一種復(fù)合高分子材料及其制備方法、應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種復(fù)合高分子材料及其制備 方法、應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)各種生活用品都有了更高的追求。而且現(xiàn)在生活節(jié)奏 普遍比較快，因此睡眠時(shí)都希望能得到足夠的放松，而市面上針對(duì)有此類(lèi)需求的人群也相 繼推出種類(lèi)繁多的產(chǎn)品，比如具有護(hù)理作用的床墊、枕頭以及坐墊等，還宣傳具有一定的醫(yī) 療、助睡眠功效，因此消費(fèi)者在進(jìn)行選取的時(shí)候，只是著眼于具體功效，對(duì)其真正所使用的 材料并沒(méi)有認(rèn)真探究。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，市面上售賣(mài)的床墊、枕頭以及坐墊這些產(chǎn)品的外套的材質(zhì)多為棉布、 棉滌和人造纖維，這些材質(zhì)相對(duì)來(lái)說(shuō)最為舒服的材料還是純棉布，透氣性和吸濕性能比較 好，但是棉布使用一段時(shí)間后容易變形，很影響消費(fèi)者的感受度，不能持久使用，另外棉布 本身彈性比較小，并不具有任何保健回彈、保護(hù)人體各個(gè)身體關(guān)節(jié)不受壓迫的功能，尤其經(jīng) 過(guò)多次水洗后，棉布變形更為嚴(yán)重，影響實(shí)際使用效果。
[0004] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一目的在于提供一種復(fù)合高分子材料，所述的復(fù)合高分子材料將棉纖 維與 3D摩絲復(fù)合進(jìn)行應(yīng)用，解決了以上出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，具有透氣性好、保氣性能好、軟硬 適中，親和度柔軟性能佳，而且長(zhǎng)期使用不易變形等優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明的第二目的在于提供一種所述的復(fù)合高分子材料的制備方法，該方法具有 制備方法簡(jiǎn)單、操作方便，前后步驟銜接緊密，設(shè)計(jì)合理，能夠完整的保留每個(gè)原材料的有 效成分等優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明的第三目的在于提供一種所述的復(fù)合高分子材料的應(yīng)用方法，具有用途廣 泛，適用人群廣以及適于大規(guī)模推廣形成批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一中復(fù)合高分子材料，主要由以下原料制得：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)， 3D摩絲材料40-70份，棉纖維50-80份，阻燃劑2-6份，加工助劑3-10份。
[0010] 優(yōu)選地，為了達(dá)到協(xié)同增效的效果，所述原料包括：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，3D摩絲材料 50-60份，棉纖維60-70份，阻燃劑3-5份，加工助劑5-8份。
[0011] 進(jìn)一步的，各原料的更優(yōu)用量為，3D摩絲材料54份，棉纖維62份，阻燃劑4份，加 工助劑7份。
[0012] 現(xiàn)今社會(huì)人們?cè)絹?lái)越追求高質(zhì)量的生活，因此對(duì)于家居用品也有更高的要求，尤 其生活節(jié)奏本身比較快的原因，為了充分放松身心，消費(fèi)者在選擇床墊、坐墊、枕頭時(shí)不是 只停留在外觀，更注重內(nèi)在填充物以及外包裝的材質(zhì)是否環(huán)保、以及其耐用性、舒適度等一 切評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)中，市面上的產(chǎn)品品種繁多，床墊、坐墊、枕頭這些外套的材質(zhì)多為棉布、 棉滌和人造纖維，但是要知道這些家具用品的外套是需要和人的皮膚直接接觸的，因此要 求其具有較好的透氣性、柔軟性以及不能對(duì)皮膚產(chǎn)生任何刺激。而現(xiàn)有技術(shù)中這些家居用 品的外套的材質(zhì)論舒適度以及透氣性棉布最優(yōu)，但是棉布也存在諸多缺陷，比如使用一段 時(shí)間后容易變形，很影響消費(fèi)者的感受度，不能持久使用，另外棉布本身彈性比較小，并不 具有任何保健回彈的功能，尤其經(jīng)過(guò)多次水洗后，棉布變形更為嚴(yán)重，影響實(shí)際使用效果。 因此尋找一種性能全面的家居用品外套產(chǎn)品是亟待解決的技術(shù)問(wèn)題，最好能兼顧保健性 能、透氣性能、環(huán)保性能、力學(xué)性能等多方面性能。
