本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种多功能床垫及制备方法。
背景技术：
床垫是为了保证消费者获得健康而又舒适的睡眠而使用的一种介于人体和床之间的一种物品，材质繁多。能够使人感到舒适的床垫有两个标准：一是人无论处于哪种睡眠姿势，脊柱都能保持平直舒展；二是压强均等，人躺在上面全身能够得到充分放松。现在床垫多使用化纤材质，成本较高，而且化纤材料的添加剂对人体往往产生副作用。
床垫由多种材料复合而成，如床垫结构中，有海绵间的复合，海绵与无纺布、纤维布的复合、棕榈间的复合、epe与木板的复合等等。上述不同材料之间的复合粘结，以往多采用油性液体胶。这种油性液体胶存在以下的缺陷：1、不环保，内含有机溶剂，施工时有发挥性，操作人员长期吸入后，会对人体的肝、肾及血液系统造成一定的伤害；并且容易造成挥发不彻底，从而对使用者的健康造成相应的影响。2、容易老化，一般2年之后会出现老化、结晶失粘的现象，而一般床垫、沙发使用时间至少要保证5年，因此造成床垫、沙发的质量无法得到保障。3、对材料粘着力有选择性，比如，对海绵的粘着力好，但是对棕榈、epe等材料的粘着力差，因而也会影响床垫、沙发的质量。4、操作过程中容易飘丝，造成操作环境不整洁。
因此，研究开发一种既具有较好的使用性能，又具有安全无污染的新型床垫成为目前研究的重点，符合目前市场的需求，也具有较好的应用前景及使用价值。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多功能床垫及制备方法，所述多功能床垫不仅具有高弹性、杀菌、除臭、防水等优良的使用性能，还具有安全无污染的特点，符合目前市场的需求，具有较好的应用价值。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明涉及一种多功能床垫，所述床垫由上到下依次包括防水透气层、高弹杀菌层、保温除臭层和耐磨防水层，所述保温除臭层包括多孔结构和填充料，所述填充料均匀填充在多孔结构中，所述防水透气层与高弹杀菌层及高弹杀菌层与保温除臭层之间通过胶粘剂连接。
优选地，所述高弹杀菌层包括如下重量份的各组分：天然橡胶30~50份、聚异戊二烯20~30份、纳米二氧化钛12~16份、杀菌剂10~19份、橡胶硫化促进剂5~8份、改性剂8~15份、抗氧化剂6~10份。
优选地，所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：艾叶15~26份、丹皮12~20份、柠檬皮18~26份、金银花9~15份、甘草6~12份、苦参5~10份、丁香种子8~13份、地榆12~19份。
优选地，所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。
优选地，所述耐磨防水层为石墨烯改性聚氨酯涂层，包括如下重量份的各组分：聚氨酯20~40份、氧化石墨烯2~5份、异氟尔酮二异氰酸酯10~15份、水合肼5~10份、还包括溶剂n,n-二甲基甲酰胺适量。
优选地，所述多孔结构为eva高弹泡沫层。
优选地，所述填充料为活性炭和改性凹凸棒石粘土的混合物。
优选地，所述胶黏剂为石墨烯改性eva泡沫胶水。
本发明还涉及一种制备多功能床垫的方法，包括如下步骤：
（1）高弹杀菌层的制备：先将杀菌剂各组分粉碎混合，然后通过索氏提取器提取后，得提取液；按照原料重量份比例称取各组分，并混匀成混合料；将混合料加入发泡机进行发泡；将发泡后的材料导入模具中在35℃下压模成型；将含有发泡材料的模具在135℃进行蒸煮，蒸煮时间为60~80分钟；拔模，从模具中将乳胶胚取出；再进行脱水，然后烘干，得到高弹杀菌层乳胶制品；
（2）耐磨防水层的制备：按照配比称取氧化石墨烯和n,n-二甲基甲酰胺200~500ml，混合后置于超声波中超声分散10~20min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯，通入氮气保护条件下，于70~80℃反应3~5h，调节ph至9~10，再升温至90~100℃，加入水合肼还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯；然后将功能化的石墨烯与水性聚氨酯混合均匀，并置于超声波中超声20~30min，然后置于模具中成型，即得所述耐磨防水层；
（3）床垫的制备：将填充有填充料的保温除臭层上表面涂覆胶黏剂，并粘结高弹杀菌层，然后在高弹杀菌层的上表面涂覆胶粘剂，并粘结防水透气层；在保温除臭层的下表面涂覆耐磨防水涂层，即得到所述多功能床垫。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明所述的多功能床垫，采用多层结合，使得床垫具有高弹性、杀菌、除臭、防水等优良的使用性能，还具有安全无污染的特点，符合目前市场的需求，适合推广应用，具有较好的应用价值。
