一种双硬度泡棉垫及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种泡棉垫及其制备工艺，具体涉及一种双硬度泡棉垫及其制备方法。


背景技术：

2.随着健康学习、健康办公的普及，越来越多的椅子朝着符合人体工学、提升用户舒适度的方向发展。传统椅子常采用泡棉包裹椅座的方式，来提升座椅的舒适度，这一方案虽一定程度上提升了舒适感、降低了疲劳度，但由于泡棉往往是一种混料一体成型，因此泡棉往往只有一种硬度，难以在贴合人体曲线和有效支撑人体之间进行取舍。
3.一般而言，臀部位置往往要求泡棉具有更高的硬度，以对人体进行更好地支撑，臀部位置凹陷形变过大，将一定程度上影响入座舒适度；腿部位置往往要求泡棉具有相对较低的硬度，以使座椅更加贴合人体的曲线，座椅坐垫一般由腿部至臀部略向下倾斜，如采用较高硬度的泡棉，泡棉将对腿部肌肉形成挤压，造成不适感。
4.目前，虽然日本的冈村、南波等工艺已开发了相关的双密度泡棉工艺，但存在以下问题，其一，这些泡棉工艺主要应用于汽车座椅等领域，对日常生活办公中座椅的坐垫适用性不强；其二，这些泡棉工艺往往采用上、下双硬度的工艺，因此对解决上述技术问题并无本质上的改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种双硬度泡棉垫及其制备方法，该制备方法制备的双硬度泡棉垫主要应用于椅子上，具体用于椅子椅座的包裹。
6.本发明通过以下技术方案加以实现：所述的一种双硬度泡棉垫，其特征在于：所述泡棉垫具有软度区和硬度区，所述软度区和硬度区均由a组分和b组分两种反应原料组成，所述软度区泡棉垫a组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330n 44～54份，聚合物多元醇h30 6～16份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，b组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份；所述硬度区泡棉垫a组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330n 30～40份，聚合物多元醇h30 20～30份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，b组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份。
7.进一步地，所述软度区泡棉垫a组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330n 48份，聚合物多元醇h30 12份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，b组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份；所述硬度度区泡棉垫a组分由以下重量份的原料组成：聚醚多元醇330n 36份，聚合物多元醇h30 24份，催化剂0.1份，开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份，b组分为二苯基甲烷二异氰酸酯40份。
8.进一步地，所述催化剂为氨催化剂，所述开孔剂为硅油开孔剂。
9.本发明还提出一种双硬度泡棉垫的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：1）原料制备：取配方量的软度区a组分各原料混合，于常温下搅拌3～5小时，制得软度区a组分搅拌料，之后将软度区a组分搅拌料置入24℃、13mpa的腔室内；将b组分原料置入22℃、10mpa的另一腔室内，软度区a组分搅拌料及b组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成软度区混合液；取配方量的硬度区a组分各原料混合，于常温下搅拌3～5小时，制得硬度区a组分搅拌料，之后将硬度区a组分搅拌料置入24℃、13mpa的腔室内；将b组分原料置入22℃、10mpa的另一腔室内，硬度区a组分搅拌料及b组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成硬度区混合液；2）模具预热：将具有硬度区腔和软度区腔的模具预热，预热结束后先将软度区混合液喷入模具软度区腔中，再将硬度区混合液喷入模具硬度区腔中；3）塑化反应，将模具恒定在预热温度范围内，闭合模具，软度区腔和硬度区腔内的混合液在模具产生的高压下发生塑化成型；4）塑化后处理：将步骤3）塑化成型后的产品在常温常压下放置12小时，使塑化反应彻底结束，制得双硬度泡棉垫。
10.进一步地，所述步骤2）中模具预热至45℃～60℃，软度区混合液的喷入时间为1.4s，硬度区的混合液喷入时间为2.4s。
11.进一步地，所述步骤3）中塑化成型时间为3min～5min。
12.进一步地，所述模具的硬度区腔和软度区腔之间设置有一道高1cm的凸棱进行分隔。
13.本发明配方合理，成型时间短，生产效率高，通过在座椅坐垫上一体成型处腿部和臀部两个硬度不同的区域，有效提升入座的舒适度，同时采用该配方及制备方法，在臀部区域提升硬度的情况下，还可保证该区域的弹性，通过设置在模具中的凸棱，确保在反应初期对不同硬度区域的成型进行较好的分隔，并在反应后期形成良好的过渡面。
附图说明
14.图1为实施例1制得的产品的结构示意图；图2为实施例2制得的产品的结构示意图；其中，a为腿部对应的软度区，b为臀部对应的硬度区。
具体实施方式
15.以下结合说明书附图及实施例对发明做进一步说明，以便更好地理解本技术方案。
16.实施例1：双硬度泡棉垫的制备1）原料制备：取聚醚多元醇330n 48份，聚合物多元醇h30 12份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得软度区a组分搅拌料，之后将软度区a组分搅拌料置入24℃、13mpa的腔室内；将b组分原料异二苯基甲烷二