[0014] 本發(fā)明為了解決以上出現(xiàn)的各種技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明了一種采用棉纖維與3D摩絲復(fù) 合得到的高分子材料，這種材料的優(yōu)異性能非常適用于作為坐墊、床墊以及枕頭內(nèi)填充物 的外套，其主料為棉纖維與3D摩絲，而且這兩種主料的用量配比也有特定的要求，通過(guò)這 兩種材料的混配，得到的產(chǎn)品具有良好的力學(xué)性能、加工性能以及環(huán)保性能，既有棉質(zhì)材料 的柔軟度又具有3D摩絲材料一定的韌性，此外舒適柔軟度高、低溫韌性好、穩(wěn)定性佳、透氣 性可以與乳膠材質(zhì)相媲美，成本低但是功能很全面強(qiáng)大，適于擴(kuò)大范圍推廣應(yīng)用。
[0015] 可見(jiàn)，3D摩絲材料的應(yīng)用恰恰彌補(bǔ)了棉纖維材料本身的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)復(fù)合后其材料 兼顧透氣、堅(jiān)韌、靜音、環(huán)保、耐用、可水洗等六大特點(diǎn)，好洗快干，水流一秒即過(guò)，帶走所有 污垢，細(xì)菌螨蟲(chóng)難以滋生，由于3D摩絲本身韌性比較大回彈好而且回彈時(shí)具有一個(gè)彈力的 緩沖空間，完全沒(méi)有任何噪音，充分保證了使用者的睡眠。還有值得說(shuō)明的是3D摩絲的材 質(zhì)是任何一種材料所不能比擬的，本發(fā)明正是將這種材質(zhì)的強(qiáng)有力的韌性應(yīng)用到家居用品 的外套上，使其承托力較優(yōu)，與棉纖維搭配復(fù)合后軟硬適中，有效的釋放了身體每個(gè)關(guān)節(jié)的 壓力，防止睡眠過(guò)程中身體受到壓迫，出現(xiàn)血液循環(huán)不通暢的現(xiàn)象，提高睡眠質(zhì)量，呵護(hù)使 用者的身體健康。雖然這兩種材料均可在市面上購(gòu)買(mǎi)得到，屬于現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的材料，但 是還沒(méi)有任何人利用兩種材料的優(yōu)點(diǎn)將兩種材料復(fù)合使用，本發(fā)明的方案尚屬首創(chuàng)，這種 復(fù)合材料的優(yōu)異性能是現(xiàn)有技術(shù)中任何一種材質(zhì)所不能媲美的，發(fā)明人也是通過(guò)大量的實(shí) 踐才發(fā)現(xiàn)了這兩種材料復(fù)合后所擁有的優(yōu)異性能，并根據(jù)其實(shí)際特點(diǎn)加以利用，彌補(bǔ)了現(xiàn) 有技術(shù)中家居用品外套的一切缺點(diǎn)，這種組合方式是具有開(kāi)拓性意義的。
[0016] 另外，除了主料外原料中還含有阻燃劑以及加工助劑，其中，阻燃劑最好選擇多羥 基反應(yīng)型阻燃劑、甲基磷酸二甲酯以及無(wú)鹵阻燃劑中的一種或幾種，這幾種阻燃劑均屬于 環(huán)保型阻燃劑，充分保證了復(fù)合高分子材料的綠色環(huán)保性能，可通過(guò)添加阻燃劑來(lái)增強(qiáng)材 料的阻燃性能，提高穩(wěn)定性并一定程度上提高了操作安全系數(shù)。
[0017] 在本發(fā)明中，加工助劑主要由以下組分組成：以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，增塑劑1-2份，潤(rùn)滑 劑0. 5-0. 8份，抗氧劑1-2份，其余為PH調(diào)節(jié)劑。增塑劑可以選擇鄰苯二甲酸二辛酯以及 鄰苯二甲酸二辛異酯中的一種或兩種，以削弱原料之間分子作用力，增強(qiáng)產(chǎn)品的可塑性，還 能降低加工過(guò)程中的溫度。潤(rùn)滑劑為石蠟、納米級(jí)滑石粉中的一種或兩種，以降低原料之間 的互相摩擦作用，減少磨損?？寡鮿槎桨?、對(duì)苯二胺以及二氫喹啉中的一種或幾種，以 阻止產(chǎn)品的老化延長(zhǎng)其使用壽命。PH調(diào)節(jié)劑可調(diào)節(jié)復(fù)合高分子材料的酸堿度，因?yàn)閺?fù)合高 分子材料過(guò)酸過(guò)堿均會(huì)影響到本身的穩(wěn)定性，PH調(diào)節(jié)劑最好選用2-甲基-2-羥基-1-丙 醇，這種PH調(diào)節(jié)劑對(duì)環(huán)境友好、且可實(shí)現(xiàn)溫和的調(diào)節(jié)的效果。