（2）本发明采用填充有凹凸棒石粘土和活性炭的eva弹性泡沫层作为保温除臭层，由于凹凸棒石粘土独特的链层状结构，使其具有较好的保温、隔热效果，再加上凹凸棒石粘土和活性炭均具有较大的比表面积，使其具有较好的吸附效果，能够有效吸附周围环境中的不良气味和有毒有害气体，具有净化空气的作用；此外，采用eva弹性泡沫层作为多孔结构，不仅具有较高的弹性及力学性能，还具有质轻的特点，大大降低了床垫整体的重量，为床垫的搬运及安装提供了方便。
（3）本发明所述床垫中的高弹杀菌层为添加有杀菌剂的橡胶改性层，不仅保留了橡胶优异的高弹性能及环境稳定性，还能够有效去除细菌、真菌、酵母菌等多种微生物，防止床垫在生产和储存过程中产生细菌滋生，使其免受微生物侵害，且所述杀菌剂为纯天然组分，安全无污染，对人体不会产生危害，符合环境友好型生产的要求。
（4）本发明采用石墨烯改性聚氨酯涂料层作为耐磨防水层，由于石墨烯独特的片层结构，形成一层致密的保护膜，使得改性后的聚氨酯涂料层具有较好的物理隔绝效果，大大提高其防水性能，再加上石墨烯优异的力学性能及环境稳定性，使得改性之后的聚氨酯涂层具有较好的耐磨、耐刮擦的力学性能及较好的环境稳定性。
（5）本发明胶粘剂采用石墨烯改性eva泡沫胶水，由于石墨烯的独特结构，使得改性的eva泡沫胶水不仅具有较强的粘结牢固性，增强各层之间的粘结牢固性，避免了因粘结不牢导致的脱胶现象，为床垫的长效使用提供保障。此外，由于石墨烯的存在，还使得粘结层具有一定的防水防腐效果，为床垫的防水性能提供了又一条件。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明所述多功能床垫的结构示意图；
图中标记为：1、防水透气层；2、高弹杀菌层；3、保温除臭层；4、耐磨防水层；5、胶粘剂；31、多孔结构；32、填充料。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，本发明优选实施例的一种多功能床垫及制备方法；
所述多功能床垫，所述床垫由上到下依次包括防水透气层1、高弹杀菌层2、保温除臭层3和耐磨防水层4，所述保温除臭层3包括多孔结构31和填充料32，所述填充料32均匀填充在多孔结构31中，所述防水透气层1与高弹杀菌层2及高弹杀菌层2与保温除臭层3之间通过胶粘剂5连接。
所述高弹杀菌层1包括如下重量份的各组分：天然橡胶45份、聚异戊二烯22份、纳米二氧化钛15份、杀菌剂13份、橡胶硫化促进剂6份、改性剂12份、抗氧化剂8份。
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：艾叶20份、丹皮18份、柠檬皮22份、金银花12份、甘草8份、苦参6份、丁香种子9份、地榆14份。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。
所述耐磨防水层4为石墨烯改性聚氨酯涂层，包括如下重量份的各组分：聚氨酯36份、氧化石墨烯3份、异氟尔酮二异氰酸酯12份、水合肼8份、还包括溶剂n,n-二甲基甲酰胺适量。
所述多孔结构31为eva高弹泡沫层。
所述填充料32为活性炭和改性凹凸棒石粘土的混合物。
所述胶黏剂5为石墨烯改性eva泡沫胶水。
本发明所述制备多功能床垫的方法，包括如下步骤：
（1）高弹杀菌层的制备：先将杀菌剂各组分粉碎混合，然后通过索氏提取器提取后，得提取液；按照原料重量份比例称取各组分，并混匀成混合料；将混合料加入发泡机进行发泡；将发泡后的材料导入模具中在35℃下压模成型；将含有发泡材料的模具在135℃进行蒸煮，蒸煮时间为60~80分钟；拔模，从模具中将乳胶胚取出；再进行脱水，然后烘干，得到高弹杀菌层乳胶制品；
（2）耐磨防水层的制备：按照配比称取氧化石墨烯和n,n-二甲基甲酰胺300ml，混合后置于超声波中超声分散20min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯，通入氮气保护条件下，于80℃反应4h，调节ph至9~10，再升温至90~100℃，加入水合肼还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯；然后将功能化的石墨烯与水性聚氨酯混合均匀，并置于超声波中超声20min，然后置于模具中成型，即得所述耐磨防水层；
（3）床垫的制备：将填充有填充料的保温除臭层上表面涂覆胶黏剂，并粘结高弹杀菌层，然后在高弹杀菌层的上表面涂覆胶粘剂，并粘结防水透气层；在保温除臭层的下表面涂覆耐磨防水涂层，即得到所述多功能床垫。
实施例2：
本发明优选实施例的一种多功能床垫及制备方法；
所述多功能床垫，所述床垫由上到下依次包括防水透气层、高弹杀菌层、保温除臭层和耐磨防水层，所述保温除臭层包括多孔结构和填充料，所述填充料均匀填充在多孔结构中，所述防水透气层与高弹杀菌层及高弹杀菌层与保温除臭层之间通过胶粘剂连接。
