本发明属于床垫加工技术领域，具体涉及一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法。
背景技术：
椰棕床垫就是用椰子壳外层纤维作为原料制成的床垫。椰棕床垫的做法有两种，一种作法是用椰棕捻成的绳子编织成网状的床垫，另一种作法是在床垫弹簧的上面铺垫上椰棕絮片。椰棕床垫具有冬暖夏凉、透气、吸湿、弹性大、延年耐用的特点。整洁的椰棕丝，经过卷曲定型，形成千万根植物“弹簧”再由雾化的天然橡胶粘接，产品具有高强弹力效果，睡眠中脊椎平衡。立体网络结构，具有良好的通风透气性，和透水性长期使用，不雾潮气，特别对于长期卧床的病人保持肌肤良好的透气环境。产品具有天然性、耐疲劳性，有益健康，长期使用，不走形，平整美观。但是由于椰棕纤维含有很高的糖分，并且难以去除，使得椰棕床垫极易受潮以及引起虫螨和细菌的侵害。为了加强改善椰棕床垫的抗菌性，申请号为201811153454.7公开了一种环保抗菌棕床垫及其制作方法，本发明通过对椰棕纤维进行季铵盐改性处理，将季铵盐官能团接枝到椰棕纤维上，改善椰棕纤维的抗菌性，且黄麻纤维本身具有一定的抗菌活性，将其与椰棕纤维混合作为床垫的原料，能够进一步协同提高床垫的抗菌性，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑制效果。该发明利用季铵盐来改善椰棕床垫的抗菌性，但是季铵盐价格昂贵，对部分微生物效果不好，并且配伍禁忌较多，杀菌效果受有机物影响较大，因此，该发明中提高床垫抗菌性的方法存在很大的局限性。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
a.将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1~2g:23~27ml共同投入分散缸内，在1200~1400rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅰ；
b.将纳米氧化铜、柠檬酸铵、去离子水按照重量体积比为1~2g:3~4g:120~140ml共同投入分散缸内，在900~1100rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅱ；
c.称取相应重量份的操作a中所得的分散液ⅰ40~50份、操作b中所得的分散液ⅱ30~40份、kh550硅烷偶联剂0.8~1份混匀后放入微波炉中处理8~10min，然后注入珠磨机内进行研磨，研磨45~65min后得功能悬浮液；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至120~130℃，将高压罐内的压力升至0.4~0.5mpa，高压罐的空气相对湿度为87~93%，维压处理2~3min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过80~120目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为10~14ml:2~3g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理10~16min后，取出均质产物备用；
c.将操作b中所得的均质产物投入发酵罐内，接种微生物后放置在37~43℃的恒温箱内进行恒温发酵5~7天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维89~93份、天然乳胶25~33份、茶多酚棕榈酸酯5~7份、果胶6~8份、海藻酸丙二醇酯3~4份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
进一步的，所述步骤（1）操作c中微波的频率为3~17ghz。
进一步的，所述步骤（1）操作c中珠磨机的转速为300~400rpm。
进一步的，所述步骤（2）操作b中粉碎处理时控制深冷式粉碎机内的温度为-20~-10℃。
进一步的，所述步骤（2）操作b中均质处理的工作压力为30~34mpa。
进一步的，所述步骤（2）操作c中微生物为重量份比值为1~2:2.3~2.6的水解细菌和白腐菌。
进一步的，所述步骤（3）中搅拌混匀时保持搅拌罐内的温度为89~95℃，保持搅拌罐的转速为600~800rpm。
本发明针对椰棕床垫使用性能，以及椰棕纤维的性质和现今椰棕床垫存在的抗菌持久稳定性差的问题进行加强改善，提供了一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，有效的改善提高了椰棕床垫的持久抗菌性，特别添加了一种特制的功能悬浮液，在功能悬浮液的制备中，分别将纳米二氧化硅和纳米氧化铜制备成分散液，防止直接混合产生团聚现象，然后在微波条件下进行研磨混合纳米氧化铜与纳米二氧化硅相互作用，纳米二氧化硅可有效的分散铜粒子，增加铜粒子的稳定性，加强床垫的抗菌持久性；天然纤维素的分子链存有分子内和分子间的氢键，在固态下聚集成不同水平的原纤结构，并以多层次盘绕的方式构成高结晶性的纤维素纤维，由于这样的形态和超分子结构，大量高反应性的羟基被封闭在结晶区内，不利于对其进行功能的加强改善，本申请在将功能悬浮液添加到床垫的制备中之前，对椰棕纤维进行预处理，在升温升压的过程中，水蒸气渗透到纤维束内，在渗透的过程中，水蒸气发生快速膨胀，然后剧烈地排放到大气中，从而导致了纤维素超分子结构的破坏，使分子间氢键断裂比率增加，此时粉碎处理后将其与功能悬浮液共同进行微射流高压均质处理，在振荡反应腔中悬浮液和纤维素发生高速碰撞，并发生高频振荡、瞬时压降和强烈剪切、气穴作用等作用，使纤维素中的多糖分子链断裂，发生降解，多糖的粒度和分子聚集状态发生改变，表观黏度降低，乳化性增强，促进多糖与悬浮液中有效成分的相互结合，进而进一步提高床垫的持久抗菌性，再将所得的均质产物投入发酵罐内进行发酵，加快促进木质素的分解，并形成小分子化合物，进而加强功能悬浮液对椰棕纤维的作用，最后进行热压、固化成型即可。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供了一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，利用纳米二氧化硅的吸附性和纳米氧化铜的抗菌性，将它们经过处理后与处理后的椰棕纤维有效的结合，改善提高了椰棕床垫的持久抗菌性，并且安全环保，对延长寿命有很好的作用。
具体实施方式
实施例一：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
a.将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1g:23ml共同投入分散缸内，在1200rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅰ；