[0018] 需要說(shuō)明的在于，本發(fā)明的原料配比均是發(fā)明人通過(guò)大量的創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)優(yōu)化出的 較優(yōu)用量，只有在添加這些原料以及該原料配比前提下才能保證制備出的復(fù)合高分子材料 擁有優(yōu)異性能，尤其是兩個(gè)主料的添加量需要相互平衡才能保證制備出的材料具有本發(fā)明 的優(yōu)異性能，才能保證本發(fā)明的方案順利實(shí)施，如果3D摩絲材料的添加量在40-70份左右， 那么棉纖維的添加量需要嚴(yán)格控制在50-80份，基本與3D摩絲材料的用量保證在同一個(gè)數(shù) 量級(jí)上，如果其中任何一種主料用量過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的韌性過(guò)大不夠柔軟，影響使用 者的感受度，或者產(chǎn)品太過(guò)柔軟沒(méi)有塑形性能，因此可見(jiàn)合適的配比添加量是多么重要。
[0019] 本發(fā)明對(duì)原料的種類(lèi)也做了嚴(yán)格的篩選包括輔料阻燃劑以及加工助劑的具體種 類(lèi)，每個(gè)原料的加量相對(duì)多與少均是有一定考究的，最終實(shí)踐出最優(yōu)添加量使其更加合理， 為后續(xù)制作該復(fù)合高分子材料提供了可參照的配方以及具體用量，具有一定的參考價(jià)值。
[0020] 本發(fā)明除提供了復(fù)合高分子材料的配方，還提供了復(fù)合高分子材料的制備方法， 包括如下步驟：
[0021] ㈧將3D摩絲材料、棉纖維兩種原料貼附后，并通過(guò)預(yù)加熱、擠壓復(fù)合的步驟；
[0022] (B)擠壓復(fù)合的過(guò)程中，添加阻燃劑以及加工助劑后擠出冷卻定型，即得產(chǎn)品。
[0023] 本發(fā)明提供的復(fù)合高分子材料的制備方法簡(jiǎn)單，操作方便，能夠很好的保留每個(gè) 原料的有效成分，比較關(guān)鍵的操作步驟在于先將主料混合均勻進(jìn)行擠出操作時(shí)，再添加阻 燃劑以及加工助劑，原料的加入時(shí)機(jī)是有要求的，因?yàn)樵跀D出過(guò)程中，復(fù)合高分子材料的性 質(zhì)最容易不穩(wěn)定，因此有針對(duì)性的在擠出步驟進(jìn)行時(shí)添加助劑等輔料，使得制備出的產(chǎn)品 性能更佳。
[0024] 其中，所述步驟（A)中，預(yù)加熱的溫度控制在100-1KTC，先將原料混合后預(yù)加熱， 可以使得后續(xù)操作更方便進(jìn)行，溫度的高低要掌控好，如果溫度過(guò)高會(huì)對(duì)材料的本身品質(zhì) 有影響。
[0025] 在本發(fā)明中，所述步驟（A)中，通過(guò)擠出機(jī)擠出的步驟中，擠出機(jī)最好選用雙螺 桿擠出機(jī)，擠出溫度控制在150-160 °C，主機(jī)頻率20-30HZ，螺桿直徑控制在50-60mm之 間。在添加阻燃劑以及加工助劑的過(guò)程中，擠出機(jī)的溫度則控制在130-140°C，主機(jī)頻率 25-28HZ，螺桿直徑控制在55-60mm之間，為了使得產(chǎn)品性能更有保證最好使用雙螺桿擠出 機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)由于機(jī)筒采取可剖分式，螺桿和機(jī)筒內(nèi)襯套可隨意組合，操作方便，損壞 之后易維修，降低了成產(chǎn)成本提高了勞動(dòng)效率。
[0026]另外，擠出機(jī)的參數(shù)控制分為兩個(gè)階梯段，在開(kāi)始沒(méi)加入其他輔料的階段擠壓機(jī) 的溫度比較高，這樣可以更有利于原料之間混合并且擠出成型，但是當(dāng)添加輔料時(shí)溫度則 要調(diào)的稍微低一些，因?yàn)榇藭r(shí)需避免溫度過(guò)高將有效成分燒結(jié)破壞掉，起不到輔料應(yīng)有的 效果，因此擠出機(jī)的參數(shù)最好分梯度控制。
[0027] 最后，冷卻的最終溫度控制在25-30°C之間，使其充分冷卻，有利于后續(xù)步驟的順 利進(jìn)行，以及提高產(chǎn)品的應(yīng)用性能。冷卻后還包括切割的步驟，優(yōu)選切割采用激光切割機(jī)， 加工速率控制在500-700mm/min。每分鐘切割的速度也是有一定的要求的，如果切割的速率 過(guò)快會(huì)影響準(zhǔn)確性，得到的復(fù)合高分子材料達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，速率過(guò)慢又會(huì)影響操作周 期，延誤操作時(shí)間。
[0028] 本發(fā)明實(shí)施例制備得到的復(fù)合高分子材料可以用于坐墊、床墊以及枕頭內(nèi)填充物 的外套，使用范圍廣，而且適用于不同人群的需求，所用的原料均為對(duì)環(huán)境友好的物質(zhì)，整 個(gè)制備的工藝流程也更加合理且實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，容易操控，得到的產(chǎn)品性能較佳。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
[0030] (1)本發(fā)明實(shí)施例提供了一種復(fù)合高分子材料，這種復(fù)合高分子材料將纖維與3D 摩絲完美的復(fù)