一种气凝胶乳胶泡棉及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于乳胶泡棉技术领域，具体涉及一种气凝胶乳胶泡棉及其制备方法和应用。


背景技术：

2.自19世纪20年代由天然胶乳直接制成胶乳制品以来，胶乳制品的生产已发展成为橡胶工业的一个重要部分。80年代世界橡胶乳耗用量约占橡胶总耗量的10％左右。
3.胶乳制品的生产工艺与干橡胶的加工完全不同，不需庞大的重型机械及繁多的工序，为其大规模推广使用提供了条件。乳胶制品因其原料天然，高透气性，超静音和高回弹性等特性受到越来越多的青睐，多用于制作床垫、枕头、鞋底、手套、玩具、胶管等。天然乳胶液制品存在接触紫外线后易氧化、价格昂贵、有致敏作用等缺点。合成乳胶液制品含有丁二烯和苯乙烯，在一定温度下会释放苯、甲醛气体，对人体健康有很大影响。sio2气凝胶是一种无机纳米多孔材料，将其应用于天然乳胶液的发泡过程中，制备得到的乳胶制品具有抗氧化、价格低廉、对人体无害的特点，同时可大幅降低天然乳胶液制品的价格，促进了天然乳胶液制品在日常生活中的推广和普及。


技术实现要素：

4.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种气凝胶乳胶泡棉及其制备方法和应用。
5.本发明所提供的技术方案如下：
6.一种气凝胶乳胶泡棉，包括以下重量份的各组分：乳胶54～70重量份，气凝胶填料3～20重量份，促进剂1～2重量份，活化剂1～3重量份，硫化剂1～3重量份，防老化剂1～2重量份，发泡剂3～5重量份，胶凝剂1～3重量份，水1～5重量份。
7.相比于传统的胶乳胶泡棉，本发明所提供的气凝胶乳胶泡棉具有更好的压缩回弹率、更好的抗氧化性。
8.具体的，所述促进剂选自2
‑
硫醇基苯并噻唑锌盐，二乙基二硫代氨基甲酸锌，n
‑
乙基
‑
n
‑
苯基二硫代氨基甲酸锌或2
‑
巯醇基苯并噻唑中的任意一种或几种的组合。
9.具体的，所述的活化剂为氧化锌。
10.具体的，所述的硫化剂为硫磺。
11.具体的，所述的防老化剂为防老化剂2246或防老化剂264。
12.具体的，所述的发泡剂为没食子酸、油酸钾、油酸铵、油酸三乙醇胺中的任意一种或几种的组合。
13.具体的，所述的胶凝剂为硫酸铵、氯化铵、硅氟化钠中的任意一种或几种的组合。
14.进一步的，还包括抗菌剂5～8重量份。抗菌剂可选自kp
‑
f25、丁香精油、薰衣草精油、迷迭香精油、鼠尾草精油和百里香精油、银离子抗菌剂、铜离子抗菌剂或锌离子抗菌剂等。
15.本发明还提供了气凝胶乳胶泡棉的制备方法，包括以下步骤：
16.1)将90～100重量份的浓缩乳胶液与3～20重量份的气凝胶填料搅拌均匀，再在均匀搅拌下依次加入1～2重量份的促进剂、1～3重量份的硫化剂、1～2重量份防老化剂和3～5重量份的发泡剂，或还加入抗菌剂，所述浓缩乳胶液为浓缩天然乳胶液或浓缩合成乳胶液，其中乳胶的量为54～70重量份，即，浓缩乳胶液的固含量为60～70wt％；
17.2)再在均匀搅拌下加入1～3重量份的活化剂，并在140～160℃下发泡；
18.3)发泡后再加入1～3重量份的胶凝剂和1～3重量份的硫化剂，进行凝固和硫化；
19.4)再经脱水和干燥，得到所述的气凝胶乳胶泡棉。脱水和干燥后残留水1～5重量份。
20.所述气凝胶填料为sio2气凝胶，或者以固含量为5～20wt％的sio2气凝胶浆料为原料，以其中的sio2气凝胶计，重量份为3～20份。
21.具体的，浓缩乳胶液的重量份为90
‑
95份，浓缩乳胶液的固含量为63～65wt％。
22.本发明还提供了气凝胶乳胶泡棉的应用，用于制作：床垫、枕芯、鞋底、手套、玩具或胶管。本发明的有益效果：
23.1、sio2气凝胶导热系数低、密度小，将其加入乳胶泡棉中，可提升乳胶泡棉的保温隔热性能。因而特别适于制作床垫、枕芯、鞋底、手套和胶管。
