一种功能床垫及其制备方法与流程

1.本发明涉及床垫技术领域，具体涉及一种功能床垫及其制备方法。


背景技术：

2.床垫的发展历史悠久，品种繁多，床垫与人的生活密切相关，造型与制作材料多种多样，人们三分之一的时间是在床上度过的，床垫是人们睡眠休息使用的主要用具，有乳胶床垫、软床垫、弹簧床垫等，都是具有释放脊椎压力，缓解肌肉疲劳等功效的床垫。随着人们生活水平的提高，消费观念的转变，对睡眠质量的要求越来越高，追求舒适、高质量，多功能的床垫成为时代潮流。
3.远红外线有较强的渗透力和辐射力，具有显著的温控效应和共振效应，它易被物体吸收并转化为物体的内能，远红外线被人体吸收后，可使体内水分子产生共振，使水分子活化，增强其分子间的结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物体细胞处于最高振动能级，由于生物细胞产生共振效应，可将远红外热能传递到人体皮下较深的部分，以下深层温度上升，产生的温热由内向外散发，这种作用强度，使毛细血管扩张，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增加组织的再生能力，提高机体的免疫能力，调节精神的异常兴奋状态，从而起到医疗保健的作用。
4.人类要具备抵抗各种病毒、细菌的防疫能力，创造健康的体魄，最重要是增强自身自然免疫力及对各种疾病的自然治愈力，使荷尔蒙生理作用旺盛。大自然能量中的小粒径空气负离子作用于人体，可以发挥强大效果。负离子能改善自然生态环境，净化空气；可以调节人类机体内在的生物节律，抑制老化；使肝肾功能、肠蠕动功能活化；使血液、体液的ph值呈弱碱性，促进体内废物、毒素的排泄；改善脂质、糖代谢；促进吸收消化，产生代谢激素；活化nk细胞，抑制有害菌、病原菌的增殖，防止感染。因此，小粒径空气负离子被誉为“人类空气的维生素”。
5.现有技术中同时拥有远红外射线和散发负离子的床垫非常少，同时通过电加热床垫实现床垫保温提高保健效果和舒适性，则耗电量大，不节能环保。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提出一种功能床垫及其制备方法，在乳胶层中央设置功能层，不仅降低成本，提高床垫的柔软度，制备成的床垫具有优良的力学强度、透气性，进一步设置了含有相比储能材料的恒温层，在加热层的作用下，将热量蓄积在相比储能材料中，断电后，能长时间保持适当的温度，促进电气石和远红外陶瓷散发负离子和远红外射线，并形成有益于人体健康的磁场，对于使用者有很好的保健效果，最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力，延长使用时间。
7.本发明的技术方案是这样实现的：
8.本发明提供一种功能床垫，包括功能层、乳胶层、恒温层、加热层和弹簧层；所述功能层内嵌在所述乳胶层中央，形成一个完整的层体，所述乳胶层下依次为恒温层、加热层和
弹簧层，在上端所述功能层和乳胶层交际处设有中药枕突，所述加热层为电阻丝层，可通过通电进行加热；所述恒温层含有相变储能材料；所述功能层由改性epe泡沫制备得到；所述改性epe泡沫由以下原料按重量份制备而成：改性电气石10
‑
20份、改性远红外陶瓷5
‑
10份、低密度聚乙烯100
‑
150份、发泡剂1
‑
3份、泡沫稳定剂0.1
‑
0.2份、引发剂0.01
‑
0.02份。
9.作为本发明的进一步改进，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、过氧化甲乙酮中的至少一种；所述发泡剂选自正戊烷、正己烷、正庚烷、石油醚中的至少一种；所述泡沫稳定剂选自聚乙烯醇、三乙醇胺中的至少一种。
10.作为本发明的进一步改进，所述改性电气石由以下方法制备而成：
11.s1.预处理：将电气石粉碎、研细后过筛，加入碱液中浸渍0.5
‑
2h，过滤，得到预处理后的电气石；
12.s2.改性：将预处理后的电气石加入含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至80
‑
90℃，反应1
‑
3h后，过滤，洗净，得到改性电气石。
13.作为本发明的进一步改进，所述改性远红外陶瓷的制备方法如下：
