專利名稱：一種水凝膠墊的加工工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種墊子的加工工藝，特別涉及一種水凝膠墊的加工工藝。
背景技術：
水凝膠是一類具有三維網絡結構的新型功能高分子材料，可以由一種或多種單體，經化學引發劑引發聚合并交聯而得，水凝膠能夠在水中溶脹并保持一定水分而又不溶于水，其含水量高、溶脹快、柔軟、具有橡膠般的粘稠性和良好的生物相容性，對外界刺激，如溫度、電場等具有良好的響應性，因此水凝膠被廣泛的應用于各個領域。如用水凝膠可以制成外面有包裹的片狀水凝膠墊，這種水凝膠墊有優良的防暑透氣效果而備受人們親睞，它的原理是利用水凝膠中水分的高比熱容大量吸收體表熱量，再利用親水凝膠的三維網狀分子結構快速散熱，從而實現物理降溫達到涼爽的效果。例如公開號為CN101305877、發明名稱為《凝膠墊及其生產方法》的中國發明專利申請，公開了一種凝膠墊及其生產方法，依 次包括下列步驟備料、制袋、灌裝單體溶液、加熱固化、檢驗和包裝。該凝膠墊的生產方法存在一定的缺陷和不足，在加熱固化步驟中，需要依靠兩層或多層加熱板物理加溫，即把裝有單體溶液的袋子放在兩塊加熱板中間，使其內部溶液達到聚合溫度，實現袋內水凝膠的形成，并且使用氣壓或液壓能自由升降擠壓的設備，對兩層或多層加熱板中的凝膠墊加壓定型。在加熱過程中，加熱板加溫會產生大量的能耗，并且用加熱板使常溫的單體溶液達到聚合溫度需要一段時間，生產效率較低，因此這種使用兩層或多層加熱板進行的物理加熱和加壓來生產凝膠墊的過程，操作復雜，成本高，不適合新型工業化生產。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種操作簡單、生產效率高、適用于工業化生產的水凝膠墊的加工工藝。本發明的目的是由以下技術方案實現的，依次包括以下步驟
O制袋剪裁適合水凝膠墊的外形尺寸和材料要求的表層材料，所述的表層材料是指內層為塑料、外層為紡織面料的復合材料，使用高周波或電加熱模具裝置，使表層材料內層塑料受熱融合，制成留有灌注口的四周封閉的袋子；
2)制備水凝膠原料
先將單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑混合制成溶液A，
再將純水、常溫聚合促發劑混合制成溶液B ;或者
先將單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、常溫聚合促發劑混合制成溶液C，
再將純水、引發劑混合成溶液D ;或者 先將高分子聚合物、純水、消泡劑混合制成溶液E，
再將純水、交聯劑混合制成溶液F ;
3)灌裝將溶液A和溶液B均勻混合，或者 將溶液C和溶液D均勻混合，或者將溶液E和溶液F均勻混合，用定量液體灌裝機把混合均勻后的溶液灌裝到袋內； 同時加入防腐劑和/或顏料和/或香精，抽出袋中空氣，焊接封閉灌裝口 ；
4)固化；
5)包裝產品檢驗合格后包裝入庫；
其特征在于
所述固化是將灌裝好的袋子送入輸送帶式定型裝置，袋子在輸送帶式定型裝置中傳動時聚合定型，袋內混合溶液中的引發劑和常溫聚合促發劑在室溫接觸5-120min后，發生化學反應并釋放熱量，袋內溶液升溫達到聚合溫度，發生聚合反應并交聯生成水凝膠。所述單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑和常溫聚合促發劑它們之間的重量比為單體5-20%、純水60-85%、交聯劑O. 1_10%、膠體柔軟調節劑5_30%、引發劑O. 1-10%、常溫聚合促發劑O. 1-10%;所述高分子聚合物、純水、交聯劑、消泡劑它們之間的 重量比為高分子聚合物1-15%、純水75-90%、交聯劑1-10%、消泡劑O. 01_1%。所述單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑和常溫聚合促發劑它們之間的優選重量比為單體12-18%、純水60-80%、交聯劑O. 2-5%、膠體柔軟調節劑5_20%、引發劑
O.2-5%、常溫聚合促發劑O. 2-5%。本發明加工工藝的特點是利用常溫聚合促發劑和引發劑在袋內混合后，可以在室溫條件下發生化學反應并釋放熱量，使袋內混合溶液達到聚合溫度來實現袋內水凝膠的形成，即化學加溫促使水凝膠的形成，此步驟無需外部熱源額外加熱，降低了生產能耗；使用輸送帶式定型裝置為水凝膠墊加壓定型，輸送帶式定型裝置能連續化、高效率加壓定型，操作簡便，工作能力大，從而降低生產成本低，提高生產效率。輸送帶式定型裝置中的履帶可以做成帶有各種紋路的履帶，經過其加壓定型的水凝膠墊也可以帶有各種紋路，所得水凝膠墊實用性強，可以根據需要定制不同尺寸規格，產品具有良好的透氣、散熱性能，柔軟舒適，平衡穩定，經久耐用。