b.将纳米氧化铜、柠檬酸铵、去离子水按照重量体积比为1g:3g:120ml共同投入分散缸内，在900rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅱ；
c.称取相应重量份的操作a中所得的分散液ⅰ40份、操作b中所得的分散液ⅱ30份、kh550硅烷偶联剂0.8份混匀后放入微波炉中处理8min，然后注入珠磨机内进行研磨，研磨45min后得功能悬浮液；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至120℃，将高压罐内的压力升至0.4mpa，高压罐的空气相对湿度为87%，维压处理2min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过80目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为10ml:2g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理10min后，取出均质产物备用；
c.将操作b中所得的均质产物投入发酵罐内，接种微生物后放置在37℃的恒温箱内进行恒温发酵5天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维89份、天然乳胶25份、茶多酚棕榈酸酯5份、果胶6份、海藻酸丙二醇酯3份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
进一步的，所述步骤（1）操作c中微波的频率为3ghz。
进一步的，所述步骤（1）操作c中珠磨机的转速为300rpm。
进一步的，所述步骤（2）操作b中粉碎处理时控制深冷式粉碎机内的温度为-20℃。
进一步的，所述步骤（2）操作b中均质处理的工作压力为30mpa。
进一步的，所述步骤（2）操作c中微生物为重量份比值为1:2.3的水解细菌和白腐菌。
进一步的，所述步骤（3）中搅拌混匀时保持搅拌罐内的温度为89℃，保持搅拌罐的转速为600rpm。
实施例二：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
a.将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1.5g:25ml共同投入分散缸内，在1300rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅰ；
b.将纳米氧化铜、柠檬酸铵、去离子水按照重量体积比为1.5g:3.5g:130ml共同投入分散缸内，在1000rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅱ；
c.称取相应重量份的操作a中所得的分散液ⅰ45份、操作b中所得的分散液ⅱ35份、kh550硅烷偶联剂0.9份混匀后放入微波炉中处理9min，然后注入珠磨机内进行研磨，研磨50min后得功能悬浮液；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至125℃，将高压罐内的压力升至0.45mpa，高压罐的空气相对湿度为90%，维压处理2.5min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过100目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为12ml:2.5g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理13min后，取出均质产物备用；
c.将操作b中所得的均质产物投入发酵罐内，接种微生物后放置在40℃的恒温箱内进行恒温发酵6天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维91份、天然乳胶29份、茶多酚棕榈酸酯6份、果胶7份、海藻酸丙二醇酯3.5份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
进一步的，所述步骤（1）操作c中微波的频率为10ghz。
进一步的，所述步骤（1）操作c中珠磨机的转速为350rpm。
进一步的，所述步骤（2）操作b中粉碎处理时控制深冷式粉碎机内的温度为-15℃。
进一步的，所述步骤（2）操作b中均质处理的工作压力为32mpa。
进一步的，所述步骤（2）操作c中微生物为重量份比值为1.5:2.45的水解细菌和白腐菌。
进一步的，所述步骤（3）中搅拌混匀时保持搅拌罐内的温度为92℃，保持搅拌罐的转速为700rpm。
实施例三：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
a.将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为2g:27ml共同投入分散缸内，在1400rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅰ；
b.将纳米氧化铜、柠檬酸铵、去离子水按照重量体积比为2g:4g:140ml共同投入分散缸内，在1100rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅱ；
c.称取相应重量份的操作a中所得的分散液ⅰ50份、操作b中所得的分散液ⅱ40份、kh550硅烷偶联剂1份混匀后放入微波炉中处理10min，然后注入珠磨机内进行研磨，研磨65min后得功能悬浮液；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至130℃，将高压罐内的压力升至0.5mpa，高压罐的空气相对湿度为93%，维压处理3min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过120目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为14ml:3g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理16min后，取出均质产物备用；
c.将操作b中所得的均质产物投入发酵罐内，接种微生物后放置在43℃的恒温箱内进行恒温发酵7天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维93份、天然乳胶33份、茶多酚棕榈酸酯7份、果胶8份、海藻酸丙二醇酯4份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
进一步的，所述步骤（1）操作c中微波的频率为17ghz。
进一步的，所述步骤（1）操作c中珠磨机的转速为400rpm。
进一步的，所述步骤（2）操作b中粉碎处理时控制深冷式粉碎机内的温度为-10℃。