所述高弹杀菌层包括如下重量份的各组分：天然橡胶30份、聚异戊二烯20份、纳米二氧化钛12份、杀菌剂10份、橡胶硫化促进剂5份、改性剂8份、抗氧化剂6份。
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：艾叶15份、丹皮12份、柠檬皮18份、金银花9份、甘草6份、苦参5份、丁香种子8份、地榆12份。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。
所述耐磨防水层为石墨烯改性聚氨酯涂层，包括如下重量份的各组分：聚氨酯20份、氧化石墨烯2份、异氟尔酮二异氰酸酯10份、水合肼5份、还包括溶剂n,n-二甲基甲酰胺适量。
所述多孔结构为eva高弹泡沫层。
所述填充料为活性炭和改性凹凸棒石粘土的混合物。
所述胶黏剂为石墨烯改性eva泡沫胶水。
本发明所述制备多功能床垫的方法，包括如下步骤：
（1）高弹杀菌层的制备：先将杀菌剂各组分粉碎混合，然后通过索氏提取器提取后，得提取液；按照原料重量份比例称取各组分，并混匀成混合料；将混合料加入发泡机进行发泡；将发泡后的材料导入模具中在35℃下压模成型；将含有发泡材料的模具在135℃进行蒸煮，蒸煮时间为60分钟；拔模，从模具中将乳胶胚取出；再进行脱水，然后烘干，得到高弹杀菌层乳胶制品；
（2）耐磨防水层的制备：按照配比称取氧化石墨烯和n,n-二甲基甲酰胺200ml，混合后置于超声波中超声分散10min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯，通入氮气保护条件下，于70℃反应5h，调节ph至9~10，再升温至90℃，加入水合肼还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯；然后将功能化的石墨烯与水性聚氨酯混合均匀，并置于超声波中超声20min，然后置于模具中成型，即得所述耐磨防水层；
（3）床垫的制备：将填充有填充料的保温除臭层上表面涂覆胶黏剂，并粘结高弹杀菌层，然后在高弹杀菌层的上表面涂覆胶粘剂，并粘结防水透气层；在保温除臭层的下表面涂覆耐磨防水涂层，即得到所述多功能床垫。
实施例3：
本发明优选实施例的一种多功能床垫及制备方法；
所述多功能床垫，所述床垫由上到下依次包括防水透气层、高弹杀菌层、保温除臭层和耐磨防水层，所述保温除臭层包括多孔结构和填充料，所述填充料均匀填充在多孔结构中，所述防水透气层与高弹杀菌层及高弹杀菌层与保温除臭层之间通过胶粘剂连接。
所述高弹杀菌层包括如下重量份的各组分：天然橡胶50份、聚异戊二烯30份、纳米二氧化钛16份、杀菌剂19份、橡胶硫化促进剂8份、改性剂15份、抗氧化剂10份。
所述杀菌剂包括如下重量份的各组分：艾叶26份、丹皮20份、柠檬皮26份、金银花15份、甘草12份、苦参10份、丁香种子13份、地榆19份。
所述抗氧化剂为酚类抗氧化剂。
所述耐磨防水层为石墨烯改性聚氨酯涂层，包括如下重量份的各组分：聚氨酯40份、氧化石墨烯5份、异氟尔酮二异氰酸酯15份、水合肼10份、还包括溶剂n,n-二甲基甲酰胺适量。
所述多孔结构为eva高弹泡沫层。
所述填充料为活性炭和改性凹凸棒石粘土的混合物。
所述胶黏剂为石墨烯改性eva泡沫胶水。
本发明所述制备多功能床垫的方法，包括如下步骤：
（1）高弹杀菌层的制备：先将杀菌剂各组分粉碎混合，然后通过索氏提取器提取后，得提取液；按照原料重量份比例称取各组分，并混匀成混合料；将混合料加入发泡机进行发泡；将发泡后的材料导入模具中在35℃下压模成型；将含有发泡材料的模具在135℃进行蒸煮，蒸煮时间为80分钟；拔模，从模具中将乳胶胚取出；再进行脱水，然后烘干，得到高弹杀菌层乳胶制品；
（2）耐磨防水层的制备：按照配比称取氧化石墨烯和n,n-二甲基甲酰胺500ml，混合后置于超声波中超声分散20min，再加入异氟尔酮二异氰酸酯，通入氮气保护条件下，于80℃反应3h，调节ph至9~10，再升温至100℃，加入水合肼还原，反应结束后用n,n-二甲基甲酰胺洗涤，干燥，得到功能化的石墨烯；然后将功能化的石墨烯与水性聚氨酯混合均匀，并置于超声波中超声30min，然后置于模具中成型，即得所述耐磨防水层；
（3）床垫的制备：将填充有填充料的保温除臭层上表面涂覆胶黏剂，并粘结高弹杀菌层，然后在高弹杀菌层的上表面涂覆胶粘剂，并粘结防水透气层；在保温除臭层的下表面涂覆耐磨防水涂层，即得到所述多功能床垫
本发明所述的多功能床垫，采用多层结合，使得床垫具有高弹性、杀菌、除臭、防水等优良的使用性能，还具有安全无污染的特点，符合目前市场的需求，适合推广应用，具有较好的应用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。