钙盐聚集体。
随机对上述实施例及对照例制作的天然乳胶枕进行测试，表1为具体检测结果。
表1性能表征对比表
Figure 161724DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，随着纳米级多孔聚集体紫胶树脂钙盐的加入，降低了复合海绵的气味，其释放的VOC量也得到了降低。
备注：
气味评分级别：
Figure 875602DEST_PATH_IMAGE002

Claims (7)

1.一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料准备包括：天然乳胶、紫胶树脂钠盐、氧化锌分散体、氯化钙、硫磺分散体、油酸钾、蓖麻油酸钾、焦磷酸钾、氟硅酸钠分散体；
S2、将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制CaCl2溶液，缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加CaCl2溶液，混合搅拌，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用；
S3、将步骤S1准备的焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体加入到天然乳胶中，搅拌熟成后得混合物A；
S4、向混合物A中加入紫胶树脂钙盐聚集体，搅拌均匀后立即将混合胶液转移至发泡机中进行发泡，发泡过程中注入氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体，发泡后的胶乳混合液注入枕头模具，进入蒸箱进行硫化；
S5、将乳胶制品半成品进行水洗、真空烘干后，即完成低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制作。
2.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，步骤S1、S2中的天然乳胶、焦磷酸钾、油酸钾、蓖麻油酸钾、硫磺分散体、紫胶树脂钙盐聚集体、氧化锌分散体和氟硅酸钠分散体的质量比为100:1～7:2～9:4～8:1～6:4～10:3～6:3～6。
3.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，所述硫磺分散体包括硫磺、促进剂M、促进剂ZDC、分散剂N和水，其质量比为5～10:5～10:10～20：1～2: 58～79，
根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，所述氧化锌分散体包括氧化锌、油酸钾和水，其质量比为20～50:2～10:40～78。
4.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，所述氟硅酸钠分散体包括氟硅酸钠和水，其质量比为30～50:50～70。
5.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，步骤S3中的熟成时间为6~12h，熟成温度为25～30℃。
6.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，步骤S4中，进入蒸箱的硫化温度为90～100℃，硫化时间为15～22min。
7.根据权利要求1所述的一种低气味、低VOC的环保型天然胶乳制品的制备方法，其特征在于，
步骤S2中，将步骤S1准备的紫胶树脂钠盐配制成4-6wt%的紫胶树脂钠盐溶液，用蒸馏水配制0.1mol/L的CaCl2溶液，15-20℃条件下缓慢搅拌紫胶树脂钠盐溶液，然后缓慢滴加CaCl2溶液，混合搅拌15-20min，室温静置4-6h，过滤得到析出的固体，冷冻干燥后得到紫胶树脂钙盐聚集体备用。
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