进一步的，所述步骤（2）操作b中均质处理的工作压力为34mpa。
进一步的，所述步骤（2）操作c中微生物为重量份比值为2:2.6的水解细菌和白腐菌。
进一步的，所述步骤（3）中搅拌混匀时保持搅拌罐内的温度为95℃，保持搅拌罐的转速为800rpm。
对比实施例一：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
将纳米氧化铜、柠檬酸铵、去离子水按照重量体积比为1.5g:3.5g:130ml共同投入分散缸内，在1000rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得功能悬浮液备用；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至125℃，将高压罐内的压力升至0.45mpa，高压罐的空气相对湿度为90%，维压处理2.5min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过100目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为12ml:2.5g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理13min后，取出均质产物备用；
c.将操作b中所得的均质产物投入发酵罐内，接种微生物后放置在40℃的恒温箱内进行恒温发酵6天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维91份、天然乳胶29份、茶多酚棕榈酸酯6份、果胶7份、海藻酸丙二醇酯3.5份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
此对比实施例一中所有方法步骤的参数均同实施例2。
对比实施例二：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1.5g:25ml共同投入分散缸内，在1300rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得功能悬浮液备用；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至125℃，将高压罐内的压力升至0.45mpa，高压罐的空气相对湿度为90%，维压处理2.5min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过100目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为12ml:2.5g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理13min后，取出均质产物备用；
c.将操作b中所得的均质产物投入发酵罐内，接种微生物后放置在40℃的恒温箱内进行恒温发酵6天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维91份、天然乳胶29份、茶多酚棕榈酸酯6份、果胶7份、海藻酸丙二醇酯3.5份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
此对比实施例二中所有方法步骤的参数均同实施例2。
对比实施例三：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）功能悬浮液的制备：
a.将纳米二氧化硅和无水乙醇按照重量体积比为1.5g:25ml共同投入分散缸内，在1300rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅰ；
b.将纳米氧化铜、柠檬酸铵、去离子水按照重量体积比为1.5g:3.5g:130ml共同投入分散缸内，在1000rpm的转速条件下搅拌分散均匀，得分散液ⅱ；
c.称取相应重量份的操作a中所得的分散液ⅰ45份、操作b中所得的分散液ⅱ35份、kh550硅烷偶联剂0.9份混匀后放入微波炉中处理9min，然后注入珠磨机内进行研磨，研磨50min后得功能悬浮液；
（2）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至125℃，将高压罐内的压力升至0.45mpa，高压罐的空气相对湿度为90%，维压处理2.5min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入深冷式粉碎机内进行粉碎处理，粉碎后过100目筛后得椰棕纤维粉末，然后将步骤（1）所得的功能悬浮液和椰棕纤维粉末按照体积重量比为12ml:2.5g共同投入微射流高压均质机内进行均质处理，均质处理13min后，取出均质产物备用真空烘干；
（3）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（2）处理后的椰棕纤维91份、天然乳胶29份、茶多酚棕榈酸酯6份、果胶7份、海藻酸丙二醇酯3.5份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
此对比实施例三中所有方法步骤的参数均同实施例2。
对比实施例四：
一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，包括如下步骤：
（1）椰棕纤维的处理：
a.将椰棕纤维投入高压罐内，将高压罐内的温度升至125℃，将高压罐内的压力升至0.45mpa，高压罐的空气相对湿度为90%，维压处理2.5min后，快速泄压至常压，取出椰棕纤维备用；
b.将操作a中处理后的椰棕纤维投入发酵罐内，接种微生物后放置在40℃的恒温箱内进行恒温发酵6天后，取出发酵产物抽滤，真空烘干；
（2）成品的制备：
称取相应重量份的步骤（1）处理后的椰棕纤维91份、天然乳胶29份、茶多酚棕榈酸酯6份、果胶7份、海藻酸丙二醇酯3.5份共同投入搅拌罐内，搅拌混匀后置于热压机内进行热压、固化即可。
此对比实施例四中所有方法步骤的参数均同实施例2。
对照组
申请号为：201811153454.7公开的一种环保抗菌棕床垫及其制作方法。
为了对比本发明效果，分别用实施例二、对比实施例一、对比实施例二、对比实施例三、对比实施例四以及对照组对应的方法制备床垫，然后参照gb/t20944.3-2008的方法采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌进行抑菌率的测试。具体试验对比数据如下表1所示：
表1
由上表1可以看出，本发明提供了一种长寿命椰棕纤维床垫的制备方法，利用纳米二氧化硅的吸附性和纳米氧化铜的抗菌性，将它们经过处理后与处理后的椰棕纤维有效的结合，改善提高了椰棕床垫的持久抗菌性，并且安全环保，对延长寿命有很好的作用。