14.t1.将四氧化三铁粉、氧化铝粉、玉石粉、琥珀石粉混合，研细，过筛，加入碱液中浸渍0.5
‑
2h，过滤，得到预处理的远红外陶瓷粉；
15.t2.改性：将预处理后的远红外陶瓷粉加入含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至80
‑
90℃，反应1
‑
3h后，过滤，洗净，得到改性远红外陶瓷粉。
16.作为本发明的进一步改进，所述筛网为100
‑
200目；所述碱液为0.1
‑
0.5mol/l的碱溶液，所述碱为naoh或koh；所述含有硅烷偶联剂的乙醇溶液中硅烷偶联剂的质量百分比为2
‑
7％。
17.作为本发明的进一步改进，所述硅烷偶联剂为带有双键的硅烷偶联剂，选自kh570、a171、kh
‑
a172、a151中的至少一种。
18.作为本发明的进一步改进，所述硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：(1
‑
2)。
19.作为本发明的进一步改进，所述恒温层为将相变储能材料填入马蜂窝式的pmma材料中，所述相比储能材料选自芒硝、mgcl2﹒6h2o、cacl2﹒6h2o、聚乙二醇400、石蜡、层状钙钛矿、li2so4、季戊四醇、新戊二醇中的至少一种。
20.作为本发明的进一步改进，所述功能层、乳胶层、恒温层、加热层和弹簧层的厚度比为(2
‑
4)：5：(3
‑
5)：(1
‑
2)：(4
‑
8)。
21.本发明进一步保护一种基于上述功能床垫中功能层的制备方法，包括以下步骤：将改性电气石、改性远红外陶瓷、低密度聚乙烯、发泡剂、泡沫稳定剂、引发剂混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应0.5
‑
1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上180
‑
200℃下加压至2
‑
7mpa，保压10
‑
30min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到功能床垫中功能层。
22.本发明具有如下有益效果：本发明通过将具有散发负离子的电气石，首先将电气石经过碱预处理后，表面形成大量羟基、含氧基团，然后在于带有双键的硅烷偶联剂偶联改性后，表面形成大量的双键基团；另一方面，将具有磁性和长久散发远红外射线的四氧化三铁粉、氧化铝粉、玉石粉、琥珀石粉混合经过碱预处理，表面形成大量羟基、含氧基团，然后
在于带有双键的硅烷偶联剂偶联改性后，表面形成大量的双键基团；这些改性电气石和改性远红外陶瓷在后期与低密度聚乙烯在熔融条件下，引发剂的作用下发生双键自由基聚合，从而使得改性电气石粉和改性远红外陶瓷粉能够与低密度聚乙烯发生键连，从而使得制得的改性epe泡沫具有极好的不仅具有抑菌功能，同时能够形成磁场、远红外射线和负离子，对人体具有健康保健的效果；
23.本发明在乳胶层中央设置功能层，不仅降低成本，提高床垫的柔软度，制备成的床垫具有优良的力学强度、透气性，进一步设置了含有相比储能材料的恒温层，在加热层的作用下，将热量蓄积在相比储能材料中，断电后，能长时间保持适当的温度，促进电气石和远红外陶瓷散发负离子和远红外射线，并形成有益于人体健康的磁场，对于使用者有很好的保健效果，最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力，延长使用时间。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明功能床垫的俯视图；
26.图2为本发明功能床垫的侧视图；
27.其中，1.功能层；2.乳胶层；3.恒温层；4.加热层；5.弹簧层；6.中药枕突；7.电线。
具体实施方式
28.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.参照图1
‑
2，本发明功能床垫，包括功能层1、乳胶层2、恒温层3、加热层4和弹簧层5；所述功能层1内嵌在所述乳胶层2中央，形成一个完整的层体，所述乳胶层1下依次为恒温层3、加热层4和弹簧层6，在上端所述功能层1和乳胶层2交际处设有中药枕突6，所述加热层4为电阻丝层，可通过电线7通电进行加热；所述恒温层3含有相变储能材料；所述功能层1由改性epe泡沫制备得到。