24.2、sio2气凝胶属于无机材料，在空气中不燃，将其加入乳胶泡棉中，可提高乳胶泡棉的防火性能。因而特别适于制作床垫、枕芯、鞋底、手套、玩具或胶管。
25.3、乳胶泡棉中加入sio2气凝胶，其拉伸强度增强，压缩回弹率提升。且使得乳胶泡棉中的气泡变得更加均匀，原因在于气凝胶的成核效应，表面褶皱与介孔结构，形成狭缝，降低气泡在其表面成核所需的能垒，从而降低了泡沫的平均孔径。因而特别适于制作床垫、枕芯、鞋底。
26.4、将其加入天然乳胶液中，可降低天然乳胶液制品的生产成本、提高其在紫外线照射下的抗氧化性，延长天然乳胶液制品的使用寿命。因而特别适于制作胶管。
具体实施方式
27.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
28.实施例1
29.1)将90重量份的浓缩乳胶液与10重量份的气凝胶填料搅拌均匀，再在均匀搅拌下依次加入1重量份的促进剂、1重量份的硫化剂、1重量份防老化剂和3重量份的发泡剂，浓缩乳胶液的固含量为65wt％；
30.2)再在均匀搅拌下加入1重量份的活化剂，并在150℃下发泡；
31.3)发泡后再加入1重量份的胶凝剂和1重量份的硫化剂，进行凝固和硫化；
32.4)再经脱水和干燥，得到所述的气凝胶乳胶泡棉。
33.浓缩乳胶液的固含量为65％；
34.气凝胶填料为sio2气凝胶；
35.促进剂为2
‑
硫醇基苯并噻唑锌盐；
36.活化剂为氧化锌；
37.硫化剂为硫磺；
38.防老化剂为防老化剂2246；
39.发泡剂为没食子酸；
40.胶凝剂为硫酸铵。
41.实施例2
42.1)将90重量份的浓缩乳胶液与15重量份的气凝胶填料搅拌均匀，再在均匀搅拌下依次加入1重量份的促进剂、1重量份的硫化剂、1量份防老化剂和3重量份的发泡剂，浓缩乳胶液的固含量为65％；
43.2)再在均匀搅拌下加入1重量份的活化剂，并在150℃下发泡；
44.3)发泡后再加入1重量份的胶凝剂和1重量份的硫化剂，进行凝固和硫化；
45.4)再经脱水和干燥，得到所述的气凝胶乳胶泡棉。
46.浓缩乳胶液的固含量为65％；
47.气凝胶填料为sio2气凝胶；
48.促进剂为二乙基二硫代氨基甲酸锌；
49.活化剂为氧化锌；
50.硫化剂为硫磺；
51.防老化剂为防老化剂2246；
52.发泡剂为油酸钾；
53.胶凝剂为氯化铵。
54.实施例3
55.1)将95重量份的浓缩乳胶液与15重量份的气凝胶填料搅拌均匀，再在均匀搅拌下依次加入1.5重量份的促进剂、1.5重量份的硫化剂、1重量份防老化剂和4重量份的发泡剂、浓缩乳胶液的固含量为63wt％；
56.2)再在均匀搅拌下加入1重量份的活化剂，并在150℃下发泡；
57.3)发泡后再加入2重量份的胶凝剂和2重量份的硫化剂，进行凝固和硫化；
58.4)再经脱水和干燥，得到所述的气凝胶乳胶泡棉。
59.浓缩乳胶液的固含量为63wt％；
60.气凝胶填料为sio2气凝胶；
61.促进剂为n
‑
乙基
‑
n
‑
苯基二硫代氨基甲酸锌；
62.活化剂为氧化锌；
63.硫化剂为硫磺；
64.防老化剂为防老化剂264；
65.发泡剂为油酸铵；
66.胶凝剂为硅氟化钠。
67.对比例1
68.测试对象为购买自南通爱德福乳胶制品有限公司的乳胶泡棉。
69.重要性能对比测试
70.压缩回弹率：测试方法为压缩永久变形法，gb/t 6669
‑
2001；
71.耐候性：测试方法为橡胶材料暴露于自然或人工气候后并测定其颜色、外观和物
理性能的变化的方法，gb/t 3511
‑
2008；
72.导热系数：测试方法为热流计法，gb/t 10295
‑
2008；
73.防火等级：测试方法为燃烧法，gb/t 8624
‑
2012；
[0074][0075]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。