圖I是本發明的輸送帶式定型裝置的示意圖。如圖I所示，輸送帶式定型裝置由上下兩層履帶組成，未聚合的產品放在兩層履帶中間通過，產品在履帶中傳動時聚合定型。
具體實施例方式下面結合實例對發明進行具體說明
它包括下列制備步驟
I)制袋剪裁適合水凝膠墊的外形尺寸和材料要求的表層材料，使用高周波或電加熱模具裝置，使表層材料內層塑料受熱融合，制成留有灌注口的四周封閉的袋子，灌注口的數量可以是一個或兩個，并根據需要在袋子中間添加加強筋。所述的表層材料是指內層為塑料層、外層為織造布的復合材料，如PVC和尼龍布的復合材料、PE和尼龍的復合材料、PU和滌棉布的復合材料等；所述PVC是聚氯乙烯的英文名稱的簡稱，PE是聚乙烯的英文名稱的簡稱，PU是聚氨基甲酸酯的英文名稱的簡稱。2)水凝膠原料的制備先將單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑混合成溶液A待用，再將純水、常溫聚合促發劑混合制成溶液B待用；或者先將單體、純水、交聯劑、膠體調節劑、常溫聚合促發劑混合成溶液C待用，再將純水、引發劑混合成溶液D待用；或者先將高分子聚合物、純水、消泡劑混合制成溶液E待用，再將純水、交聯劑混合制成溶液F待用。所述的單體可以是酸性或中性或堿性單體，或是其任意兩種或是幾種的組合，所述酸性單體是指丙烯酸衍生物或巴豆酸等，所述中性單體是指甲基丙烯酸羥烷基酯或甲基丙烯酸甲酯或丙烯酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮或丙烯酸酯衍生物等，所述堿性單體是指甲基丙烯酸胺乙酯衍生物或乙烯基吡啶等。所述高分子聚合物是指聚乙烯醇。所述的交聯劑可以是烯類單體，如丙烯酸、丙烯酸羥乙酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、或N，N-亞甲基雙丙烯酰胺等；或是金屬有機化合物，如醋酸鋅，鈦酸酯；或是多元醇類，如乙二醇；或是多元胺類，如乙二胺；或是縮水甘油醚，如聚丙二醇縮水甘油醚。
所述膠體柔軟調節劑是丙二醇或丙三醇；所述膠體柔軟調節劑是指可以調節膠體的柔軟度，使產品柔軟舒適。所述引發劑可以是過氧化物，如過硫酸銨或過硫酸鉀，或是偶氮類化合物或是氧化還原體系。所述常溫聚合促發劑是亞硫酸氫鈉或β -二甲氨基丙腈或N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺。所述常溫聚合促發劑是指可以和引發劑在室溫發生化學反應，釋放熱量，促使袋內溶液發生聚合并交聯生成水凝膠。所述消泡劑是磷酸三丁酯。所述單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑和常溫聚合促發劑它們之間的重量比為單體12-18%、純水60-80%、交聯劑O. 2-5%、膠體柔軟調節劑5_20%、引發劑
O.2-5%、常溫聚合促發劑O. 2-5% ；
所述高分子聚合物、純水、交聯劑、消泡劑它們之間的重量比為高分子聚合物1_15%、純水75-90%、交聯劑1-10%、消泡劑O. 01-1% ；
3)灌裝將溶液A和溶液B均勻混合，或者將溶液C和溶液D均勻混合，或者將溶液E和溶液F均勻混合，用定量液體灌裝機把混合后的溶液灌裝到袋內，同時加入防腐劑和/或顏料和/或香精，抽出袋中空氣，焊接封閉灌裝口 ；
4)固化把灌裝好的袋子送入輸送帶式定型裝置進行加壓定型。所述袋子中的引發劑和常溫聚合促發劑在室溫接觸10_30min開始發生化學反應，即發生氧化還原反應產生自由基，并釋放熱量，袋內溶液受熱升溫至50-60 °C，袋內發生聚合并交聯生成水凝膠。所述室溫是指20-30 °C。所述袋子中的高分子聚合物和交聯劑在室溫接觸10_30min后開始發生化學反應，并釋放熱量，袋內溶液受熱升溫至50-60°C，袋內發生交聯反應形成水凝膠。所述輸送帶式定型裝置由上下兩層履帶組成，門幅寬度可以按水凝膠墊的尺寸訂制，履帶中間的高度間距可以根據水凝膠墊的厚度調節，履帶的長度為30-50米，把未聚合的袋子放在兩層履帶中間通過，使袋子在履帶中傳動時聚合定型。所述履帶可以帶有紋路，如花紋或格子或斜紋等，在袋內水凝膠形成時履帶表面的紋路印在水凝膠墊上并定型，所得水凝膠墊也帶有紋路，使得水凝膠墊外形美觀。
5)包裝產品檢驗合格后 包裝入庫。
權利要求