30.恒温层3为将相变储能材料填入马蜂窝式的pmma材料中，所述相比储能材料选自芒硝、mgcl2﹒6h2o、cacl2﹒6h2o、聚乙二醇400、石蜡、层状钙钛矿、li2so4、季戊四醇、新戊二醇中的至少一种。
31.功能层1、乳胶层2、恒温层3、加热层4和弹簧层5的厚度比为(2
‑
4)：5：(3
‑
5)：(1
‑
2)：(4
‑
8)，总床垫的厚度在15
‑
25cm之间。
32.制备例1改性电气石
33.由以下方法制备而成：
34.s1.预处理：将10g电气石粉碎、研细后过100
‑
200目筛，加入0.1
‑
0.5mol/l的naoh溶液中浸渍0.5
‑
2h，过滤，得到预处理后的电气石；
35.s2.改性：将10g预处理后的电气石加入100ml含有2
‑
7wt％硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至80
‑
90℃，反应1
‑
3h后，过滤，洗净，得到改性电气石，硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：1。
36.制备例2
37.与制备例1相比，硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：2，其他条件均不改变。
38.制备例3
39.与制备例1相比，硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：1.5，其他条件均不改变。
40.对比制备例1
41.与制备例1相比，电气石未经过碱液浸渍，其他条件均不改变。
42.对比制备例2
43.与制备例1相比，硅烷偶联剂为kh570，其他条件均不改变。
44.对比制备例3
45.与制备例1相比，硅烷偶联剂为a151，其他条件均不改变。
46.制备例4
47.改性远红外陶瓷的制备方法如下：
48.t1.将2g四氧化三铁粉、1g氧化铝粉、5g玉石粉、2g琥珀石粉混合，研细，过100
‑
200目筛，加入0.1
‑
0.5mol/l的koh溶液中浸渍0.5
‑
2h，过滤，得到预处理的远红外陶瓷粉；
49.t2.改性：将10g预处理后的远红外陶瓷粉加入100ml含有2
‑
7wt％硅烷偶联剂的乙醇溶液中，加热至80
‑
90℃，反应1
‑
3h后，过滤，洗净，得到改性远红外陶瓷粉；硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：(1
‑
2)。
50.制备例5
51.与制备例4相比，硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：2，其他条件均不改变。
52.制备例6
53.与制备例4相比，硅烷偶联剂为kh570和a151的复配混合，质量比为3：1.5，其他条件均不改变。
54.对比制备例4
55.与制备例4相比，四氧化三铁粉、氧化铝粉、玉石粉、琥珀石粉未经过碱液浸渍，其他条件均不改变。
56.对比制备例5
57.与制备例4相比，硅烷偶联剂为kh570，其他条件均不改变。
58.对比制备例6
59.与制备例4相比，硅烷偶联剂为a151，其他条件均不改变。
60.实施例1
61.原料组成(重量份)：制备例1制得的改性电气石10份、制备例4改性远红外陶瓷5份、低密度聚乙烯100份、正戊烷1份、聚乙烯醇0.1份、偶氮二异丁酸二甲酯0.01份。
62.功能床垫中功能层的制备方法，包括以下步骤：将改性电气石、改性远红外陶瓷、
低密度聚乙烯、正戊烷、聚乙烯醇、偶氮二异丁酸二甲酯混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上190℃下加压至5mpa，保压20min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到功能床垫中功能层。
63.实施例2
64.原料组成(重量份)：制备例2制得的改性电气石20份、制备例5改性远红外陶瓷10份、低密度聚乙烯150份、石油醚3份、三乙醇胺0.2份、过氧化苯甲酰0.02份。