异氰酸酯40份置入22℃、10mpa的另一腔室内，软度区a组分搅拌料及b组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成软度区混合液；取聚醚多元醇330n 36份，聚合物多元醇h30 24份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得硬度区a组分搅拌料，之后将硬度区a组分搅拌料置入24℃、13mpa的腔室内；将b组分原料二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10mpa的另一腔室内，硬度区a组分搅拌料及b组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成硬度区混合液。
17.2）模具预热：将具有硬度区腔和软度区腔的模具预热至45℃～60℃，预热结束后先将软度区混合液喷入模具软度区腔中，喷入时间为1.4s,再将硬度区混合液喷入模具硬度区腔中,喷入时间为2.4s。
18.3）塑化反应，将模具恒定在45℃～60℃内，闭合模具，软度区腔和硬度区腔内的混合液在模具产生的高压下发生塑化成型,成型时间为3min～5min；其中，模具的硬度区腔和软度区腔之间设置有一道高1cm的凸棱进行分隔，该凸棱的设置使得软、硬泡棉原料在反应初期能够有效区分，不互相干涉，并在反应后期，跨过凸棱反应，形成良好的过渡面。
19.4）塑化后处理：将步骤3）塑化成型后的产品在常温常压下放置12小时，使塑化反应彻底结束，制得双硬度泡棉垫，用于椅子椅座的包裹，其结构如图1所示。
20.性能测试测试工具，海绵压缩试验机、烘箱、游标卡尺、电子天平及直尺回弹性测试：截取实施例1制得产品100*100mm，试样厚度50mm，落球高度500mm，回弹率平均值为45.3%。
21.压陷硬度测试：根据gb/t10807
‑
2006 《软质泡沫聚合材料硬度的测定（压陷法）》，通过压缩方法a压陷硬度指数、b法压陷硬度特性、c法压陷硬度检验三种方法进行测试，并记录数据，结果见表1所示。
22.表1密度测试：通过p=m/v计算得出泡棉实际密度，实际测得试样密度为61.4kg/m3。
23.压缩疲劳测试：根据gb/t18941
‑
2003《高聚物多孔弹性材料定负荷冲击疲劳的测定》，压缩力值：750n，压缩次数：80000次，记录测试前后泡棉的硬度变化，最终测得硬度减少值百分率=6.2%，具体见表2。
24.表2
75%压缩永久测试：根据gb/t6669
‑
2008《软质泡沫聚合材料压缩永久变形的测定》，压缩试样厚度的75%，在温度70℃环境中保持22小时，计算压缩永久变形cs=5.0%。
25.硬度测试：按压硬度测试，把试样放置坚固的平面上，拿住硬度计，压针距离试样边缘至少12mm平稳地把压足压在试样上，使压针生直的压入试样，直至压足和试样完全接触时1秒内读数。在测点相距至少6mm的不同位置测量碍度值5次，取其平均值（微孔材料测点相距至少15mm），结果见表3。
26.表3：海绵硬度数据记录表实施例2：双硬度泡棉垫的制备1）原料制备：取聚醚多元醇330n 54份，聚合物多元醇h30 6份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得软度区a组分搅拌料，之后将软度区a组分搅拌料置入24℃、13mpa的腔室内；将b组分原料二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10mpa的另一腔室内，软度区a组分搅拌料及b组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成软度区混合液；取聚醚多元醇330n 40份，聚合物多元醇h30 20份，氨催化剂0.1份，硅油开孔剂1份，脱模剂0.1份，水0.5～2份混合，于常温下搅拌4小时，制得硬度区a组分搅拌料，之后将硬度区a组分搅拌料置入24℃、13mpa的腔室内；将b组分原料二苯基甲烷二异氰酸酯40份置入22℃、10mpa的另一腔室内，硬度区a组分搅拌料及b组分原料分别在上述高压下雾化喷出，充分混合，形成硬度区混合液。
27.2）模具预热：将具有硬度区腔和软度区腔的模具预热至45℃～60℃，预热结束后先将软度区混合液喷入模具软度区腔中，喷入时间为1.4s,再将硬度区混合液喷入模具硬度区腔中,喷入时间为2.4s。
28.3）塑化反应，将模具恒定在45℃～60℃内，闭合模具，软度区腔和硬度区腔内的混合液在模具产生的高压下发生塑化成型,成型时间为3min～5min；其中，模具的硬度区腔和
软度区腔之间设置有一道高1cm的凸棱进行分隔，该凸棱的设置使得软、硬泡棉原料在反应初期能够有效区分，不互相干涉，并在反应后期，跨过凸棱反应，形成良好的过渡面。
29.4）塑化后处理：将步骤3）塑化成型后的产品在常温常压下放置12小时，使塑化反应彻底结束，制得双硬度泡棉垫，用于椅子椅座的包裹，其结构如图2所示。
30.性能测试测试工具，海绵压缩试验机、烘箱、游标卡尺、电子天平及直尺回弹性测试：截取实施例1制得产品100*100mm，试样厚度50mm，落球高度500mm，回弹率平均值为42.5%。
31.压陷硬度测试：根据gb/t10807
‑
2006 《软质泡沫聚合材料硬度的测定（压陷法）》，通过压缩方法a压陷硬度指数、b法压陷硬度特性、c法压陷硬度检验三种方法进行测试，并记录数据，结果见表4所示。
32.表4密度测试：通过p=m/v计算得出泡棉实际密度，实际测得试样密度为60.4kg/m3。
33.压缩疲劳测试：根据gb/t18941
‑
2003《高聚物多孔弹性材料定负荷冲击疲劳的测定》，压缩力值：750n，压缩次数：80000次，记录测试前后泡棉的硬度变化，最终测得硬度减少值百分率=4.09%，具体见表5。
34.表5
75%压缩永久测试：根据gb/t6669
‑
2008《软质泡沫聚合材料压缩永久变形的测定》，压缩试样厚度的75%，在温度70℃环境中保持22小时，计算压缩永久变形cs=5.0%。
35.硬度测试：按压硬度测试，把试样放置坚固的平面上，拿住硬度计，压针距离试样边缘至少12mm平稳地把压足压在试样上，使压针生直的压入试样，直至压足和试样完全接触时1秒内读数。在测点相距至少6mm的不同位置测量碍度值5次，取其平均值（微孔材料测点相距至少15mm），结果见表6。
36.表6：海绵硬度数据记录表