1.一種水凝膠墊的加工工藝，它包括以下步驟 1)制袋剪裁適合水凝膠墊的外形尺寸和材料要求的表層材料，所述的表層材料是指內層為塑料、外層為紡織面料的復合材料，使用高周波或電加熱模具裝置，使表層材料內層塑料受熱融合，制成留有灌注口的四周封閉的袋子； 2)制備水凝膠原料 先將單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑混合制成溶液A， 再將純水、常溫聚合促發劑混合制成溶液B ;或者 先將單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、常溫聚合促發劑混合制成溶液C， 再將純水、引發劑混合成溶液D ;或者 先將高分子聚合物、純水、消泡劑混合制成溶液E， 再將純水、交聯劑混合制成溶液F ； 3)灌裝將溶液A和溶液B均勻混合，或者 將溶液C和溶液D均勻混合，或者 將溶液E和溶液F均勻混合，用定量液體灌裝機把混合均勻后的溶液灌裝到袋內； 同時加入防腐劑和/或顏料和/或香精，抽出袋中空氣，焊接封閉灌裝口 ； 4)固化； 5)包裝產品檢驗合格后包裝入庫； 其特征在于 所述固化是將灌裝好的袋子送入輸送帶式定型裝置，袋子在輸送帶式定型裝置中傳動時聚合定型，袋內混合溶液中的引發劑和常溫聚合促發劑在室溫接觸5-120min后，發生化學反應并釋放熱量，袋內溶液升溫達到聚合溫度，發生聚合反應并交聯生成水凝膠。
2.如權利要求I所述的水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑和常溫聚合促發劑它們之間的重量比為單體5-20%、純水60-85%、交聯劑O. 1_10%、膠體柔軟調節劑5-30%、引發劑O. 1_10%、常溫聚合促發劑O. 1-10% ;所述高分子聚合物、純水、交聯劑、消泡劑它們之間的重量比為高分子聚合物1_15%、純水75-90%、交聯劑 1-10%、消泡劑 O. 01-1%。
3.如權利要求I所述的水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述單體、純水、交聯劑、膠體柔軟調節劑、引發劑和常溫聚合促發劑它們之間的優選重量比為單體12-18%、純水60-80%、交聯劑O. 2-5%、膠體柔軟調節劑5-20%、引發劑O. 2_5%、常溫聚合促發劑O. 2_5%。
4.如權利要求I所述的水凝膠墊的加工工藝，其特征在于步驟I)中所述的復合材料是指PVC和尼龍布的復合材料，或PE和尼龍的復合材料，或I3U和滌棉布的復合材料。
5.如權利要求I所述水凝膠墊的加工工藝，其特征在于步驟2)中所述的單體是指酸性單體或中性單體或堿性單體，或是它們任意兩種或幾種的組合，所述酸性單體是指丙烯酸衍生物或巴豆酸，所述中性單體是指甲基丙烯酸羥烷基酯或甲基丙烯酸甲酯或丙烯酰胺或N-乙烯基吡咯烷酮或丙烯酸酯衍生物，所述堿性單體是指甲基丙烯酸胺乙酯衍生物或乙烯基吡啶。
6.如權利要求I所述的水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述高分子聚合物是指聚乙烯醇。
7.如權利要求I所述水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述交聯劑是指烯類單體或金屬有機化合物或多元醇類化合物或多元胺類化合物或縮水甘油醚；所述烯類單體是指丙烯酸或丙烯酸羥乙酯或二甲基丙烯酸乙二醇酯或N，N-亞甲基雙丙烯酰胺；所述金屬有機化合物是指醋酸鋅或鈦酸酯。
8.如權利要求I所述水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述膠體柔軟調節劑是丙二醇或丙三醇。
9.如權利要求I所述水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述引發劑是指過氧化物，所述過氧化物是指過硫酸銨或過硫酸鉀。
10.如權利要求I所述水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述常溫聚合促發劑是亞硫酸氫鈉或β - 二甲氨基丙腈或N，N，N’，N’ -四甲基乙二胺。
11.如權利要求I所述水凝膠墊的加工工藝，其特征在于所述消泡劑是磷酸三丁酯。
全文摘要
本發明公開了一種水凝膠墊的加工工藝，目的是針對現有技術的不足，提供一種操作簡單、生產效率高、適用于工業化生產的水凝膠墊的加工工藝。上述水凝膠墊的加工工藝依次包括下列步驟制袋、制備水凝膠原料、灌裝、固化、包裝。該發明利用常溫聚合促發劑和引發劑在袋內混合后，可以在室溫條件下發生化學反應并釋放熱量，實現化學加溫促使水凝膠形成，無需外部熱源加熱，降低生產能耗，使用輸送帶式定型裝置為水凝膠墊加壓定型，輸送帶式定型裝置能連續化、高效率加壓定型，操作簡便，工作能力大，降低生產成本低，提高生產效率。所得水凝膠墊實用性強且外形美觀。
文檔編號C08F26/10GK102860707SQ20121030619
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者顧磊 申請人:上海捷兒金保溫制品有限公司