65.功能床垫中功能层的制备方法，包括以下步骤：将改性电气石、改性远红外陶瓷、低密度聚乙烯、石油醚、三乙醇胺、过氧化苯甲酰混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上190℃下加压至5mpa，保压20min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到功能床垫中功能层。
66.实施例3
67.原料组成(重量份)：制备例3制得的改性电气石15份、制备例6改性远红外陶瓷7份、低密度聚乙烯125份、正庚烷2份、三乙醇胺0.5份、偶氮二异丁腈、0.015份。
68.功能床垫中功能层的制备方法，包括以下步骤：将改性电气石、改性远红外陶瓷、低密度聚乙烯、正庚烷、三乙醇胺、偶氮二异丁腈、混合均匀后，加入到双辊炼胶机中熔融反应1h后，继续加入制得料片，然后置于平板硫化机上190℃下加压至5mpa，保压20min，去压发泡，得到泡沫粒，将泡沫粒进行注塑成型，得到功能床垫中功能层。
69.对比例1
70.与实施例3相比，改性电气石由对比制备例1制得，改性远红外陶瓷对比制备例4，其他条件均不改变。
71.对比例2
72.与实施例3相比，改性电气石由对比制备例2制得，改性远红外陶瓷对比制备例5，其他条件均不改变。
73.对比例3
74.与实施例3相比，改性电气石由对比制备例3制得，改性远红外陶瓷对比制备例6，其他条件均不改变。
75.对比例4
76.与实施例3相比，未添加改性电气石，其他条件均不改变。
77.原料组成(重量份)：制备例6改性远红外陶瓷22份、低密度聚乙烯125份、正庚烷2份、三乙醇胺0.5份、偶氮二异丁腈、0.015份。
78.对比例5
79.与实施例3相比，未添加改性远红外陶瓷，其他条件均不改变。
80.原料组成(重量份)：制备例3制得的改性电气石22份、低密度聚乙烯125份、正庚烷2份、三乙醇胺0.5份、偶氮二异丁腈、0.015份。
81.测试例1负离子浓度试验
82.将实施例1
‑
3和对比例1
‑
5制得的功能床垫中功能层经过负离子浓度测试：首先在1min内测定室内环境中负离子浓度，然后将试样在该环境中静置2min再在1min内测定试样释放的负离子浓度(温度：20℃，相对湿度65％，使用仪器：com3200pro)，洗涤次数：30次。测试结果如表1所示。
83.表1
[0084][0085][0086]
由上表可知，本发明制得的功能床垫中功能层能散发较多的负离子。
[0087]
测试例2远红外线发射试验
[0088]
将实施例1
‑
3和对比例1
‑
5制得的功能床垫中功能层按照纺织行业检验标准fz/t64010
‑
2000《远红外纺织品》，经过50次洗涤后，进行法向发射率检测，结果见表2。
[0089]
表2
[0090][0091]
由上表可知，本发明制得的功能床垫中功能层能散发较多的远红外线。
[0092]
与现有技术相比，本发明通过将具有散发负离子的电气石，首先将电气石经过碱预处理后，表面形成大量羟基、含氧基团，然后在于带有双键的硅烷偶联剂偶联改性后，表面形成大量的双键基团；另一方面，将具有磁性和长久散发远红外射线的四氧化三铁粉、氧化铝粉、玉石粉、琥珀石粉混合经过碱预处理，表面形成大量羟基、含氧基团，然后在于带有双键的硅烷偶联剂偶联改性后，表面形成大量的双键基团；这些改性电气石和改性远红外陶瓷在后期与低密度聚乙烯在熔融条件下，引发剂的作用下发生双键自由基聚合，从而使得改性电气石粉和改性远红外陶瓷粉能够与低密度聚乙烯发生键连，从而使得制得的改性epe泡沫具有极好的不仅具有抑菌功能，同时能够形成磁场、远红外射线和负离子，对人体具有健康保健的效果；
[0093]
本发明在乳胶层中央设置功能层，不仅降低成本，提高床垫的柔软度，制备成的床垫具有优良的力学强度、透气性，进一步设置了含有相比储能材料的恒温层，在加热层的作用下，将热量蓄积在相比储能材料中，断电后，能长时间保持适当的温度，促进电气石和远
红外陶瓷散发负离子和远红外射线，并形成有益于人体健康的磁场，对于使用者有很好的保健效果，最下层的弹簧层能进一步提高床垫的承受力，延长使用时间。
[0094]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。